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 координатный преобразователь напряжения статора, выход которого соединен с входом интегратора напряжения, с первым входом блока определения активного сопротивления статора и основным входом первого блока памяти. Выход координатного преобразователя тока статора соединен с входом интегратора тока, вторым входом блока определения активного сопротивления и основным входом второго блока памяти. Выходы интеграторов напряжения и тока соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока определения активного сопротивления статора, выход которого соединен с основным входом ячейки памяти. Выход таймера соединен с первыми управляющими входами блоков памяти, а выход таймера соединен с вторыми управляющими входами блоков памяти и управляющим входом ячейки памяти, выход которой соединен с первым входом интегрирующего формирователя потокосцепления статора, второй и третий входы, которого соединены соответственно с входами первого и второго блоков памяти. Выход второго блока памяти соединен с входом блока определения индуктивности цепи намагничивания, входом блока определения тока намагничивания и входом блока определения тока ротора. Выход третьего блока памяти соединен с входом блока определения активного сопротивления и индуктивности рассеяния ротора.
Недостатком известного устройства является то, что с его помощью можно определить только активное и индуктивное сопротивление статора и ротора, но нельзя определить момент инерции, индуктивность рассеяния и момент сопротивления.
Задачей полезной модели является увеличение количества определяемых параметров.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для определения параметров асинхронного электродвигателя, также как и прототип, содержит два датчика тока и два датчика напряжения, подключенных к фазам статора, датчик частоты вращения вала электродвигателя, координатный преобразователь напряжения и блок памяти.
Согласно полезной модели к датчикам тока подключен формирователь тока статора. К датчикам напряжения подключен преобразователь координат. Выходы формирователя тока статора, преобразователя координат и датчика частоты вращения вала электродвигателя 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.
Предложенное устройство позволяет определить следующие параметры: активное и индуктивное сопротивление статора и ротора, момент инерции, индуктивность рассеяния и момент сопротивления.
На фиг.1 приведена схема устройства для определения параметров асинхронного электродвигателя.
Устройство для определения параметров асинхронного электродвигателя содержит датчики фазных токов 1, 2 (ДТ1, ДТ2), датчики фазных напряжений 3, 4 (ДН1, ДН2), подключенные к двум фазам питания асинхронного электродвигателя, и датчика частоты вращения вала электродвигателя 5 (ДС), установленный на валу электродвигателя. К датчикам тока 1, 2 (ДТ1, ДТ2) подключен формирователь тока статора 6 (ФТС). К датчикам фазных напряжений 3, 4 (ДН1, ДН2) подключен преобразователь координат 7 (ПК). Выходы формирователя тока статора 6 (ФТС), преобразователя координат 7 (ПК) и датчика частоты вращения вала электродвигателя 5 (ДС) соединены с блоком памяти 8 (БП). Выход блока памяти 8 (БП) соединен с блоком определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП) и блоком определения механических параметров электродвигателя 10 (БОМП). Выход блока определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП) соединен с блоком определения механических параметров электродвигателя 10 (БОМП). Управляющие входы блока памяти 8 (БП) и блока определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП) соединены с системой управления электропривода. Блоки определения электрических и механических параметров электродвигателя 9, 10 (БОЭП, БОМП) связаны с ЭВМ (не показано на фиг.1).
В качестве датчиков фазных токов 1, 2 (ДТ1, ДТ2) могут быть использованы датчики тока - промышленный прибор КЭИ-0,1, а датчики фазных напряжений 3, 4 (ДН1, ДН2) - LEM. Формирователь тока статора 6 (ФТС), преобразователь координат 7 (ПК), блок памяти 8 (БП), блоки определения электрических и механических параметров электродвигателя 9, 10 (БОЭП, БОМП), система управления электроприводом могут быть выполнены на базе микроконтроллера типа TMS320C28346 фирмы Texas Instruments.
С выходов датчиков фазных токов 1, 2 (ДТ1, ДТ2) сигналы поступают в формирователь тока статора 6 (ФТС), вычисляющий мгновенную величину модуля вектора тока статора, с выходов датчиков фазных напряжений 1, 2 (ДН1, ДН2) сигналы поступают в преобразователь координат 7 (ПК), вычисляющий мгновенные величины напряжений в прямоугольной стационарной системе координат, сигналы с выходов формирователя тока статора 6 (ФТС), преобразователь координат 7 (ПК) и датчика частоты вращения вала электродвигателя 5 (ДС) подаются в блок памяти 8 (БП), в момент включения в сеть электродвигателя на первый управляющий вход блока памяти 8 (БП) подается сигнал о пуске двигателя, по этому сигналу начинается запись величин модуля вектора тока статора, напряжений в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала электродвигателя, после последовательного осуществления пуска и торможения выбегом электродвигателя подается управляющий сигнал на второй управляющий вход блока памяти 8 (БП) и управляющий вход блока определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП), по этому сигналу останавливается запись сигналов в блоке памяти 8 (БП), на вход блока определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП) подается сигнал с выхода блока памяти 8 (БП), и начинается определение активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки статора, приведенных к статору активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки ротора, и индуктивности, обусловленную магнитным потоком в воздушном зазоре электродвигателя, путем глобальной оптимизации с помощью генетического алгоритма функции
,
1
где I(t) - модуль вектора тока статора,
- оценка модуля вектора тока статора,
- оценка активного сопротивления обмотки статора,
- оценка приведенного к статору сопротивления обмотки ротора,
- оценка эквивалентной индуктивности обмотки статора,
- оценка эквивалентной индуктивности обмотки ротора,
- оценка результирующей индуктивности, обусловленной магнитным потоком в воздушном зазоре машины,
t - время,
Σ
t - суммарное время переходных процессов пуска и торможения выбегом электродвигателя,
затем сигнал с выхода блока определения электрических параметров электродвигателя 9 (БОЭП) подается на блок определения механических параметров электродвигателя 10 (БОМП), где определяется приведенный к валу электродвигателя суммарный момент инерции и момент сопротивления нагрузки путем глобальной оптимизации с помощью генетического алгоритма функции
,
где ω(t) - частота вращения вала электродвигателя,
- оценка частоты вращения вала электродвигателя,
- оценка суммарного момента инерции, приведенного к валу двигателя,
- оценка момента сопротивления нагрузки,
t - время,
Σ
t - суммарное время переходных процессов пуска и торможения выбегом электродвигателя.
Таким образом заявляемое устройство позволяет определять параметры асинхронного электродвигателя.