專(zhuān)利名稱(chēng)：異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈的校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)參數(shù)自校正技術(shù)，特別是一種異步電機(jī)定子磁鏈的校正器。
在現(xiàn)有的異步電機(jī)變頻變壓調(diào)速方法中，存在著由于定子磁場(chǎng)欠勵(lì)或過(guò)勵(lì)引起的磁飽和電流叢而導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩均下降的問(wèn)題，當(dāng)電機(jī)處于起動(dòng)階段或低速階段時(shí)這一問(wèn)題尤為嚴(yán)重。例如有的變頻變壓調(diào)速器，即使電流過(guò)載到了150％，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要達(dá)到100％仍十分困難。采用加大變頻器電流容量的辦法來(lái)提高轉(zhuǎn)矩是不可取的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品成本大幅度上升和運(yùn)行效率低下，其結(jié)果是造成資源和能源的浪費(fèi)，需要開(kāi)發(fā)一種異步電機(jī)定子磁鏈的校正器來(lái)解決此問(wèn)題?，F(xiàn)由于定子磁鏈觀測(cè)技術(shù)的顯著進(jìn)步，開(kāi)發(fā)這類(lèi)校正器的條件已經(jīng)成熟。
本實(shí)用新型的目的是提供一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈的校正器，以消除定子磁鏈的誤差。
在包括含有定子磁鏈觀測(cè)組塊在內(nèi)的變頻變壓調(diào)速器00和控制電源V+、V-的前提下，本實(shí)用新型的技術(shù)方案分述如下設(shè)有自校正器；自校正器的輸入電壓VC1來(lái)自變頻變壓調(diào)速器00內(nèi)部的定子磁鏈觀測(cè)組塊的輸出，自校正器向外輸出出口電壓VR，該出口電壓送往消除定子磁鏈誤差電路(一)或(二)。
自校正器由前級(jí)電路02與末級(jí)電路03構(gòu)成，末級(jí)電路的輸入電壓VM來(lái)自前級(jí)電路的輸出。
自校正器亦可由用戶系統(tǒng)板08構(gòu)成。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型，進(jìn)一步作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為方框圖。
圖2為自校正器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3為用戶系統(tǒng)板08圖。
圖4為消除定子磁鏈誤差電路(一)圖。
圖5為消除定子磁鏈誤差電路(二)圖。
預(yù)設(shè)的定子磁鏈值為C1，經(jīng)量化后用電壓VC0代表。在圖1中，01為自校正器，其他符號(hào)及連接關(guān)系已如前述，需要時(shí)并向外引出電壓VC0。
在圖2中05、06及07分別為運(yùn)算放大器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放)TL084/Ⅰ(用作反相)、TL084/Ⅱ(用作比例、積分)及TL084/Ⅲ(用作求和)。02方框代表前級(jí)電路，03方框代表末級(jí)電路。
在前級(jí)電路02方框中運(yùn)放的腳2經(jīng)電阻10與電壓VC0相接，腳3經(jīng)電阻12接公共地，腳2又經(jīng)電阻11與腳1相接，腳4接控制電源V+，腳11接控制電源V-，腳1經(jīng)電阻13接腳6，腳5經(jīng)電阻15接公共地；有一可調(diào)電位計(jì)35接于控制電源V+與公共地之間，其移動(dòng)抽頭上電壓為VC0，輸入電壓VC1經(jīng)一電阻14與運(yùn)放腳6相接，腳6又經(jīng)電阻16、電容30與腳7相接，腳7向末級(jí)電路輸出電壓VM。電壓VC0代表定子磁鏈設(shè)定值同時(shí)并向外引出。
在末級(jí)電路03方框中運(yùn)放的腳10經(jīng)電阻17與輸入電壓VM相接，腳10又經(jīng)電阻19接公共地，有一可調(diào)電位計(jì)36接于控制電源V+與公共地之間，其移動(dòng)抽頭上電壓為VR0并經(jīng)一電阻18與運(yùn)放腳10相接，腳9經(jīng)電阻20接公共地，腳9又經(jīng)電阻21與腳8相接，腳8向外輸出出口電壓VR。電壓VR0為初始設(shè)定電壓。在圖2中，當(dāng)VC1＜VC0時(shí)，出口電壓VR上升，反之則下降；當(dāng)VC1=VC0時(shí)，出口電壓VR保持，從而可用于消除定子磁鏈的誤差。
圖3中的用戶系統(tǒng)板08為市面上供應(yīng)的U51-A1型用戶系統(tǒng)板。板上裝有INTEL8032單片計(jì)算機(jī)一個(gè)，存儲(chǔ)器EPROM2764一個(gè)，并行接口8255一個(gè)，D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832一個(gè)及A/D轉(zhuǎn)換器為8通道8位ADC0809一個(gè)，如圖3(A)所示。有可調(diào)電位計(jì)35及36分別接于控制電源V+與公共地之間，其移動(dòng)抽頭上電壓分別為VC0及VR0,VC0并向外引出。輸入電壓VC1、電壓VC0及電壓VR0分別通過(guò)板上接J12-1、J12-2及J12-3與ADC0809轉(zhuǎn)換器的第一通道、第二通道及第三通道相接，以進(jìn)行各自采樣。出口電壓VR通過(guò)DAC0832轉(zhuǎn)換器的板上接J8-3向外輸出模擬量，也可通過(guò)8255的板上接J11-2∽J11-9向外輸出數(shù)字量。為了實(shí)現(xiàn)與圖2同樣功能在圖3(B)中示出了相應(yīng)程序圖，其中YI及YP分別為積分及比例常數(shù)，而VX、EM0、EM1及DV為中間變量。這里采用BASIC51高級(jí)語(yǔ)言，BASIC51高級(jí)語(yǔ)言的一大特點(diǎn)是能與匯編語(yǔ)言混合編程，因此程序圖中的上電初始化、采樣、采樣時(shí)間及輸出等都用匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，這些常用軟件實(shí)例在專(zhuān)業(yè)書(shū)籍中到處可見(jiàn)，然后由BASIC51編譯系統(tǒng)編譯成單片計(jì)算機(jī)所需代碼即目標(biāo)程序。圖3(B)中程序?qū)ζ渌?lèi)型單片計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理器同樣適用，只不過(guò)用何種形式書(shū)寫(xiě)以為編譯系統(tǒng)接受則與所采用的單片計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有關(guān)。
在圖4中求和電路40的輸入電壓VC0與VR都來(lái)自自校正器01，乘法電路41的輸入電壓來(lái)自求和電路的輸出，乘法電路的輸出為定子電壓V1，供變頻變壓調(diào)速器電壓控制用。求和電路中的50為運(yùn)放TL084/IV，運(yùn)放的腳12分別經(jīng)電阻60、61與輸入電壓VC0、VR相接，腳12經(jīng)電阻62接公共地，腳13經(jīng)電阻63接公共地，腳13又經(jīng)電阻64接腳14，腳14為輸出。乘法電路中的51為乘法器AD534，其腳X1與求和電路的輸出相接，腳Y1與定子角頻率W1相接，腳+VS、-VS分別與控制電源V+、V-相接，腳X2、Y2與Z2都接公共地，腳OUT與腳Z1相接，腳OUT輸出為定子電壓V1。則當(dāng)VC1＜VC0時(shí)，定子電壓V1上升，反之則下降；當(dāng)VC1=VC0時(shí)，定子電壓V1保持，從而消除了定子磁鏈的誤差。
在圖5中若無(wú)視AD534型乘法器52與53的作用(使電壓VR恒等于1)，則為國(guó)外某變頻器廠生產(chǎn)的變頻變壓調(diào)速器電路，其中W1為定子角頻率，C1為定子磁鏈設(shè)定值，54為求和器，座標(biāo)變換器55將二相電壓VQ與VD變換成三相電壓VA、VB與VC，座標(biāo)變換器56將三相電流IA、IB與IC變換成二相電流IQ與ID，積分器57將定子角頻率變換成角度θ,R1為定子的始設(shè)電阻，R1×IQ與R1×ID都為現(xiàn)有信號(hào)。其存在的問(wèn)題是，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行溫度變化時(shí)，電阻實(shí)際值也隨之變化而大大偏離電阻始設(shè)值R1，結(jié)果導(dǎo)致調(diào)速性能惡化，不但種種預(yù)期動(dòng)態(tài)性能不能實(shí)現(xiàn)，就連穩(wěn)態(tài)性能也難保證，乃至零速及低速下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩這個(gè)基本性能也成了可望而不可及。
本實(shí)用新型在圖5中將變頻變壓調(diào)速器內(nèi)現(xiàn)有信號(hào)R1×IQ、R1×ID分別在乘法器52、53中與來(lái)自自校正器01的電壓VR相乘，使實(shí)設(shè)電阻(VR×R1)值趨近于電機(jī)實(shí)際電阻值，從而解決了上述問(wèn)題，消除了定子磁鏈的誤差。電壓VR分別與乘法器52、53的腳X1相接，現(xiàn)有信號(hào)R1×IQ與乘法器52的腳Y1相接，現(xiàn)有信號(hào)R1×ID與乘法器53的腳Y1相接，乘法器腳OUT分別輸出VR×R1×IQ與VR×R1×ID信號(hào)，乘法器的其他腳的接法則與圖4中的乘法器51腳的接法相同。
圖5是一種在建立定子電壓信號(hào)的過(guò)程中計(jì)入了定子(定子側(cè))電阻上矢量壓降的因素，并且定子(定子側(cè))的始設(shè)電阻值R1在乘法器中與來(lái)自自校正器的出口電壓VR相乘后得到校正為VR×R1，從而消除了定子磁鏈的誤差。與此類(lèi)同是專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?0113520.1的“異步電機(jī)高轉(zhuǎn)矩矢量控制的變頻變壓調(diào)速方法”也是一種在建立定子電壓信號(hào)的過(guò)程中計(jì)入了定子(定子側(cè))電阻上矢量壓降的因素，因此定子(定子側(cè))的預(yù)設(shè)電阻值R1同樣可在乘法器中與來(lái)自自校正器的出口電壓VR相乘后得到校正為VR×R1，從而消除了定子磁鏈的誤差。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)如下1、提供了一種實(shí)用的異步電機(jī)定子磁鏈的校正器，以消除定子磁鏈的誤差。其出口電壓VR既可用作直接校正定子磁鏈也可用作校正定子(定子側(cè))的始(預(yù))設(shè)電阻值R1。
2、不涉及電機(jī)結(jié)構(gòu)問(wèn)題，通用性強(qiáng)。
3、既可用硬件實(shí)現(xiàn)也可用軟件實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈的校正器，包括含有定子磁鏈觀測(cè)組塊在內(nèi)的變頻變壓調(diào)速器(00)和控制電源(V+、V-)，其特征是設(shè)有自校正器；自校正器的輸入電壓(VC1)來(lái)自變頻變壓調(diào)器(00)內(nèi)部的定子磁鏈觀測(cè)組塊的輸出，自校正器向外輸出出口電壓(VR)，該出口電壓送往消除定子磁鏈誤差電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正器，其特征是自校正器由前級(jí)電路(02)與末級(jí)電路(03)構(gòu)成，末級(jí)電路的輸入電壓(VM)來(lái)自前級(jí)電路的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正器，其特征是自校正器由用戶系統(tǒng)板(08)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正器，其特征是在消除定子磁鏈誤差電路(一)中，求和電路(40)的輸入電壓(VC0)與(VR)都來(lái)自自校正器，乘法電路(41)的輸入電壓來(lái)自求和電路的輸出，乘法電路的輸出為定子電壓(V1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正器，其特征是在消除定子磁鏈誤差電路(二)中，將變頻變壓調(diào)速器內(nèi)現(xiàn)有信號(hào)(R1×IQ與R1×ID)分別在乘法器(52)、(53)中與來(lái)自自校正器的出口電壓(VR)相乘，乘法器腳(OUT)分別輸出信號(hào)(VR×R1×IQ與VR×R1×ID)，定子或定子側(cè)的預(yù)設(shè)或始設(shè)電阻(R1)經(jīng)過(guò)乘法器后得到校正為實(shí)設(shè)電阻(VR×R1)。
專(zhuān)利摘要一種實(shí)用的異步電機(jī)定子磁鏈的校正器,設(shè)有自校正器,其出口電壓既可用作直接校正定子磁鏈,也可用作校正定子的始設(shè)電阻值,以最終達(dá)到消除定子磁鏈誤差的目的。既可用硬件實(shí)現(xiàn)也可用軟件實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02P7/00GK2449414SQ0022585
公開(kāi)日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2000年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者盧驥, 盧潔 申請(qǐng)人:盧驥