RU2706416C1 - Valve electric drive - Google Patents
Valve electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706416C1 RU2706416C1 RU2018142659A RU2018142659A RU2706416C1 RU 2706416 C1 RU2706416 C1 RU 2706416C1 RU 2018142659 A RU2018142659 A RU 2018142659A RU 2018142659 A RU2018142659 A RU 2018142659A RU 2706416 C1 RU2706416 C1 RU 2706416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- coordinate
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к электрическому приводу переменного тока, и может быть использовано в электромеханических системах на производстве, на транспорте и строительстве.The invention relates to electrical engineering, and specifically to an electric AC drive, and can be used in electromechanical systems in production, transport and construction.
Известен бесконтактный регулируемый электропривод, содержащий двухфазный синхронный электродвигатель, двухфазный синхронный тахогенератор, датчик положения ротора в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора, два фазочувствительных выпрямителя, два суммирующих усилителя, источник входного сигнала и два инерционных звена [Микеров А.Г. Бесконтактный регулируемый электропривод. Авторское свидетельство СССР №1075344, H02P 5/34, 23.02.1984. Бюл. №7].Known non-contact adjustable electric drive containing a two-phase synchronous electric motor, a two-phase synchronous tachogenerator, a rotor position sensor in the form of a sine-cosine rotating transformer, two phase-sensitive rectifiers, two summing amplifiers, an input signal source and two inertial links [A. Mikerov. Non-adjustable adjustable electric drive. USSR copyright certificate No. 1075344,
Его недостатком является наличие датчика положения ротора и тахогенератора, что усложняет конструкцию и снижает надежность.Its disadvantage is the presence of a rotor position sensor and a tachogenerator, which complicates the design and reduces reliability.
Наиболее близким по технической сущности и составу элементов является вентильный электропривод, содержащий синхронный двигатель с трехфазной обмоткой статора и ротор-индуктор с возбуждением от постоянных магнитов, преобразователь частоты, датчик токов статора, четыре преобразователя координат, три сумматора, вычислитель токов, вычислитель угла и частоты вращения, регулятор частоты вращения и два регулятора тока [Сизякин А., Румянцев М. Без датчика положения ротора: решения компании IR для управления вентильными двигателями. Журнал Новости электроники, 2011, №10. Система iMotion компании International Rectifier]. Недостатком этого электропривода является наличие интеграторов в вычислителе угла и частоты вращения, что снижает точность работы электропривода.The closest in technical essence and composition of the elements is a valve actuator containing a synchronous motor with a three-phase stator winding and a rotor inductor with permanent magnet excitation, a frequency converter, a stator current sensor, four coordinate converters, three adders, a current calculator, an angle and frequency calculator rotation, speed controller and two current controllers [Sizyakin A., Rumyantsev M. Without a rotor position sensor: IR company solutions for controlling valve motors. Journal of Electronics News, 2011, No. 10. International Rectifier iMotion System]. The disadvantage of this drive is the availability of integrators in the calculator of the angle and speed, which reduces the accuracy of the drive.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности регулирования частоты вращения.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the accuracy of speed control.
Технический результат достигается тем, что в вентильный электропривод, содержащий синхронный двигатель с трехфазной обмоткой статора и ротором-индуктором с возбуждением от постоянных магнитов, преобразователь частоты, датчик токов статора, четыре преобразователя координат, три сумматора, вычислитель токов, вычислитель угла и частоты вращения, регулятор частоты вращения и два регулятора тока, входным является сигнал, пропорциональный требуемой частоте вращения и поступающий на первый вход первого сумматора, второй инвертирующий вход которого подключен ко второму выходу вычислителя угла и частоты вращения, а выход подключен к регулятору частоты вращения, выход которого подключен к первому входу вычислителя токов, второй вход которого соединен с вторым выходом вычислителя угла и частоты вращения, а первый, второй выходы подключены к первым входам второго, третьего сумматоров, вторые инвертирующие входы которых подключены к первому, второму выходам второго преобразователя координат, а выходы подключены к входам первого, второго регуляторов тока, выходы которых подключены к первому, второму входам третьего преобразователя координат, выходы которого подключены к первому, второму входам четвертого преобразователя координат, первый - третий выходы которого подключены к первому - третьему входам преобразователя частоты, выходы которого подключены к зажимам обмотки статора через датчик токов, первый - третий выходы которого подключены к первому - третьему входам первого преобразователя координат, первый, второй выходы которого подключены к первому, второму входам второго преобразователя координат, а первый выход вычислителя угла и частоты вращения подключен к третьим входам второго, третьего преобразователей координат, введены первый, второй вычислители ЭДС вращения и первый, второй дифференциаторы, входы которых подключены к первому, второму выходам первого преобразователя координат, а выходы подключены к третьим входам первого, второго вычислителей ЭДС вращения, первые входы которых соединены с первым, вторым выходами третьего преобразователя координат, вторые входы соединены с первым, вторым выходами первого преобразователя координат, а выходы подключены к первому, второму входам вычислителя угла и частоты вращения, причем вычислители ЭДС реализуют зависимостиThe technical result is achieved in that in a valve actuator containing a synchronous motor with a three-phase stator winding and a rotor-inductor with excitation from permanent magnets, a frequency converter, a stator current sensor, four coordinate converters, three adders, a current calculator, an angle and speed calculator, speed controller and two current controllers, the input signal is proportional to the required speed and fed to the first input of the first adder, the second inverting input which is connected to the second output of the angle and speed calculator, and the output is connected to a speed controller, the output of which is connected to the first input of the current calculator, the second input of which is connected to the second output of the angle and speed calculator, and the first, second outputs are connected to the first inputs second, third adders, the second inverting inputs of which are connected to the first, second outputs of the second coordinate transformer, and the outputs are connected to the inputs of the first, second current regulators, the outputs of which are connected the first and second inputs of the third coordinate converter, the outputs of which are connected to the first, second inputs of the fourth coordinate converter, the first and third outputs of which are connected to the first and third inputs of the frequency converter, the outputs of which are connected to the stator winding terminals via a current sensor, the first and third the outputs of which are connected to the first to third inputs of the first coordinate transformer, the first, second outputs of which are connected to the first, second inputs of the second coordinate transformer, and the output of the angle and speed calculator is connected to the third inputs of the second, third coordinate converters, the first, second rotational emf calculators and the first, second differentiators are introduced, the inputs of which are connected to the first, second outputs of the first coordinate converter, and the outputs are connected to the third inputs of the first, second rotational emf calculators, the first inputs of which are connected to the first, second outputs of the third coordinate transformer, the second inputs are connected to the first, second outputs of the first transformer dynamite, and the outputs are connected to the first, second inputs of the angle and speed calculator, and the EMF calculators realize the dependencies
а вычислитель угла и частоты вращения реализует зависимостиand the angle and speed calculator implements the dependencies
где r, L - активное сопротивление и индуктивность эквивалентной двухфазной обмотки; Ψ0 - потокосцепление сосной фазы с ротором-индуктором; заглавные буквы у функций Arctg и Arcctg означают определение угла с учетом номера четверти по знакам ЭДС еα и еβ.where r, L is the active resistance and inductance of the equivalent two-phase winding; Ψ 0 - flux linkage of the pine phase with the rotor-inductor; uppercase letters of the Arctg and Arcctg functions mean the determination of the angle taking into account the quarter number from the signs of the EMF e α and e β .
Сущность технического решения поясняется на функциональной схеме по фиг. 1. Здесь 1-3 - фазы обмотки статора синхронного двигателя; 4 - ротор-индуктор; 5 - преобразователь частоты; 6 - датчик токов статора; 7-10 - преобразователи координат; 11-13 - сумматоры; 14 - регулятор частоты вращения; 15, 16 - регуляторы тока; 17, 18 - дифференциаторы; 19 - вычислитель токов; 20, 21 - вычислители ЭДС вращения; 22 - вычислитель угла и частоты вращения.The essence of the technical solution is illustrated in the functional diagram of FIG. 1. Here 1-3 are the phases of the stator winding of a synchronous motor; 4 - rotor inductor; 5 - frequency converter; 6 - stator current sensor; 7-10 - coordinate converters; 11-13 - adders; 14 - speed controller; 15, 16 - current regulators; 17, 18 - differentiators; 19 - current calculator; 20, 21 - rotational emf calculators; 22 - calculator of the angle and speed.
Входным является сигнал ω0, пропорциональный требуемой частоте вращения и поступающий на первый вход первого сумматора 11, второй инвертирующий вход которого подключен к второму выходу вычислителя 22 угла и частоты вращения, а выход подключен к регулятору 14 частоты вращения, выход которого подключен к первому входу вычислителя 19 токов, второй вход которого соединен с вторым выходом вычислителя 22 угла и частоты вращения, а первый, второй выходы подключены к первым входам второго 12, третьего 13 сумматоров, вторые инвертирующие входы которых подключены к первому, второму выходам второго преобразователя 8 координат, а выходы подключены к входам первого 15, второго 16 регуляторов тока, выходы которых подключены к первому, второму входам третьего преобразователя 9 координат, выходы которого подключены к первому, второму входам четвертого преобразователя 10 координат, первый - третий выходы которого подключены к первому - третьему входам преобразователя 5 частоты, выходы которого подключены к зажимам обмотки статора через датчик 6 токов, первый - третий выходы которого подключены к первому - третьему входам первого преобразователя 7 координат, первый, второй выходы которого подключены к первому, второму входам второго преобразователя 8 координат, а первый выход вычислителя 22 угла и частоты вращения подключен к третьим входам второго 8, третьего 9 преобразователей координат, первый, второй выходы первого преобразователя 7 координат подключены к входам первого 17, второго 18 дифференциаторов, выходы которых подключены к третьим входам первого 20, второго 21 вычислителей ЭДС вращения, первые входы которых соединены с первым, вторым выходами третьего преобразователя 9 координат, вторые входы соединены с первым, вторым выходами первого преобразователя 7 координат, а выходы подключены к первому, второму входам вычислителя 22 угла и частоты вращения.The input signal is ω 0 proportional to the required speed and supplied to the first input of the
Вентильный электропривод работает следующим образом. Сумматор 11 вырабатывает погрешность по скоростиValve actuator operates as follows. The
Δω=ω0-ω.Δω = ω 0 -ω.
Она поступает на регулятор 14 частоты вращения, который вырабатывает значение требуемого момента Mo, поступающее на вход вычислителя 19 токов. На его второй вход поступает оценка частоты вращения ω, а на выходах формируются желаемые значения токов обобщенной машины Эти сигналы поступают на первые входы сумматоров 12, 13, где они сравниваются с действительными токами обобщенной машины id, iq, приходящими с выходов второго преобразователя 8 координат. Погрешности по токамIt arrives at the
поступают на входы регуляторов 15, 16 тока. На их выходах формируются значения напряжений фаз статора обобщенной машины ud, uq, поступающие на входы преобразователя 9 координат. На его выходах формируются значения напряжений фаз статора двухфазной машины uα, uβ, поступающие на входы преобразователя 10 координат. На его выходах формируются значения напряжений фаз статора трехфазной машины uA, uB, uC, поступающие на входы преобразователя 5 частоты. На его выходах формируется трехфазная система напряжений, которые поступают на фазы 1-3 двигателя через датчик 6 токов. Его выходные сигналы iA, iB, iC поступают на входы первого преобразователя 7 координат. Его выходные сигналы - токи двухфазной машины iα, iβ - поступают на входы второго преобразователя 8 координат, а также на входы первого 17 и второго 18 дифференциатора. Они вырабатывают сигналы, пропорциональные производным от токов согласно уравнениямarrive at the inputs of the
Здесь Т - постоянная времени.Here T is the time constant.
Эти сигналы приходят на третьи входы первого 20 и второго 21 вычислителей ЭДС вращения. На их первые входы приходят сигналы напряжений двухфазной машины uα, uβ с выходов третьего преобразователя 9 координат, а на вторые входы - сигналы токов двухфазной машины iα, iβ с выходов первого преобразователя 7 координат. Вычислители 20, 21 ЭДС вращения вырабатывают сигналы eα, eβ согласно равенствамThese signals come to the third inputs of the first 20 and second 21 computers of rotation EMF. The voltage signals of the two-phase machine u α , u β from the outputs of the
поступающие на входы вычислителя 22 угла и частоты вращения. Он формирует сигналы угла θ и частоты вращения со согласно соотношениям:arriving at the inputs of the
где заглавные буквы у функций Arctg и Arcctg означают определение угла с учетом номера четверти по знакам ЭДС eα и eβ.where the capital letters of the functions Arctg and Arcctg mean the definition of the angle taking into account the quarter number by the signs of the emf e α and e β .
Благодаря введению двух дифференциаторов и двух вычислителей ЭДС вращения, не содержащих интеграторов, получен вентильный электропривод с повышенной точностью поддержания частоты вращения.Thanks to the introduction of two differentiators and two rotational emf calculators that do not contain integrators, a valve actuator with increased accuracy of maintaining the rotational speed is obtained.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142659A RU2706416C1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Valve electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142659A RU2706416C1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Valve electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2706416C1 true RU2706416C1 (en) | 2019-11-19 |
Family
ID=68579761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142659A RU2706416C1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Valve electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706416C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1075344A1 (en) * | 1982-05-05 | 1984-02-23 | Предприятие П/Я А-7162 | Commutatorless controlled-velocity electric drive |
SU1439729A1 (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-23 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Electric drive |
RU2092967C1 (en) * | 1995-07-27 | 1997-10-10 | Новосибирский государственный технический университет | Electric drive using synchronous motor |
GB2465379A (en) * | 2008-11-17 | 2010-05-19 | Technelec Ltd | Controller for electrical machines |
JP4480696B2 (en) * | 2005-08-26 | 2010-06-16 | 三洋電機株式会社 | Motor control device |
US8174217B2 (en) * | 2007-12-24 | 2012-05-08 | Delta Electronics, Inc. | Sensorless control apparatus and method for induction motor |
WO2013130286A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Deere & Company | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
EP2889999A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | Deere & Company | Methods of torque estimation and compensation and systems thereof |
-
2018
- 2018-12-03 RU RU2018142659A patent/RU2706416C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1075344A1 (en) * | 1982-05-05 | 1984-02-23 | Предприятие П/Я А-7162 | Commutatorless controlled-velocity electric drive |
SU1439729A1 (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-23 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Electric drive |
RU2092967C1 (en) * | 1995-07-27 | 1997-10-10 | Новосибирский государственный технический университет | Electric drive using synchronous motor |
JP4480696B2 (en) * | 2005-08-26 | 2010-06-16 | 三洋電機株式会社 | Motor control device |
US8174217B2 (en) * | 2007-12-24 | 2012-05-08 | Delta Electronics, Inc. | Sensorless control apparatus and method for induction motor |
GB2465379A (en) * | 2008-11-17 | 2010-05-19 | Technelec Ltd | Controller for electrical machines |
WO2013130286A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Deere & Company | Drive systems including sliding mode observers and methods of controlling the same |
EP2889999A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | Deere & Company | Methods of torque estimation and compensation and systems thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4989075B2 (en) | Electric motor drive control device and electric motor drive system | |
WO2016121751A1 (en) | Inverter control apparatus and motor driving system | |
JP6657418B2 (en) | Optimal torque ripple reduction by current shaping | |
JP2009124811A (en) | Control device of permanent magnet type synchronous motor | |
KR20180030132A (en) | Drive system and inverter unit | |
JP6075090B2 (en) | Motor control device | |
CN111656676A (en) | Control device for power conversion device and motor drive system | |
CN111656674A (en) | Control device and control method for power conversion device, and motor drive system | |
TW201830845A (en) | Closed loop flux weakening for permanent magnet synchronous motors | |
JP2015180130A (en) | Control device of permanent magnet synchronous motor | |
JP2005253258A (en) | Controller for winding field type synchronizer | |
JP6473992B2 (en) | Motor control device and generator control device | |
JP2010035352A (en) | Device for estimating rotor position of synchronous electric motor | |
RU2706416C1 (en) | Valve electric drive | |
JP6707050B2 (en) | Synchronous motor controller | |
JP2006158046A (en) | Sensorless control method and apparatus of ac electric motor | |
Popenda | A concept of control of PMSM angular velocity | |
JP6108114B2 (en) | Control device for permanent magnet type synchronous motor | |
JP2018023203A (en) | Motor controller | |
JP6848680B2 (en) | Synchronous motor control device | |
Yan | Simulation for the vector control algorithm of permanent magnet synchronous motor | |
Popenda | A control strategy of a BLDC motor | |
JP2009165333A (en) | Controller of synchronous electric motor | |
CN107528517B (en) | Method for controlling rotating electric machine | |
JP6497584B2 (en) | Control device for permanent magnet type synchronous motor |