Устройства или способы управления электродвигателями управлением вектора, например путем управления ориентацией поля: .управление потоком статора – H02P 21/12

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемых асинхронных двигателях. Техническим результатом является упрощение алгоритма управления асинхронным двигателем при наборе и сбросе заданной частоты вращения и при пуске асинхронного двигателя на «выбеге». В способе управления, осуществляемом в соответствии с формулой изобретения, останавливают изменение задания по частоте при изменении входного переменного напряжения в широких пределах или изменении значения задания по частот; когда ток или напряжение в звене постоянного тока достигают своих критических значений, отключают инвертор от звена постоянного тока до тех пор, пока ток или напряжение в звене постоянного тока не станет ниже критического значения. При изменении задания по частоте, пуске и остановке асинхронного двигателя выходное напряжение и частоту изменяют по одному и тому же закону скалярного частотного управления. При выключении инвертора плавно снижают выходные напряжения и частоту до нуля, а при повторном пуске плавно разгоняют асинхронный двигатель с текущими значениями напряжения и частоты для исключения генераторного режима на «выбеге». 2 ил.

Изобретение относится к реверсивным полупроводниковым коммутаторам, ведомым однофазной сетью переменного тока, и предназначено для использования в нерегулируемом электроприводе переменного тока для запуска и работы от однофазной сети трехфазных асинхронных двигателей. Первые выводы первого и второго полупроводниковых ключей соединены с фазой однофазной сети переменного тока. Первые выводы третьего и четвертого полупроводниковых ключей соединены с нулем однофазной сети переменного тока. Вторые выводы первого и третьего полупроводниковых ключей объединены и соединены с началом первой и концом третьей статорных обмоток. Вторые выводы второго и четвертого полупроводниковых ключей объединены и соединены с концом первой и началом третьей статорных обмоток. При этом начало второй статорной обмотки электродвигателя подключено к нулю, а ее конец - к фазе однофазной сети переменного тока. Технический результат - обеспечивается возможность повышения развиваемого двигателем момента и мощности за счет получения более равномерного кругового вращающегося магнитного потока поля статора, а также упрощения системы управления транзисторами. 7 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты вращающейся машины переменного тока и ее схемы возбуждения от перегрузок по току. Технический результат - обеспечение надежности ограничения тока вращающейся электрической машины при различных значениях ее электрических параметров. В устройстве управления для вращающейся машины переменного тока с функцией ограничения тока для защиты вращающейся машины переменного тока и модуля возбуждения, например инвертора, от перегрузки по току арифметическое средство значений частотной коррекции имеет элемент вычисления коэффициента усиления для вычисления коэффициента усиления на основе электрических постоянных значений, относящихся к вращающейся машине переменного тока, и усилитель для вычисления арифметического значения частотной коррекции на основе коэффициента усиления, вычисленного посредством элемента вычисления коэффициента усиления, и тока вращающейся машины переменного тока, при этом арифметическое значение частотной коррекции выводится в качестве значения частотной коррекции в предварительно определенном режиме вращения вращающейся машины переменного тока. 3 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателем, имеющего ротор с постоянными магнитами. Техническим результатом является уменьшение потерь, вызываемых задержкой отклика электродвигателя. Устройство управления для электродвигателя с ротором на постоянных магнитах, статором содержит: обратный преобразователь с прямоугольной волной, который прикладывает напряжение с прямоугольной волной к статору электродвигателя, для возбуждения электродвигателя; блок преобразования напряжения, который повышает или понижает выходное напряжение источника питания постоянного тока и прикладывает это напряжение к обратному преобразователю с прямоугольной волной; блок получения электрического угла, который получает электрический угол ротора электродвигателя; и блок генерирования команды выходного напряжения, который генерирует команду, для передачи инструкции в блок преобразования напряжения на вывод напряжения, синхронизированного с электрическим углом, амплитуда которого имеет пульсации, синхронные с изменением электрического угла ротора, полученного блоком получения электрического угла. В ответ на команду, генерируемую блоком генерирования команды выходного напряжения, блок преобразования напряжения повышает или понижает выходное напряжение источника питания постоянного тока до напряжения, обозначенного командой, и прикладывает это напряжение к обратному преобразователю с прямоугольной волной. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах, в которых требуется глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима. Технический результат - реализация закона управления, благодаря которому в электроприводе обеспечиваются минимальные потери во всей области нагрузок. В устройство для управления двигателем двойного питания, выполненное на основе асинхронного двигателя с фазным ротором, введены блок задания параметров, функциональный преобразователь, блок ограничения магнитного потока, коммутатор задания магнитного потока, регулятор частоты возбуждения, датчик частоты возбуждения, датчик фазных напряжений ротора, которые соединены с элементами, входящими в состав устройства так, как указано в формуле изобретения. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам управления электромагнитным моментом и амплитудой потокосцепления статора электрической машины переменного тока, получающей питание от автономного инвертора напряжения со стороны статора. Техническим результатом является снижение динамических нагрузок в передаточном устройстве электропривода, ограничение потребляемых электродвигателем токов, увеличение надежности системы управления электроприводом. В способе управления электромагнитным моментом и магнитным потоком электрической машины переменного тока сначала устанавливают заданное значение электромагнитного момента, заданное значение амплитуды потокосцепления статора, заданное значение предельного тока статора и определяют мгновенные значения токов и потокосцеплений фаз статора и мгновенное значение электромагнитного момента. Затем вычисляют и формируют фазные напряжения статора. 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Транзисторный разнополярный частотный преобразователь, регулирующий скорость синхронного шагового двигателя, предназначен для использования в регулируемом электроприводе с синхронным шаговым двигателем, при питании от сети переменного однофазного напряжения. Транзисторы каждого из трех реверсивных транзисторных коммутаторов, подключенных к источнику питания, соединены параллельно. В качестве источника питания реверсивных транзисторных коммутаторов использован источник переменного однофазного напряжения. Эмиттеры первых транзисторов каждого реверсивного транзисторного коммутатора подключены к фазе питающей сети. Эмиттеры вторых транзисторов каждого реверсивного транзисторного коммутатора подключены к нулю питающей сети. Коллекторы транзисторов первого реверсивного транзисторного коммутатора объединены и подключены к первому выходу первой обмотки управления. Коллекторы транзисторов второго реверсивного транзисторного коммутатора объединены и подключены к первому выходу второй обмотки управления. Вторые выходы первой и второй обмоток управления объединены. Коллекторы транзисторов третьего реверсивного транзисторного коммутатора также объединены и подключены к объединенным вторым выходам первой и второй обмоток управления. Технический результат - повышение надежности. 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовых цепях высокой мощности, например в тяговых преобразователях для питания тяговых двигателей рельсовых транспортных средств. Устройство управления и/или регулирования для управления работой асинхронной машины (K), питаемой трехфазным преобразователем (G) электроэнергии, содержит структуру управления и/или регулирования, включающую в себя регулятор (R) потока статора и генератор (Р) импульсных последовательностей для генерации импульсных сигналов на основе средних значений, причем выход регулятора (R) потока статора связан с входом генератора (Р) импульсных последовательностей таким образом, чтобы генератор (Р) импульсных последовательностей генерировал импульсные сигналы в зависимости от вырабатываемого регулятором (R) потока статора управляющего воздействия, регулятор (R) потока статора выполнен таким образом, чтобы вырабатывать это управляющее воздействие в зависимости от заданного значения потока статора асинхронной машины (K) и от заданного значения вращающего момента асинхронной машины (K), и регулятор (R) потока статора имеет апериодическую регулировочную характеристику. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в движение автомобиля. Устройство управления электродвигателем переменного тока включает трехфазный инвертор (2), который подключен к источнику (1) постоянного тока и выводит трехфазные переменные токи на электродвигатель (6) переменного тока, детектор (3, 4, 5) тока, который детектирует ток электродвигателя (6) переменного тока, модуль (50) формирования команд управления напряжением/ШИМ-сигналов, который вычисляет команду управления выходным напряжением инвертора (2) на основе сигнала из детектора (3, 4, 5) тока и формирует сигнал широтно-импульсной модуляции, чтобы управлять переключающим элементом, расположенным в инверторе (2), на основе команды управления выходным напряжением, и модуль (100А) компенсации дисбаланса токов электродвигателя, который формирует величины компенсации дисбаланса токов электродвигателя соответствующих фаз на основе токов, по меньшей мере, любых двух из фаз из токов электродвигателя (6) переменного тока и задает величину компенсации дисбаланса токов электродвигателя оставшейся одной фазы равной нулю, и сигнал широтно-импульсной модуляции двух фаз прямо или косвенно регулируется в модуле (50) формирования команд управления напряжением/ШИМ-сигналов на основе величин компенсации дисбаланса токов электродвигателя в соответствии с режимом возбуждения инвертора (2). 7 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от двухполупериодной сети постоянного тока однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является упрощение системы управления коммутацией транзисторов, повышение надежности и экономичности. Реверсивные полупроводниковые коммутаторы выполнены на полупроводниковых ключах, которые соединены с питающей сетью постоянного тока, соединены со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Диодный мост подключен к фазе и нулю питающей сети переменного тока. Каждый из четырех реверсивных полупроводниковых коммутаторов представляет собой пару транзисторов. Коллекторы четных транзисторов подключены к плюсу выпрямленного двухполупериодного напряжения диодного моста. Эмиттеры четных транзисторов подсоединены к коллекторам нечетных транзисторов. Эмиттеры нечетных транзисторов подключены к минусу выпрямленного двухполупериодного напряжения диодного моста. Средняя точка соединения коллектора нечетного транзистора и эмиттера четного транзистора каждой пары подключена к соответствующему выводу статорной обмотки однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. В устройстве обеспечивается питание однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя от двухполупериодной сети постоянного тока с возможностью векторно-алгоритмического регулирования скорости вращения электродвигателя как выше, так и ниже номинальной. 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока при питании от однофазной сети двухфазного асинхронного электродвигателя, в бытовой технике. Техническим результатом является упрощение системы управления коммутацией транзисторов, повышение надежности и экономичности устройства и снижение габаритов. Однофазные мостовые автономные инверторы-преобразователи частоты выполнены на полупроводниковых ключах, подсоединенных к питающей сети постоянного тока, в которых к средним точкам последовательно соединенных полупроводниковых ключей подключены обмотки статора. Один выход переменного напряжения введенного диодного моста соединен с фазой питающей сети, другой выход переменного напряжения диодного моста подсоединен к нулю питающей сети. Положительный выход постоянного напряжения диодного моста соединен с коллекторами транзисторов, являющихся полупроводниковыми ключами и использующихся с запиранием по базе. Отрицательный выход постоянного напряжения диодного моста соединен с эмиттерами этих транзисторов. Понижение частоты вращения электромагнитного поля статора осуществляют путем векторно-алгоритмической коммутации соответствующих транзисторов, ведомых сетью. 13 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является упрощение системы управления коммутацией транзисторов, повышение надежности и экономичности устройства в целом и уменьшение его габаритов. В полупроводниковом устройстве регулирования скорости три реверсивных полупроводниковых коммутатора выполнены на полупроводниковых ключах, которые соединены с питающей сетью постоянного тока и предназначены для соединения со статорными обмотками однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Диодный мост подключен к фазе и нулю питающей сети переменного тока. Каждый из трех реверсивных полупроводниковых коммутаторов выполнен на двух транзисторах. Коллекторы нечетных транзисторов каждого полупроводникового коммутатора подключены к плюсу питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения. Эмиттеры нечетных транзисторов соединены с коллекторами четных транзисторов, а эмиттеры четных транзисторов подключены к минусу питающей сети выпрямленного двухполупериодного напряжения. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов первого реверсивного полупроводникового коммутатора подключена к объединенным входам статорных обмоток однофазного двухобмоточного асинхронного двигателя. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов второго реверсивного полупроводникового коммутатора соединена с выходом первой статорной обмотки двигателя. Общая средняя точка соединения нечетного и четного транзисторов третьего реверсивного полупроводникового коммутатора соединена с выходом второй статорной обмотки асинхронного однофазного двухобмоточного двигателя. 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах различного отраслевого применения, построенных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Техническим результатом является обеспечение работы электропривода с форсированными параметрами по моменту в два - три раза выше относительно номинального значения и скорости до 1.5 _Ном при обеспечении надежной работы силового блока электропривода. В частотно-регулируемом электроприводе имеются четыре контура управления: контур управления скоростью привода, контур управления потокосцеплением ротора и контуры управления активной и реактивной составляющих вектора тока статора двигателя. Для создания форсированных режимов работы в систему управления введены: блок коррекции, выполняющий развязку каналов управления и исключающий их взаимное влияние, ограничители сигналов задания мо моменту, токам и напряжению статора АД, обеспечивающие корректное регулирование скорости электродвигателя в зависимости от момента с заданной кратностью перегрузки, функциональный преобразователь, автоматически разделяющий зоны регулирования с форсированными моментом и скоростью, блоки, обеспечивающие опережающее формирование потока перед подачей сигнала регулирования скорости электропривода, задатчик интенсивности нарастания скорости ротора электродвигателя, задающий желаемый темп изменения электромагнитного момента и сглаживающий броски и пульсации в сигнале задания. В результате обеспечивается более высокие динамические показатели и надежная работа силового преобразователя, расширяется сфера применения асинхронного привода, уменьшаются стоимость, габариты, масса, экономятся материалы, ресурсы и потребляемая энергия. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности в устройствах векторного управления синхронного двигателя с постоянным магнитом. Техническим результатом является упрощение управления максимальным крутящим моментом в устройстве векторного управления. Устройство векторного управления для синхронного двигателя с постоянным магнитом, приводимым в действие инвертором, включает в себя: блок (10) формирования команды тока для формирования команды id* тока по оси d и команды iq* тока по оси q из данной команды Т* крутящего момента; блок (20) управления током, действующий так, чтобы ток двигателя совпадал с командой тока. Блок формирования команды тока включает в себя: блок (11) формирования основной команды тока по оси d для формирования первой основной команды id1* тока по оси d с использованием команды крутящего момента; блок 12 ограничителя для ввода команды id1* тока и вывода значения, ограниченного ниже нуля, в качестве второй основной команды id2* тока по оси d; блок (14) компенсации команды тока по оси d для вывода команды id2* тока, скорректированного в соответствии со значением dV компенсации команды тока по оси d, в качестве команды id* тока по оси d; и блок (15) формирования команды тока по оси q для формирования команды iq* тока по оси q из команды id* тока по оси d. Возможно сформировать команду id* тока по оси d и команду iq* тока по оси q, допускающие реализацию управления максимального крутящего момента с использованием выражения с простым действием. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления асинхронным электроприводом, используемым на транспорте. Техническим результатом является обеспечение стабильного управления вектором во всем диапазоне от низких до высоких скоростей работы асинхронного двигателя в отсутствие контура обратной связи. Устройство управления вектором включает в себя средство (40) расчета команды вторичного магнитного потока асинхронного двигателя (6) с учетом максимального напряжения, которое может генерировать обратный преобразователь (4), на основе команды крутящего момента, поступающей извне, постоянного напряжения, подаваемого в обратный преобразователь (4), и угловой частоты обратного преобразователя (4), которая представляет собой угловую частоту переменного напряжения, выводимого обратным преобразователем (4); средство (8) и (9) генерирования команды тока оси q и команды тока оси d во вращающейся системе координат осей d-q, относительно вторичного магнитного потока асинхронного двигателя (6) на основе команды крутящего момента и команды вторичного магнитного потока; средство расчета выходного напряжения (участок 14 расчета напряжения без помех, сумматор 17 и сумматор 18), которое должен выводить обратный преобразователь (4) на основе команды тока оси q, команды тока оси d и постоянной цепи асинхронного двигателя (6); и средство (50) генерирования команды напряжения/сигнала ШИМ, предназначенное для управления обратным преобразователем (4), для вывода обратным преобразователем (4) выходного напряжения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, в которых требуется глубокое регулирование скорости, высокая перегрузочная способность, обеспечение тяжелого пуска из стопорного режима. Электропривод содержит асинхронный двигатель с фазным ротором, преобразователи частоты статора и частоты ротора, датчики фазных токов статора и ротора, преобразователи числа фаз статора и ротора, наблюдатель результирующего магнитного потока, тригонометрический анализатор, прямой и обратный преобразователи координат токов статора, блок заданий постоянной частоты токов ротора, синусно-косинусный преобразователь, преобразователь координат токов ротора, задатчик амплитуды магнитного, регулятор результирующего магнитного потока, блок компенсации ЭДС ротора, задатчик угловой скорости ротора, регулятор угловой скорости ротора, блок вычисления угловой скорости ротора, блок заданий постоянной частоты токов ротора, датчик частоты токов статора, датчики фазных напряжений статора, регулятор момента, регулятор составляющей тока статора i_ys, блок компенсации ЭДС статора, блок заданий амплитуды напряжения статора, интегратор, сумматор, умножитель. Все элементы электропривода соединены между собой в соответствии с формулой изобретения. В электроприводе обеспечивается возможность тяжелых повторных пусков асинхронных двигателей с фазным ротором, включенных по схеме двойного питания, обладающих жесткими механическими характеристиками, высокими энергетическими показателями, глубокой и плавной регулировкой скорости вращения ротора посредством изменения напряжения статора аналогично электроприводу с двигателем постоянного тока. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного отраслевого применения, построенных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Техническим результатом является улучшение динамических показателей (точность, время регулирования), повышение надежности работы преобразователя электропривода за счет увеличения быстродействия и повышения точности регулирования момента и исключения выбросов тока в переходных режимах разгона и торможения скорости асинхронного двигателя. В частотно-регулируемом электроприводе датчик скорости вращения выполнен в виде импульсного датчика с дополнительным выходом угловых перемещений, установленного в исполнительном электродвигателе либо в передаточном механизме. В электропривод введены наблюдательный блок состояния привода, вычисляющий текущее угловое положение потокосцепления по заданным значениям токов статора, и блока деления, регулирующего значение активного тока, пропорционального моменту двигателя, по фактическому значению потокосцепления ротора двигателя. Благодаря такому построению системы управления в динамических режимах осуществляется компенсация амплитудных и фазных ошибок замкнутых контуров тока за счет точной ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора, определяемой значением вычисленного угла _r, и обеспечение уровня напряжения на двигателе соответствующего реальным значениям эквивалентных фазных напряжений. Данная схема управления обеспечивает корректное функционирование электропривода в широком диапазоне регулирования скоростей. При этом улучшаются условия работы двигателя и механизма в целом благодаря исключению динамических ударов пусковых перегрузок и ограничению тока в обмотках двигателя. Экономится энергия, увеличивается срок службы оборудования. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах для частотного регулирования электромагнитного момента асинхронного двигателя. Технический результат заключается в повышении быстродействия управления электромагнитным моментом, уменьшении потерь в стали двигателя и уменьшении омических потерь при управлении электромагнитным моментом. В способе управления электромагнитным моментом асинхронного двигателя устанавливают требуемое задание потокосцепления статора, задают необходимые начальные значения и выбирают весовые коэффициенты составляющих закона управления, измеряют токи статора в каждой фазе и из измеренных значений вычисляют составляющие вектора тока статора в двухфазной неподвижной системе координат. По составляющим векторам тока статора и заданного напряжения статора в двухфазной неподвижной системе координат оценивают составляющие векторов потокосцепления статора и потокосцепления ротора в указанной системе координат. Вычисляют электромагнитный момент и квадрат амплитуды потокосцепления статора, сравнивают с соответствующими заданными величинами и получают первую и вторую составляющие закона управления. По составляющим вектора тока статора в двухфазной неподвижной системе координат вычисляют квадрат амплитуды тока статора, получая третью составляющую закона управления. По трем составляющим закона управления, представленным в пропорциях согласно соответствующим весовым коэффициентам, и измеренным и оцененным величинам вычисляют составляющие вектора заданного напряжения статора в двухфазной неподвижной системе координат. 1 ил.