УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей.
Известно устройство для определения параметров асинхронного электродвигателя [SU 1802347 A1, МПК 5 G01R 31/34, опубл. 15.03.1993], выбранное в качестве прототипа, содержащее два датчика тока и два датчика напряжения, подключенных к фазам статора. К датчикам тока подключен формирователь тока статора. К датчикам напряжения подключен преобразователь координат. Выходы формирователя тока статора, преобразователя координат и датчика частоты вращения вала двигателя соединены с блоком памяти. Выход блока памяти соединен с блоком определения электрических параметров электродвигателя и блоком определения механических параметров электродвигателя. Выход блока определения электрических параметров электродвигателя соединен с блоком определения механических параметров электродвигателя. Управляющие входы блока памяти и блока определения электрических параметров электродвигателя соединены с системой управления электропривода. Блоки определения электрических и механических параметров электродвигателя связаны с ЭВМ.
С помощью этого устройства можно определить активное сопротивление обмотки статора, приведенное к статору сопротивление обмотки ротора, эквивалентные индуктивности обмоток статора и ротора, результирующую индуктивность, обусловленную магнитным потоком в воздушном зазоре машины, при условии предварительной записи показаний датчиков, но нельзя определить постоянную времени ротора, эквивалентную постоянную времени и эквивалентное активное сопротивление асинхронного электродвигателя в реальном времени и при питании асинхронного электродвигателя напряжением ниже номинального значения, при котором ротор асинхронного электродвигателя остается неподвижным.
Задачей полезной модели является расширение арсенала средств аналогичного назначения.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для определения параметров асинхронного электродвигателя, также как в прототипе, содержит два датчика тока и два датчика напряжения, подключенных к фазам статора асинхронного электродвигателя, причем к датчикам напряжения подключен преобразователь координат, выход преобразователя координат соединен блоком памяти.
Согласно полезной модели к датчикам тока последовательно подключены преобразователь координат, первый, второй и третий блоки временной задержки, блок памяти, блок определения коэффициентов, блок определения параметров. Блок памяти соединен с первым, вторым, третьим блоками временной задержки и преобразователем координат. Управляющие входы блока памяти, блока определения коэффициентов и блока определения параметров асинхронного электродвигателя соединены с системой управления асинхронного электродвигателя. Блок определения параметров асинхронного электродвигателя связан с ЭВМ.
За счет использования трех временных задержек и их записи в блоке памяти, а затем дальнейшей передачи сигналов на блок определения коэффициентов и блок определения параметров, а также питания асинхронного электродвигателя напряжением ниже номинального значения, при котором ротор асинхронного электродвигателя остается неподвижным, предложенное устройство позволяет определить в реальном времени активное сопротивление обмотки статора, постоянную времени ротора,
предложенное устройство позволяет определить в реальном времени активное сопротивление обмотки статора, постоянную времени ротора, эквивалентную постоянную времени и эквивалентное активное сопротивление асинхронного электродвигателя.
На фиг. 1 приведена схема устройства для определения параметров асинхронного электродвигателя.
Устройство для определения параметров асинхронного электродвигателя содержит датчики фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), датчики фазных напряжений 3 (ДН1), 4 (ДН2), подключенные к двум фазам питания асинхронного электродвигателя. К датчикам токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) и датчикам напряжения 3 (ДН1), 4 (ДН2) последовательно подключены преобразователь координат 5 (ПК), первый блок временной задержки 6 (БВЗ1), второй блок временной задержки 7 (БВЗ2), третий блок временной задержки 8 (БВЗ3), блок памяти 9 (БП), блок определения коэффициентов 10 (БОК), блок определения параметров 11 (БОП). Блок памяти 9 (БП) соединен с преобразователем координат 5 (ПК), первым и вторым блоками временной задержки 6-7 (БВЗ1-БВЗ2). Управляющие входы блока памяти 9 (БП), блока определения коэффициентов 10 (БОК) и блока определения параметров асинхронного электродвигателя 11 (БОП) соединены с системой управления асинхронного электродвигателя (не показана на фиг. 1). Блок определения параметров асинхронного электродвигателя 11 (БОП) связан с ЭВМ (не показано на фиг. 1).
В качестве датчиков фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) использованы датчики тока - промышленный прибор КЭИ-0,1, в качестве датчиков фазных напряжений 3 (ДН1), 4 (ДН2) - датчики напряжения LEM. Преобразователь координат 5 (ПК), первый блок временной задержки 6(БВЗ1), второй блок временной задержки 7 (БВЗ2), третий блок временной задержки 8 (БВЗ3), блок памяти 9 (БП), блок определения коэффициентов 10 (БОК), блок определения параметров 11 (БОП) и система управления асинхронным двигателем выполнены на базе микроконтроллера типа TMS320C28346 фирмы Texas Instruments.
-6
В течении пуска и работы асинхронного электродвигателя и при питании асинхронного электродвигателя напряжением ниже номинального значения, при котором ротор асинхронного электродвигателя остается неподвижным, с выходов датчиков фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) и датчиков напряжения 3 (ДН1), 4 (ДН2) сигналы поступают в преобразователь координат 5 (ПК), вычисляющий мгновенные величины токов и напряжений в прямоугольной стационарной системе координат. Сигнал с преобразователя координат 5 (ПК) поступает на первый блок временной задержки 6 (БВЗ1), где выполняют первую временную задержку мгновенных величин токов и напряжений асинхронного электродвигателя. Сигнал с первого блока временной задержки 6 (БВЗ1) поступает на второй блок временной задержки 7 (БВЗ2), где выполняют вторую временную задержку мгновенных величин токов и напряжений асинхронного электродвигателя. Сигнал со второго блока временной задержки 7 (БВЗ2) поступает на третий блок временной задержки 8 (БВЗ3), где выполняют третью временную задержку мгновенных величин токов и напряжений асинхронного электродвигателя. Сигналы с преобразователя координат 5 (ПК), первого, второго и третьего блоков временной задержки 6-8 (БВЗ1-БВЗ3) поступают на блок памяти 9 (БП). В момент включения в сеть асинхронного электродвигателя система управления подает на управляющий вход блока памяти 9 (БП) сигнал о пуске асинхронного электродвигателя. По этому сигналу в течении пуска и работы асинхронного электродвигателя с временной задержкой равной 500·10 секунд начинают запись величин токов и напряжений асинхронного электродвигателя в прямоугольной стационарной системе координат. Одновременно в момент включения в сеть асинхронного электродвигателя система управления подает сигнал на управляющие входы блока определения коэффициентов 10 (БОК) и блок определения параметров 11 (БОП). По этому сигналу начинается поступление сигнала с блока памяти 9 (БП) на блок определения коэффициентов 10 (БОК), где происходит определение коэффициентов методом наименьших квадратов [Метод наименьших квадратов и основы математико-статической теории обработки наблюдений/ Ю.В. Линник. -Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. С. 152-157] из выражения:
,
где ;
;
- вектор коэффициентов, необходимых для нахождения параметров асинхронного электродвигателя;
k - коэффициент временной задержки.
Затем сигнал с блока определения коэффициентов 10 (БОК) поступает на блок определения параметров 11 (БОП), где определяют активное сопротивление обмотки статора, постоянную времени ротора, эквивалентные постоянную времени и активное сопротивление асинхронного электродвигателя в реальном времени следующим образом:
э
1
4
2
, , , R=K·K·K.
1
где R - активное сопротивление обмотки статора, Ом;
2
T - постоянная времени ротора, с;
э
T - эквивалентная постоянная времени асинхронного электродвигателя, с.
э
R - эквивалентное активное сопротивление асинхронного электродвигателя, Ом.
1
2
3
4
K, K, K, K - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов.
Полученные значения параметров асинхронного двигателя передаются на ЭВМ.
Таким образом заявляемое устройство позволяет определять параметры асинхронного электродвигателя в реальном времени и при питании асинхронного электродвигателя напряжением ниже номинального значения, при котором ротор асинхронного электродвигателя остается неподвижным.