FR2522901A1 - ALTERNATE CURRENT MOTOR CONTROL SYSTEM CURRENT CONTROL PULSE WIDTH MODULE - Google Patents
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Abstract
SYSTEME DE COMMANDE D'UN MOTEUR PERMETTANT DE REGULER LA VITESSE ET LE COUPLE D'UN MOTEUR A COURANT ALTERNATIF. IL COMPREND UN ONDULEUR 24 COMMANDE EN COURANT MODULE EN LARGEUR D'IMPULSION, UNE PREMIERE BOUCLE DE COMMANDE 30 QUI MAINTIENT LA VALEUR DE LA TENSION AUX BORNES DU MOTEUR QUELLES QUE SOIENT LES VARIATIONS DE CONDITIONS DE CHARGE ET UNE DEUXIEME BOUCLE DE COMMANDE 58 POUR STABILISER LA FREQUENCE DU MOTEUR. APPLICATIONS AUX MACHINES A COURANT ALTERNATIF.MOTOR CONTROL SYSTEM FOR REGULATING THE SPEED AND TORQUE OF AN ALTERNATIVE CURRENT MOTOR. IT INCLUDES AN INVERTER 24 CURRENT CONTROL MODULE IN PULSE WIDTH, A FIRST CONTROL LOOP 30 WHICH MAINTAINS THE VALUE OF THE VOLTAGE AT THE MOTOR TERMINALS Whatever the variations in load conditions and a second control loop 58 to stabilize THE MOTOR FREQUENCY. APPLICATIONS TO ALTERNATIVE CURRENT MACHINES.
Description
La présente invention a trait aux systèmes deThe present invention relates to
commande de machines à courant alternatif, et plus parti- control of AC machines, and more particularly
culièrement aux systèmes de commande de machines à courant specifically to current machine control systems
alternatif comportant un onduleur commandé en courant. rectifier comprising a current-controlled inverter.
Dans les applications des machines à courant alternatif o l'on souhaite avoir une régulation de la In applications of AC machines where it is desired to have a control of the
vitesse et du couple de la machine, on emploie des systè- speed and torque of the machine, systems are used
mes de commande à ondbuleur De manière générale, un sys- In general, a system with
tème de commande à onduleur comprend un onduleur courant continu/courant alternatif à fréquence variable alimenté par une source de courant continu, fournissant du courant à fréquence variable à une machine à courant alternatif soit synchrone, soit à induction De tels onduleurs ont le plus souvent une configuration comportant plusieurs paires Inverter control system comprises a variable frequency DC / AC inverter fed by a DC power source, supplying variable frequency current to a synchronous or induction AC machine. Such inverters most often have a DC power supply. multi-pair configuration
de dispositifs de commutation, les dispositifs de commuta- switching devices, switching devices
tion de chaque paire étant couplés en série et chaque paire des dispositifs de commutation couplés en série branchée à une source de courant continu On relie à la jonction de chaque dispositif de commutation couplé en série une phase respective de la machine Du courant alternatif est fourni each pair being connected in series and each pair of series-coupled switching devices connected to a DC power source Connected to the junction of each series-coupled switching device a respective phase of the machine Alternating current is supplied
par l'onduleur à la machine quand les dispositifs de com- by the inverter to the machine when the devices of
mutation de chaque paire sont alternativement et successi- mutation of each pair are alternately and successively
vement rendus conducteurs.made conductive.
La présente invention a pour but de réaliser un système de commande simplifié que l'on puisse utiliser dans des applications demandant un réglage de la vitesse The object of the present invention is to provide a simplified control system which can be used in applications requiring speed control.
mais ne nécessitant pas une régulation précise du couple. but does not require precise torque regulation.
Un autre objectif de la présente invention est Another object of the present invention is
la réalisation d'un système de commande qui permette d'ob- the realization of a control system which makes it possible
tenir un fonctionnement du moteur en présence d'une charge cyclique plus stable que celui que l'on a habituellement maintain an engine operation in the presence of a cyclic load more stable than that which one usually has
en fonctionnement en boucle ouverte avec un onduleur com- in open loop operation with a common inverter
mandé en tension.sent in tension.
La présente invention, sous une première forme, réalise une commande de moteur interposable entre une source d'énergie électrique et le stator d'un moteur à courant alternatif La commande de moteur comprend un onduleur commandé en courant comprenant des régulateurs de courant The present invention, in a first form, provides interposable motor control between a source of electrical power and the stator of an AC motor. The motor control comprises a current-controlled inverter comprising current regulators.
qui comparent des ondes sinusoïdales de référence produi- which compare sinewave reference waves produced
tes par un générateur d'ondes à un courant de ligne réel by a wave generator at a real line current
correspondant du moteur pour produire des signaux d'erreur. corresponding motor to produce error signals.
On compare ces signaux d'erreur à une bande d'hystérésis et l'on envoie des signaux modulés en largeur d'impulsion These error signals are compared to a hysteresis band and pulse-width modulated signals are sent.
à l'onduleur pour maintenir les signaux d'erreur à l'inté- the inverter to maintain error signals in the
rieur de la bande d'hystérisis Une première boucle de commande maintient la valeur de la tension aux bornes du moteur quelles que soient les variations des conditions hysterisis band A first control loop maintains the value of the voltage at the motor terminals regardless of the variations of the conditions
de charge On détermine le flux du moteur dans la pre- The flow of the motor is determined in the first
mière boucle de commande en intégrant la tension détectée à la sortie de l'onduleur Le flux du moteur est redressé et comparé à un flux de référence qui peut être constant, si l'on désire un fonctionnement avec un rapport tension/ fréquence constant pour obtenir un signal d'erreur On amplifie le signal d'erreur et on l'utilise pour commander control loop by integrating the detected voltage at the output of the inverter The motor flow is rectified and compared with a reference flow that can be constant, if it is desired to operate with a constant voltage / frequency ratio to obtain an error signal The error signal is amplified and used to control
l'entrée de courant de l'onduleur.the current input of the inverter.
Dans une autre réalisation de la présente inven- In another embodiment of the present invention,
tion, on peut ajouter une deuxième boucle de commande d'en- addition, a second control loop can be added.
trée pour stabiliser la fréquence du moteur On détermine la composante active du courant de ligne du moteur et des accroissements de cette composante active entraînent des brèves réductions de la fréquences de l'onduleur ce qui To stabilize the motor frequency The active component of the motor line current is determined and increases in this active component cause short reductions in the frequency of the inverter.
permet la stabilisation du rotor du moteur en cas d'oscil- allows the stabilization of the motor rotor in case of
lations de pompage.pumping.
La description qui va suivre se réfère aux The following description refers to
figures annexées qui représentent respectivement: annexed figures which respectively represent:
figure 1, une représentation en partie sché- Figure 1, a representation partly sketchy
matique, en partie fonctionnelle de la présente invention; figure 2, un diagramme de phase montrant la relation entre les tensions de ligne par rapport au neutre et le flux d'entrefer du moteur; et figure 3, les diagrammes-d'ondes des signaux d'entrée et de sortie du redresseur synchrone de la partly functional, of the present invention; FIG. 2, a phase diagram showing the relation between the line voltages with respect to the neutral and the air gap flux of the motor; and FIG. 3, the wave diagrams of the input and output signals of the synchronous rectifier of the
figure 1.figure 1.
La figure 1 décrit une commande de moteur à Figure 1 depicts a motor control to
courant alternatif Un onduleur commandé en courant à lar- alternating current An inverter controlled by current
geur d'impulsion modulée 8 comprend un générateur d'ondes fournissant à chacun des trois régulateurs de courant 12, 14 et 16 des signaux sinusoïdaux de référence, ces signaux de référence étant en relation triphasée l'un avec l'autre L'amplitude et la fréquence des trois signaux sinusoïdaux engendrés par le générateur d'ondes varient en fonction d'un signal de commande de fréquence Modulated pulse generator 8 comprises a wave generator supplying to each of the three current regulators 12, 14 and 16 reference sinusoidal signals, these reference signals being in three-phase relationship with each other. the frequency of the three sinusoidal signals generated by the wave generator varies according to a frequency control signal
et d'un signal de commande d'amplitude appliqués au géné- and an amplitude control signal applied to the gen-
rateur d'ondes Les régulateurs de courant 12, 14 et 16, en plus des entrées reliées au générateur d'ondes, ont chacun une entrée reliée à descapteurs de courant 18, 20 et 22, eux-mêmes reliés à la sortie de l'onduleur 24 Les régulateurs de courant fournissent des signaux à largeur d'impulsion modulée à l'onduleur 24 La source de courant continu 26 fournit du courant à l'onduleur La sortie de l'onduleur constituée de trois lignes A, B et C est reliée Wave regulator The current regulators 12, 14 and 16, in addition to the inputs connected to the wave generator, each have an input connected to the current sensors 18, 20 and 22, which are themselves connected to the output of the transmitter. inverter 24 Current regulators provide modulated pulse width signals to the inverter 24 DC source 26 supplies power to the inverter The output of the inverter consisting of three lines A, B and C is connected
à l'enroulement du stator du moteur 28. to winding the motor stator 28.
Une première boucle de commande 30 possède un dispositif d'amplification différentielle 32 comprenant-une résistance 34 reliée à la borne d'entrée négative d'un amplificateur 36 et une résistance 38 reliée à la borne positive de cet amplificateur La tension de ligne A est appliquée à la résistance 34 et la tension de ligne B à la résistance 38 Une résistance 40 est branchée entre la borne positive de l'amplificateur 36 et la terre Une résistance de réaction 41 est branchée entre la sortie de l'amplificateur 36 et la borne d'entrée négative de cet A first control loop 30 has a differential amplification device 32 comprising a resistor 34 connected to the negative input terminal of an amplifier 36 and a resistor 38 connected to the positive terminal of this amplifier. The line voltage A is applied to the resistor 34 and the line voltage B to the resistor 38 A resistor 40 is connected between the positive terminal of the amplifier 36 and the ground A feedback resistor 41 is connected between the output of the amplifier 36 and the terminal negative entry of this
amplificateur 36.amplifier 36.
Le signal de sortie de l'amplificateur diffé- The output signal of the different amplifier
rentiel qui est égal à la différence entre les tensions de which is equal to the difference between the voltages of
ligne A et B est appliqué à l'entrée de l'intégrateur 42. line A and B is applied to the input of integrator 42.
L'intégrateur 42 comprend une résistance 44 branchée à son entrée L'autre extrémité de la résistance 44 est reliée à un amplificateur 46 Une résistance de réaction 48 et un condensateur de réaction 50 sont branchés entre l'entrée et la sortie de l'amplificateur 46 on fait passer le signal The integrator 42 comprises a resistor 44 connected to its input. The other end of the resistor 44 is connected to an amplifier 46. A reaction resistor 48 and a reaction capacitor 50 are connected between the input and the output of the amplifier. 46 we pass the signal
de sortie de l'intégrateur à travers un dispositif redres- of the integrator through a redundant device
seur et de filtrage 52 et le signal de sortie résultant est appliqué à la borne d'entrée négative d'une jonction de sommation 54 Un signal de consigne de flux T* est appliqué à la borne d'entrée positive de la jonction de sommation 54 La sortie de la jonction de sommation est reliée à un régulateur de flux 56 dont la sortie est reliée 52 and the resulting output signal is applied to the negative input terminal of a summing junction 54 A flow reference signal T * is applied to the positive input terminal of the summing junction 54 The output of the summing junction is connected to a flux regulator 56 whose output is connected
à l'entrée de commande d'amplitude du générateur d'ondes 10. at the amplitude control input of the wave generator 10.
Une deuxième boucle de commande 58 reçoit la tension de ligne C à une entrée d'un sectionneur-inverseur 62 On applique à l'autre entrée du sectionneur-inverseur 62 la tension de ligne C inversée par l'inverseur de signal 64 La sortie de l'intégrateur 42 est reliée à la borne d'entrée positive d'un comparateur 66 dont la borne A second control loop 58 receives the line voltage C at an input of a disconnector-inverter 62. The other input of the disconnector-inverter 62 is applied to the line voltage C inverted by the signal inverter 64. the integrator 42 is connected to the positive input terminal of a comparator 66 whose terminal
d'entrée négative est mise à la masse La sortie du compa- Negative input is grounded The output of the
rateur 66 commande le sectionneur-inverseur 62 On fait passer le signal de sortie redressé de façon synchrone du sectionneur-inverseur 62 dans un filtre passe-bas de lissage 68 qui, lui-même, est relié à un circuit 70 ayant une fonction de transfert ws/(s + ) qui fait disparaître Controller 66 controls inverter switch 62 The synchronously rectified output signal of inverter switch 62 is passed through a smoothing low-pass filter 68 which itself is connected to a circuit 70 having a transfer function. ws / (s +) that makes disappear
la valeur en régime permanent du signal de sortie du fil- the steady-state value of the output signal of the
tre de lissage et laisse passer seulement les variations transitoires Un amplificateur à gain unité possède une smoothing and passing only transient variations A unity gain amplifier has a
résistance 72 de valeur R reliée à l'entrée de l'amplifi- resistance 72 of value R connected to the input of the ampli-
cateur 73 Une résistance 74 de méme valeur R est branchée entre l'entrée et la sortie de l'amplificateur 73 On branche en série avec la résistance 72 à l'entrée de A resistor 74 of the same value R is connected between the input and the output of the amplifier 73. It is connected in series with the resistor 72 at the input of
l'amplificateur à gain unité un condensateur 71 La sor- the gain amplifier unit a capacitor 71
tie du circuit 70 est reliée à la borne d'entrée négative d'une jonction de sommation 76 Une autre réalisation de la fonction de transfert pourrait être un condensateur en série avec une résistance reliée à la terre, la sortie se A further embodiment of the transfer function could be a capacitor in series with a grounded resistor, the output is connected to the negative input terminal of a summing junction 76.
trouvant alors entre la résistance et le condensateur. then finding between the resistor and the capacitor.
L'entrée positive de la jonction de sommation 76 reçoit une fréquence de consigne F* commandée par un opérateur Le signal d'erreur est appliqué à l'entrée de commande de The positive input of the summing junction 76 receives a command frequency F * controlled by an operator The error signal is applied to the control input of
fréquence du générateur d'ondes 10. frequency of the wave generator 10.
On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit de la figure 1 Le générateur d'ondes 10 fournit un signal sinusoïdal de référence à chaque régulateur de courant 12, 14 et 16 Ces signaux sinusoïdaux sont en relation triphasée l'un avec l'autre On compare le signal de référence fourni à chaque régulateur de courant à un signal de courant de ligne du moteur correspondant pour obtenir un signal d'erreur Le signal d'erreur est alors appliqué à un comparateur (non représenté) situé dans le régulateur de courant, et quand ce signal d'erreur setrouve hors d'une bande d'hystérésis prédéterminée de part et d'autre The operation of the circuit of FIG. 1 will now be described. The wave generator 10 supplies a reference sinusoidal signal to each current regulator 12, 14 and 16. These sinusoidal signals are in three-phase relationship with each other. the reference signal supplied to each current regulator to a corresponding motor line current signal to obtain an error signal The error signal is then applied to a comparator (not shown) located in the current regulator, and when this error signal is found out of a predetermined band of hysteresis on both sides
de cette bande, des signaux logiques " 1 " et "-l" sont émis. of this band, logic signals "1" and "-l" are emitted.
Le train des impulsions logiques "l" et "-1 " de chaque régulateur de courant forment les signaux de commutation modulée en largeur d'impulsion pour les phases respectives de l'onduleur Les signaux-de commutation de l'onduleur sont appliqués à un circuit de déclenchement qui commande les paires de commutateurs de l'onduleur, chaque paire étant associée à une phase du moteur Un signal logique "l", par exemple, associé à une paire de commutateurs de The logic pulse train "1" and "-1" of each current regulator form the pulse width modulated switching signals for the respective phases of the inverter. The inverter switching signals are applied to a single pulse. trigger circuit which controls the pairs of switches of the inverter, each pair being associated with a phase of the motor A logic signal "1", for example, associated with a pair of
l'onduleur, ferme le commutateur supérieur, ouvre le commu- the inverter, close the upper switch, open the
tateur inférieur et relie la source de courant continu à la phase correspondante du moteur Un signal logique "-l" du môme régulateur de courant ferme le commutateur inférieur, controller and connects the DC power source to the corresponding phase of the motor A logic signal "-l" of the same current regulator closes the lower switch,
ouvre le commutateur supérieur et relie la source de cou- opens the upper switch and connects the power source
rant continu suivant une polarité inverse à la phase du continuously in reverse polarity at the phase of
moteur La commutation répétée des trois paires de commuta- The repeated switching of the three pairs of switching
teurs de l'onduleur a pour résultat la fourniture de courant triphasé au moteur, avec le courant fourni à chaque phase inverter results in the supply of three-phase power to the motor, with the current supplied to each phase
maintenu à l'intérieur de la bande d'hystérisis prédéter- maintained within the predetermined hysterisis band
minée correspondante Pour plus de détails en ce qui For further details regarding
concerne le fonctionnement de l'onduleur on peut se réfé- regarding the operation of the inverter it can be referred to
rer à la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 080 479 intitulée: "Système de commande à onduleur à modulation en largeur d'impulsions commandé en courant United States Patent Application No. 080479, entitled: "Current-controlled Pulse Width Modulation Inverter Control System".
transistorisé" et dont on trouvera une brève description transistorized "and of which a brief description will be found
ci-après: il s'agit d'un système de commande de machines à courant alternatif, comprenant une machine à courant alternatif et un onduleur dont la configuration comporte plusieurs paires de transistors avec les transistors de below: it is an AC machine control system, comprising an AC machine and an inverter whose configuration comprises several pairs of transistors with the transistors of
chaque paire couplés en série et chaque paire de transis- each pair coupled in series and each pair of
tors couplés en série reliée à une source de courant in series coupled to a power source
continu; ce système est commandé par le courant de l'ondu- continued; this system is controlled by the current of the
leur On rend les transistors de chaque paire de transis- The transistors of each pair of transistors are
tors de l'onduleur alternativement conducteurs pour four- tors of the inverter alternately conductors for furnace
nir du courant alternatif à la sortie de l'onduleur en alternating current at the output of the inverter
conformité avec un signal d'erreur de courant, proportion- conformity with a current error signal, proportion-
nel à la différence de grandeur entre un courant de phase réel de l'onduleur et un signal sinusoïdal de référence, avec inversion de l'état de conduction des transistors de chaque paire chaque fois que le signal d'erreur du courant dépasse une limite inférieure ou supérieure d'hystérisis, the difference in magnitude between a real phase current of the inverter and a reference sinusoidal signal, with inversion of the conduction state of the transistors of each pair whenever the error signal of the current exceeds a lower limit or higher hysterisis,
ces limites varient selon le courant de phase réel de l'on- these limits vary according to the actual phase current of the on-
leur Pour commander la vitesse et le couple de la machine, To control the speed and torque of the machine,
on fait dépendre la tension de sortie de l'onduleur, res- the output voltage of the inverter is
pectivement, des variations en amplitude et en fréquence du signal sinusoidal de référence selon les consignes de l'opérateur On obtient le fonctionnement de commande respectively, variations in amplitude and frequency of the sinusoidal reference signal according to the instructions of the operator. Control operation is obtained.
optimal de l'onduleur en régulant l'amplitude et la fré- the inverter by regulating the amplitude and frequency of
quence du signal sinusoïdal de référence selon un signal quence of the reference sinusoidal signal according to a signal
de réaction de couple de la machine et un signal de réac- torque reaction of the machine and a reaction signal
tion de flux de la machine.flow of the machine.
Suivant la présente invention décrite figure 1, la première boucle de commande 30 contrôle la tension des lignes A et B L'amplificateur différentiel 32 donne la According to the present invention described in FIG. 1, the first control loop 30 controls the voltage of the lines A and B. The differential amplifier 32 gives the
différence B-A et l'intégrateur 42 intègre cette diffé- difference B-A and integrator 42 incorporates this difference.
rence pour obtenir le flux A-B De plus l'intégrateur 42 supprime l'ondulation de hachage et une grande partie du bruit présent dans le circuit Le signal de flux variable A-B est redressé, filtré et comparé à un niveau de flux de consigne Y* Le signal d'erreur résultant est appliqué à un régulateur de flux qui fournit des valeurs de sortie de niveau d'amplitude minimum et maximum avec un gain entre ces deux limites La valeur de niveau minimum empêche le fonctionnement à flux nul (si on utilise un moteur à induction) et la limite maximum est nécessaire In addition, the integrator 42 suppresses the hash ripple and much of the noise present in the circuit. The variable flow signal AB is rectified, filtered and compared to a set flow level Y *. resulting error signal is applied to a flow controller that provides minimum and maximum amplitude level output values with a gain between these two limits The minimum level value prevents zero flow operation (if using a motor induction) and the maximum limit is necessary
pour éviter une surintensité à la sortie de l'onduleur. to avoid overcurrent at the output of the inverter.
On utilise le signal de sortie du régulateur de flux pour commander le signal d'amplitude d'entrée du générateur d'ondes qui à son tour commande le courant de l'onduleur. Si le flux de consigne Y* est constant on peut alors obtenir un fonctionnement avec un rapport tension/ fréquence constant de premier ordre Quand la charge du The output signal of the flux regulator is used to control the input amplitude signal of the wave generator which in turn controls the inverter current. If the setpoint flow Y * is constant then an operation with a first order constant voltage / frequency ratio can be obtained.
moteur s'accroit et qu'on alimente le moteur avec un cou- engine is increased and the engine is powered with a
rant constant, la tension du moteur tombe Cette tension diminuée est détectée par la première boucle de commande constant, the motor voltage drops This decreased voltage is detected by the first control loop
qui accroit l'amplitude du courant du moteur pour compen- which increases the amplitude of the motor current to compensate
ser et redonner à la tension sa valeur antérieure Egale- and restore tension to its previous value Egale-
ment, quand la fréquence varie, l'intégrateur de la bou- When the frequency varies, the integrator of the
cle de commande compense automatiquement les variations control key automatically compensates for variations
de fréquence puisque la tension doit s'accroître linéai- frequency since the voltage must increase linearly
rement avec la vitesse Le fonctionnement de l'onduleur with the speed The operation of the inverter
avec la première boucle de commande a des caractéristi- with the first control loop has characteristics
ques similaires à celles d'un système convertisseur de similar to those of a converter system of
tension en boucle ouverte tout en maintenant les carac- open-loop voltage while maintaining the characteristics
tères inhérents à un système à impulsion modulée en lar- inherent in a pulse-modulated pulse system.
geur commandé en courant c'est-à-dire variation de la largeur des impulsions de commutation de l'onduleur pour maintenir le courant résiduel à un faible niveau et par là diminuer les pertes du moteur Le circuit de commande fonctionne sur n'importe quel moteur triphasé simplement en reliant les bornes de sortie de l'onduleur aux bornes du stator du moteur On peut aussi utiliser l'onduleur current-controlled generator ie variation of the width of the switching pulses of the inverter to maintain the residual current at a low level and thereby reduce the losses of the motor The control circuit operates on any three-phase motor simply by connecting the output terminals of the inverter to the terminals of the motor stator You can also use the inverter
à modulation en largeur d'impulsion avec la première bou- pulse width modulation with the first
cle de commande comme source de courant à tension tripha- control key as a three-phase voltage source
sée constante Quand il est utilisé comme source de cou- constant when used as a source of cou-
rant, l'intégrateur de flux aura un gain unité et la cons- rant, the flow integrator will have a unity gain and the
tante de temps de l'intégrateur 42 sera relativement plus time aunt of the integrator 42 will be relatively more
grande que la constante de temps en fonctionnement en cir- large that the time constant in operation in cir-
cuit de commande.Cooked order.
La deuxième boucle de commande 58 fonctionne pour stabiliser le moteur en cas d'oscillations du rotor The second control loop 58 operates to stabilize the motor in case of oscillations of the rotor
ou oscillations de pompage Les oscillations du rotor pro- or oscillations of pumping The oscillations of the rotor pro-
viennent des harmoniques présents à la sortie de l'ondu- come from the harmonics present at the output of the ondu-
leur qui provoquent des oscillations du couple, ce qui pose un problème surtout aux basses vitesses Pour un moteur conçu pour 60 Hz, par exemple, les pulsations de vitessedu moteur sont les plus sensibles pour une fréquence appliquée de 10 > Hz La seconde boucle de commande 58 détermine la which causes oscillations in the torque, which is a problem especially at low speeds For a motor designed for 60 Hz, for example, the motor speed pulses are the most sensitive for an applied frequency of 10> Hz The second control loop 58 determines the
composante active du courant du stator du moteur en appli- active component of the motor stator current in application
quant le courant de stator total de la lignée à une des deux bornes d'entrée d'un sectionneur-inverseur 62 et en appliquant le courant inversé de la ligne C à l'autre borne d'entrée La position du sectionneur 62 est déterminée par le comparateur 66 qui contrôle les passages à zéro the total stator current of the line at one of the two input terminals of a disconnector-inverter 62 and applying the inverted current of the line C to the other input terminal The position of the disconnector 62 is determined by the comparator 66 which controls the zero crossings
du flux B-A en phase avec le courant de ligne. B-A flow in phase with the line current.
Pour la bonne marche de l'inverseur synchrone 62, il est nécessaire d'avoir un signal qui soit en phase For the proper operation of the synchronous inverter 62, it is necessary to have a signal that is in phase
avec la tension de ligne C du moteur En se référant main- with the line voltage C of the motor By referring
tenant à la figure 2 montrant les relations de phase entre les tensions et les flux d'entrefer du moteur, on peut s'apercevoir que la différence entre la tension de ligne A (prise par rapport au neutre) et la tension de ligne B (prise par rapport au neutre) a pour résultat une tension de ligne à ligne de A-B La tension B-A est déphasée de par rapport à la tension C Le flux dû à la tension A-B est en phase avec la tension de phase C et avec la composante active du courant de ligne de la phase C. Le flux A-B est déterminé par le signal de FIG. 2 showing the phase relationships between the voltages and the air gap flux of the motor, it can be seen that the difference between the line voltage A (taken with respect to the neutral) and the line voltage B ( taken with respect to the neutral) results in a line voltage of AB The voltage BA is out of phase with the voltage C The flux due to the voltage AB is in phase with the phase voltage C and with the active component the line current of phase C. The flow AB is determined by the signal of
sortie de l'intégrateur 42 de la première boucle de com- output of the integrator 42 of the first control loop
mande Quand le flux A-B est positif, le sectionneur 62 When the flow A-B is positive, the disconnector 62
laisse passer le courant de ligne, quand le flux est néga- pass the line current, when the flow is nega-
tif, le sectionneur 62 laisse passer le courant de ligne tif, the disconnector 62 passes the line current
négatif de l'inverseur de signal 64 La figure 3 repré- negative of the signal inverter 64 Figure 3 shows
sente les différentes ondes impliquées dans le redresse- the different waves involved in the
ment synchrone La figure 3 A représente le signal de flux du comparateur, et la figure 3 B un courant en phase avec la tension (dans un moteur à induction généralement le courant est déphasé de 300 par rapport à la tension à pleine charge) ce qui signifie que la totalité du courant est un courant actif La figure 3 C représente le signal de sortie du sectionneur 62 fonctionnant en redresseur 3A represents the comparator flux signal, and FIG. 3B shows a current in phase with the voltage (in an induction motor generally the current is phase shifted by 300 with respect to the voltage at full load). means that the entire current is an active current FIG. 3C represents the output signal of the disconnector 62 operating as a rectifier
synchrone quand les conditions décrites figure 3 B prédo- synchronous when the conditions described in Figure 3B prevail
minent La figure i D représente l'onde de courant pour une charge nulle avec un déphasage de 900 du courant par rapport à la tension Le courant de la figure 3 D n'a pas de composante active La figure 3 E représente le signal de sortie du sectionneur fonctionnant en redresseur FIG. 1D shows the current wave for a zero load with a phase shift of 900 of the current with respect to the voltage. The current of FIG. 3D has no active component. FIG. 3E represents the output signal. of the disconnector operating as a rectifier
synchrone quand les conditions décrites figure 3 D dominent. synchronous when the conditions described in Figure 3 D dominate.
En fonctionnement réel le courant n'est pas une sinusoïde pure mais comprend des harmoniques qui réduisent In actual operation the current is not a pure sinusoid but includes harmonics that reduce
la précision des déterminations du courant actif Cepen- the accuracy of the determinations of the active current Cepen-
dant quand on mesure de cette façon la composante active du courant, la précision est suffisante pour obtenir la stabilisation Le signal de sortie du sectionneur 62 est envoyé à travers un filtre de lissage L'onde résultante (figure 3 B) est un signal beaucoup plus grand à la sortie du filtre de lissage que l'onde de la figure 3 E Le courant actif est alors appliqué à un amplificateur à gain unité ayant une fonction de transfert ws/(s + w) o S est une variable complexe de la transformée de La Place et w When the active component of the current is measured in this way, the accuracy is sufficient to obtain the stabilization. The output signal of the disconnector 62 is sent through a smoothing filter. The resulting waveform (FIG. 3B) is a much stronger signal. large at the output of the smoothing filter that the wave of Figure 3 E The active current is then applied to a unity gain amplifier having a transfer function ws / (s + w) where S is a complex variable of the transform from La Place and w
une fonction de la fréquence de l'onde appliquée à l'am- a function of the frequency of the wave applied to the
plificateur La caractéristique de la fonction de trans- The characteristic of the transmission function
fert est de supprimer la composante de courant continu et de faire correspondre à des accroissements du courant actif d'entrée de la fonction de transfert des variations brusques et momentanées du signal de sortie de la fonction de transfert La sortie du circuit 70 est branchée pour agir comme une contre-réaction au signal de commande de fréquence Quand le courant augmente parce que la charge s'accroit sous l'effet de la première boucle de commande, la deuxième boucle de commande détecte l'accroissement de It is necessary to suppress the DC component and to match increases in the input active current of the transfer function with abrupt and momentary variations of the output signal of the transfer function. The output of the circuit 70 is connected to act. as a counter-reaction to the frequency control signal When the current increases because the load increases under the effect of the first control loop, the second control loop detects the increase in
la composante active du courant et émet une brève impul- the active component of the current and gives a brief impulse
sion qui diminue momentanément la fréquence de commande du générateur d'ondes En abaissant la fréquence d'entrée du générateur on diminue brièvement et d'une faible quantité la vitesse du rotor, empêchant ainsi le moteur d'atteindre immédiatement le couple Abaisser brièvement la fréquence quand la charge augmente agit comme une momentarily decreases the frequency of the wave generator's control By lowering the generator's input frequency, the rotor speed is reduced briefly and by a small amount, thus preventing the motor from immediately reaching the torque. Briefly lowering the frequency when the load increases acts like a
contre-réaction stabilisant le rotor en cas d'oscilla- counter-reaction stabilizing the rotor in case of oscilla-
tions de pompage.pumping arrangements.
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