АТЙ ЗИРОЙЛННЫЙ
ЭЛЕКТРОПРИВОД.
ЭЛЕКТРрТВХНОАОГИЯ
П ЭЛЕКТРрСНАБЖЁ1Ш
ПРОадЫШАЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ■Г"ft ■MOGlCBA
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД,
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯ	Редактор серии Б.Г. Меньшов	Рефераты &-I0 М2 12 января 1972 г.ЭЛЕКТРОПРИВОДРедактор К.И. НауунчеваУДК 62-83:621.313.333.077:621.314.572i;62-526. ПРИНЦИП ОРИЕНТАЦИИ ПО ПОЛЮ - ОСНОВАСИСТШЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННЫХ МАШИНntaechke Fe I i х . Пае Prinzip der Feldorientierung, die Gninillage fSr
die Tranavektor-Regelung von Drehfeldmaschinea-" Sienieiia —,
1971, 45, ' № 10, 757-760 ( нем.,1реэ англ.)При использовании асинхронных машин в систе¬
мах привода определяющей является возможность
регулирования врашатацего момента. Управляющим
воздействием хфи этом в зависимости от типа при¬
меняемого преобразователя (регулируется ток или
напряжение) является вектор напряжения или вектор
тока статора. В настоящей статье на примере асин¬
хронной машины рассмотрен новый принцип регули¬
рования, называемый принципом ориентирования по
полю.Ориентация по полю пш регулировании тока.
Наиболее наглядное представление о принципе ориен¬
тации поля может быть получено при анагазе про¬
цесса в машине постоянного тока. На рис. I пред¬
ставлена схема машины постоянного тока, в кото¬8789 АЭЭ 2 J	Т
рой явно выраженные полюсы с катушками заменены
двумя взаимно перпендикулярными обмотками I и 2.
Благодаря наличию коллектора действие вращающей¬
ся обмотки 3 ротора аналогично действию неподвиж¬ной обмотки. Ток i[. протекающий по обмотке воз-
буадения I, создает магнитное поле Y. Для созда¬
ния вращающего момента необходимо пропустить
ток 1,4 по обмотке ротора 3. Взаимодействие это¬
го тока с полем обмотки I приводит к возникно¬
вению сил, действующих на сторслы обмотки 3 в
указанном на рис. I направлении. Так как ось об¬
мотки ротора перпендикулярна направлению магнит¬
ного поля, то величина плеча, на котором дейст¬
вует сила, а следовательно, и величина момента
являются наибольшими из всех возможных положений
ротора. Поле реакции якоря перпендикулярно полю
обмотки возбуждения и приводит к сдвигу резуль¬
тирующего поля из его оптимального положения.
Влияние этого поля можно скомпенсировать компен¬
сационной обмоткой 2 на статоре, по которой про¬
текает ток <2 " - 1 Взаимодействие тока i? с
полем возбуждения приводит к образованию момента2
реакции, противодействующего моменту, развивае¬
мому ротором. На рис. I представлена также диаг¬
рамма пространственных векторов токов и потока.В асинхронной машине, показанной на рис. 2,
на роторе размещена короткозшлкнутая обмотка в
виде ряда равномерно распределенных по окружности
ротора стержней и двух короткозамыкающих колец.
Ток в обмотке ротора создается только индукцион¬
ным путем, т.е. при изменении поля статора. Ана¬
логично машине постоянного тока создадим поле
возбуждения током <i в обмотке I. Бели через
обмотку 2 пропустить мгновенный ток '?• то в
обмотке 3 ротора наведется ток 'з. ;Циаграмма
пространственных векторов в первый момент про¬
хождения тока '2 (см. рис. 2,п ) будет такой
же, как и для машины постоянного тока. В после-
дукхние моменты времени величины и положение век¬
торов на диаграмме изменяются.Диаграмма для не¬
которого среднего положения показана на рис. 2,ь.
при этом предполагается, что ротор заторможен;
поле статора повернулось на угол ф,- первоначаль¬
ное взаимное расположение векторов тока <i и
потокосцепленил тоже изменилось. Если же
статор будет вращаться со скоростью вращения по¬
ля, то вектор тока i всегда будет параллелен
вектору поля (см. рис. 2,с ) ив каждое мгнове¬
ние может получить такое взаимное положение век¬
торов, как и в машине постоянного тока.В реальной машине статор и обмотки « , р не¬
подвижны (рис. 3), а соотношение меяду вектором
тока статора i и векторами .</?.* i и la опре¬
деляется в каждый момент времени в соответст-
8789 АЭЭ 2	3
»)Рио. 2ВИИ с диаграммой рио. 3, т.в. можно записать:(I)•fi “ <1 *«n Y + it соя y>:где ^-угол меаду вектором поля V и осью а
статора.Указанная взаимосвязь (I) может быть реализо¬
вана с помощью счетно-решалщего устройства
Сустройство поворота векторов) , схема которотчэа, ь. Требуемые регулировоч-приведена на рис. 4,4» .(♦)ные величины 'р образуются в устройстве vdи функции■^1при помощи заданных значений
угла поворота Ф поля. Параметры .i',j вводят¬
ся в преобразователь "и" (рис. 4,с ) в качестве
регулировочных величин для токов ip соответст¬
вующих обмоток статора. Информация об угле Ф
получается при помощи двух датчиков Холла. Между
датчиками Холла и устройством поворота векторов
включен анализатор VА, образ^/кхдий функции
и coe^i [ 1к Описанная схема позволяет осущест¬
вить управление асинхронной мапгшой аналогично
машине постоягшоз^о тока при раздельном регулиро¬
вании поля током >1 и мгновенного значения
тока »2-Очевидно, что процессы в машине о вращающимся
ротором не отличаются от таковых для заторможен¬
ного ротора. Необходимо только учитывать, что в
случае вращающегося ротора угол поворота поля
относительно ротора отличается от аналогичнохХ)
угла в машине о заторможенным ротором на величину
угла поворота ротора.8789 АЭЭ 2 25
VO•t-smycosvb)Рис. 4Векторное прелотавлеиие метола орнентадии
по полю. Зависшлости между	и i„ ., пред-ставленнив У1)ав[{сниякти (I), можко рассмат1)И]!ать
как преобразование координат векторов тока «.
ориснтироваиних относительно полн, в вектор,
ориептированний относительно статора. Если сбоз-
на’шть вектор тока в системе координат, свяаал-, а вектор тока в системе
//. \ной с полем - (JL\'г/координат статора,'яющейся матрицы и (+ ^i) if\Sinv5{,'cos Xfl - sin y\
COS У’/TO при помощи ьраща-
преобразовапие ко-
ординат вектора тока можно записать следующим
образом:*.-0(+V')VОриентация по полю при регулировании напряже¬
ния, При применении преобразователя с регулируе¬
мым напряжен’:' - ■ кг^тщмо уста}ювить связь меж-
ду заданными знач	и напряжениямии'^’ .u'j’,. Этот процесс осуществляется в два -приема
Сначала образуется вектор напряжения и. * в
системе координат поля при помощи вектора тока I
(через 1*1 и ' 2 ). Этот вектор включает в
себя векторы падения напряжений на активном и ин¬
дуктивном сопротивлениях и вектор противо- э.д.с.
Указанная связь ус1’анавливается при помощи счет¬
но-решающего устройства F. на рис. 5, а.-В схеме квоспроизведена структура машины. Затем при
помощи устройства поворота векторов voi произ¬
водится преобразование координат:и": D{+y,)u';\	^3)Составляющие векторы ■'*’ и подаются на
вход преобразователя в качестве регулирующг^х па¬
раметров.Счетно-решающее устройство по рис. 5,а не
учитывает изменение тока машины, обусловленное
изменением сопротивления под действием нагрева.
Схема, обеспечивающая регулирование вектора тока
при изменении температуры, представлена на
рис. 5,ь. Так как в установившемся режга^в сос¬
тавляющие вектора неизменны, то отклонения
вектора 4 ^ от величины i обусловленные из¬
менением температуры, могут быть скомпенсирова-
в789 АЭЭ 2	7
ин интегральным регулятором. Необходимая для ре¬
гулирования истинная величина < ф получается
путем измерения вектора тока *s • ориентированногоотносительно статора, и последующего преобразо¬
вания его к системе координат, связанной с по¬
лем. Формула преобразования может быть получе¬
на обращением матрицы (2);Выражение (4) реализуется в устройстве пово¬
рота векторов VD2,^достроенном по той же схеме,8
что и на рис. 4.Метод ориентации по. полю позволяет осуществить
внсококачественное регулирование асинхронной ма¬
шины, независимо от рода применяемого преобразо¬
вателя. Ил. 9. Библ. 10.В.А. Беяг'-(/чй'^ 'Cki. такке "Экспресс-информация” с ^ г * ~ ; тк-
зированный электропривод, электротехнология и
электроснабжение промышленных предприятий" 1972г.^.
вып.2. реф. 7Литература[1]	Blaschke, F.: Das Prinzip dcr Fddoficnticn<Verfahrcn zur Rcgclung der Asynchrontmschinc. Sicnicfu*
Forschungs- u. Entwicklungsbcr. 1 (1971) Heft 2 (in Vor-
bcrcitung)[2]	Bohm, K.; Wcssclak, F.: Drehzahlrcgelbare Drehstromantric-
bc mit Umrichtcrspcisung. Sicmens-Z. 45 (1971) S. 753 bit 757[3]	Floter,W.; Rippcrgcr, H.: Die TRANSVEKTOR-Rcgelung fur den
fcldoricnticrtcn Bctrieb eincr Aeynchronmaschinc. Siemcne-Z,45 (1971) S. 761 bis 764[4]	Bayer. K.-H.; Waldmann, H.; Weibelzahl, М.: DieTnANSVEK-
TOR-Regclung fiir den fcldorientierten Bctrieb finer Synchron-
maschine. Siemcns-Z. 45 (1971) S. 765 bis 768[5]	Kovics, K.P.; Ricz, I.: Transicnte Vorgange in Wechsel-
strommaschincn. Budapest: Vcrlag dcr Ungar. Akad. d,
Wisscnschaften 1959. (6J Langw;iler, F.; Richter, М.; FluBcrfassung in Asynchrun-
maschinen Sicmen«-Z. 45 (1971) S. 768 bis 111(7J Weh, H.: Elektrische Netzwerke und Maschincn in Matrizctt-
dantellung. Mannheim, Zurich: Bibliogr. Inst. 19688789 АЭЭ 2 з	9
(oj iNaunin, ij. -. £:jn Dciirag zum aynamiscncn vcrnaiten der tre-
qucnzgeatcuerten Atynchronmaschinc. Berlin, Tcchn. Univ.,
Diet. 1968[9]Hasse, K.: Zut Dynamik drchzahlgcrcgcltcr Antiiebe mit
stromrichtcrgcspeisten Aeynchron-KurzschluBlaufermaechi-
nen. Darmstadt, Tcchn. Hochech., Diss. 1969[10] Blaschke, F.; Rippergcr, H.; Stcinkonig, H.; Rcgclung um-
richtergespeister Asynchronmaschinen mit eingcpragtem Stfin-
derstrom. Sicmct\«-Z. 42 (1968) S. 773 bie 77710