Пристрій з векторним керуванням для електродвигуна змінного струму та накопичувачем енергії гальмування

Реферат: Пристрій з векторним керуванням для електродвигуна змінного струму та накопичувачем енергії гальмування містить випрямляч, індуктивність LC-фільтра, ємність LC-фільтра, автономний інвертор, тяговий електродвигун змінного струму. перший датчик струму, другий датчик струму, третій датчик струму, низькочастотний фільтр, перший координатний перетворювач, задавач струму id , перший суматор, регулятор струму id , перший обмежувач, другий координатний перетворювач, задавач швидкості, другий суматор, датчик швидкості, регулятор швидкості, другий обмежувач, третій суматор, регулятор струму iq , третій обмежувач, генератор кутової частоти, четвертий суматор, масштабуючий блок, інтегратор, блок широтно-імпульсної модуляції, накопичувальний елемент, перетворювач постійної напруги, дросель, перший датчик напруги, другий датчик напруги, задава напруги, п'ятий суматор, блок регулятора напруги, шостий суматор, четвертий датчик струму, релейний регулятор, елемент блокування, блок порівняння напруги. UA 100096 U (12) UA 100096 U UA 100096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана в промисловості та на електрифікованих залізницях для векторного керування електродвигуном змінного струму з автономним інвертором для забезпечення динамічних режимів руху та регенеративного гальмування з можливістю накопичення надлишкової енергії гальмування на накопичувальному елементі. Відомий пристрій, частотно-регульований асинхронний електропривод [Патент РФ №2401502. МПК Н02Р 21/00, Н02Р 21/12, Н02Р21/13, Н02Р 27/08. Опубл. 10.10.2010 Александров Євгеній Васильович, Александров Микита Євгенович, Лагун В'ячеслав Володимирович, Климов Геннадій Георгійович], містить силовий блок із вхідними в нього послідовно з'єднаними випрямлячем напруги мережі, згладжуючим фільтром з датчиком напруги, інвертор напруги, керуючі входи якого з'єднані з виходами блока векторної широтноімпульсної модуляції (ШІМ), асинхронний електродвигун, обмотки якого підключені через блок датчиків фазних струмів до виходу інвертора напруги, а вихідний вал до датчика швидкості обертання його ротора й до передавального механізму, задавач поточної кутової швидкості електродвигуна, задавач потокозчеплення електродвигуна, послідовно з'єднані регулятор частоти обертання, до другого входу якого підключений вихід датчика швидкості обертання ротора, і перший блок розподілу, регулятори активного й реактивного струму, координатний перетворювач напруг, виходи якого підключені до входів блока векторної ШІМ, координатний перетворювач струмів, з'єднаний входами до виходів блока датчиків фазних струмів, а виходами із другим входом регулятора реактивного струму й з першим входом регулятора активного струму, блок спостереження стану електропривода, що включає перший і другий масштабний підсилювач, аперіодичну ланку, дільник, перший інтегратор і перший суматор, при цьому вихід першого масштабного підсилювача підключений до першого входу дільника, вихід якого через перший інтегратор підключений до першого входу першого суматора, до другого входу якого підключений вихід другого масштабного штабного підсилювача, вихід першого суматора підключений до одного із входів блока векторної ШІМ, до входу координатного перетворювача струмів і до входу координатного перетворювача напруг, вихід аперіодичної ланки з'єднаний із другим входом дільника й другим входом першого блока розподілу, а датчик швидкості обертання ротора електродвигуна виконаний у вигляді імпульсного датчика із двома виходами, перший з яких є виходом кутового положення ротора електродвигуна, а другий виходом швидкості обертання ротора електродвигуна, при цьому перший вихід імпульсного датчика з'єднаний із входом другого масштабного підсилювача, уведені послідовно з'єднані перший функціональний перетворювач, перший і другий вхід якого з'єднані відповідно з виходом задавача потокозчеплення й другим виходом імпульсного датчика, перший блок перемноження, регулятор потокозчеплення, другий вхід якого з'єднаний з виходом аперіодичної ланки, і перший блок обмеження, вихід якого підключений до першого входу регулятора реактивного струму й входу аперіодичної ланки, другий функціональний перетворювач, вихід якого підключений до другого входу першого блока перемноження, послідовно з'єднані другий блок обмеження, до входу якого підключений регулятор реактивного струму, і другий суматор, послідовно з'єднані третій блок обмеження, до входу якого підключений регулятор активного струму, і третій суматор, блок обмеження напруги, до першого й другого входу якого підключені відповідно другий і третій суматори, а виходи блока обмеження напруги підключені до входів координатного перетворювача напруг, блок корекції, перший, другий, третій і четвертий входи якого підключені відповідно до першого й другого виходу координатного перетворювача струмів, до другого виходу імпульсного датчика й виходу аперіодичної ланки, а перший і другий виходи відповідно до других входів другого й третього суматорів, послідовно з'єднані перший релейний елемент, вхід якого підключений до виходу задавача потокозчеплення, і логічний суматор, другий релейний елемент, вхід якого підключений до виходу аперіодичної ланки, а вихід - до другого входу логічного суматора, послідовно з'єднані комутатор і задавач інтенсивності, вихід якого підключений до першого входу регулятора частоти обертання електродвигуна, а також четвертий блок обмеження, вхід якого підключений до виходу першого блока розподілу, а вихід - до другого входу регулятора активного струму й входу першого масштабного підсилювача, при цьому керуючий вхід комутатора з'єднаний з виходом логічного суматора. Спільними ознаками аналога і корисної моделі, що заявляється, є: силовий блок із вхідними в нього послідовно з'єднаними випрямлячем напруги мережі, згладжуючим фільтром з датчиком напруги, інвертор напруги керуючі входи якого з'єднані з виходами блока векторної ШІМ, асинхронний електродвигун, обмотки якого підключені через блок датчиків фазних струмів до виходу інвертора напруги, а вихідний вал до датчика швидкості обертання ротора й до передавального механізму, задавач поточної кутової швидкості електродвигуна, послідовно 1 UA 100096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'єднані регулятор частоти обертання, до другого входу якого підключений вихід датчика швидкості обертання ротора, регулятори активного й реактивного струму, координатний перетворювач напруг, виходи якого підключені до входів блока векторної ШІМ, координатний перетворювач струмів, з'єднаний входами до виходів блока датчиків фазних струмів, а виходами із другим входом регулятора реактивного струму й с першим входом регулятора активного струму, блок спостереження стану електропривода, дільник, перший інтегратор і перший суматор, перший інтегратор підключений до одного із входів блока векторної ШІМ, другий блок обмеження, до входу якого підключений регулятор реактивного струму, і другий суматор, послідовно з'єднані третій блок обмеження, до входу якого підключений регулятор активного струму, і третій суматор, блок обмеження напруги, до першого й другого входу якого підключені відповідно другий і третій суматори, а виходи блока обмеження напруги підключені до входів координатного перетворювача напруг. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату: пристрій не має накопичувачів енергії, що робить неможливим режим регенеративного гальмування. Відома система й спосіб накопичення енергії для гібридної тягової системи [Патент РФ № 2397076. МПК B60L 11/18. Опубл. 20.08.2010 Кинг Роберт Дин, Сонг Донгву, Саласу Лембит, Кумар Аджит Куттаннаир], що містить головну ланку постійного струму, з'єднану із системою генерації потужності для приймання потужності, яка генерується системою генерації потужності, електродвигун, виконаний з можливістю виробництва механічної потужності для руху й генерування електричної потужність протягом динамічного гальмування електродвигуна, локальна ланка постійного струму, виконана з можливістю передачі потужності від головної ланки постійного струму до електродвигуна, модуль накопичення енергії, приєднаний до головної ланки постійного струму, виконаний з можливістю подачі потужності до електродвигуна для виробництва механічної потужності для руху, і одержання електричної потужності від електродвигуна протягом динамічного гальмування електродвигуна, і перемикач, виконаний з можливістю вибіркового з'єднання модуля накопичення енергії з електродвигуном на підставі робочого параметра тягової системи, і діод/діоди, виконаний/виконані з можливістю передачі потужності, яка генерується електродвигуном, до резисторної системи динамічного гальмування. Спільними ознаками аналога і корисної моделі, що заявляється, є: головна ланка постійного струму, електродвигун, виконаний з можливістю виробництва механічної потужності для руху й генерування електричної потужність протягом динамічного гальмування електродвигуна, модуль накопичення енергії, приєднаний до головної ланки постійного струму, виконаний з можливістю подачі потужності до електродвигуна для виробництва механічної потужності для руху, і одержання електричної потужності від електродвигуна протягом динамічного гальмування електродвигуна, і перемикач, виконаний з можливістю вибіркового з'єднання модуля накопичення енергії з електродвигуном на підставі робочого параметра тягової системи. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату: пристрій має автономну систему генерації потужності, що робить не можливим роботу пристрою від тягової електричної мережі як змінного так і постійного струму. Відомий пристрій керування для електричного транспортного засобу [патент РФ № 2403153. МПК B60L 3/00. Опубл. 10.11.2010 Китанака Хидетоси, Кавамото Соити], що містить перший інвертор, який подає електроенергію на електродвигун, який приводить у рух транспортний засіб, другий інвертор, який подає електроенергію на навантаження, установлене на транспортному засобі, накопичувач енергії, який подає електроенергію на перший і другий інвертори, і вузол керування навантаженням, який вибірково підключає кондиціонер повітря, вентилятор і повітродувку, які включені в навантаження, для того, щоб підтримувати температурний режим усередині транспортного засобу, відповідно до обсягу запасу енергії в накопичувані енергії або напругою накопичувача енергії і його визначеної уставкою. Спільними ознаками аналога і корисної моделі, що заявляється, є: перший інвертор, який подає електроенергію на електродвигун, який приводить у рух транспортний засіб, накопичувач енергії, який подає електроенергію на перший інвертор. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату: пристрій не має системи керування зворотним перетворювачем (першим інвертором), що робить неможливим регенеративне гальмування; пристрій не має вхідного випрямляча, що робить неможливим живлення системи від мережі змінного струму. Найбільш близьким аналогом є пристрій векторного керування для асинхронного двигуна, спосіб векторного керування асинхронним двигуном і пристрій керування приводом асинхронного двигуна [Патент РФ №2392732. МПК Н02Р 21/00, Н02Р 21/12. Опубл. 20.06.2010 Китанака Хидетоси, Негоро Хидето], що має основний ланцюг, який складається із джерела 2 UA 100096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 живлення постійного струму, коло LC-фільтра, сформоване із індуктивності і ємності, для зменшення протікання гармонійного струму на сторону джерела живлення, автономний інвертор, який перетворює постійну напругу конденсатора в змінну напругу з довільною частотою, і пристрій векторного керування, який виконує векторне керування асинхронним двигуном, складається з датчика швидкості, який визначає швидкість обертання двигуна, датчика напруги, датчиків струму, виходи яких з'єднані із входами перетворювача координат, ділянка розрахунків вторинного магнітного потоку, входи якої з'єднані з виходами датчика напруги та задаючим впливом Тm, задаючий вплив Тm з'єднаний із входом за датчика струму осі q, до другого входу якого приєднаний перший вихід ділянки розрахунків вторинного магнітного потоку, другий вихід якого з'єднаний із входом задавача струму осі d, другі виходи задавачів струму осі q(d) з'єднані із входом ділянки розрахунків напруги без перешкод, перші входи ділянок генерування струму осі q(d) з'єднані з першими входами суматорів, другі входи суматорів з'єднані з виходами перетворювача координат q(d) відповідно, виходи суматорів з'єднані з регуляторами струмів по осі q(d), виходи яких з'єднані з першими входами суматорів, другі входи яких з'єднані з виходами ділянки розрахунків напруги без перешкод відповідно, виходи суматорів з'єднані з ділянкою генерування напруги сигналу ШІМ, вхід ділянки генерування напруги сигналу ШІМ з'єднаний з виходом датчика напруги, генератора кутової частоти, перший вхід якого з'єднаний з виходом задавача струму осі q, а другий - з виходом перетворювача координат, вихід генератора кутової частоти з'єднаний із суматором, другий вхід якого з'єднаний з датчиком швидкості, вихід суматора з'єднаний з ділянкою розрахунків вторинного магнітного потоку й інтегратором, вихід якого з'єднаний із входами перетворювача координат і ділянки генерування напруги сигналу ШІМ, вихід ділянки генерування напруги сигналу ШІМ з'єднаний з автономним інвертором. Спільними ознаками аналога і корисної моделі, що заявляється, є:основний ланцюг, який складається із джерела живлення постійного струму, коло LC-фільтра, сформоване із індуктивності та ємності, для придушення протікання гармонійного струму на сторону джерела живлення, автономний інвертор, який перетворює постійну напругу конденсатора в змінну напругу з довільною частотою, і пристрій векторного керування, який виконує векторне керування асинхронним двигуном складається з датчика швидкості, який визначає швидкість обертання двигуна, датчиків струму, задавача струму осі q, задавача струму осі d, перші входи задавачів струму осі q(d) з'єднані з першими входами суматорів, другі входи суматорів з'єднані з виходами перетворювача координат q(d) відповідно, виходи суматорів з'єднані з регуляторами струмів по осі q(d), виходи яких з'єднані з ділянкою генерування напруги сигналу ШІМ, генератора кутової частоти, перший вхід якого з'єднаний з виходом задавача струму осі q, а другий - з виходом перетворювача координат, вихід генератора кутової частоти з'єднаний із суматором, датчика швидкості, вихід суматора з'єднаний з інтегратором, вихід якого з'єднаний із входом перетворювача координат, вихід ділянки генерування напруги сигналу ШІМ з'єднаний з автономним інвертором. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату: пристрій не має накопичувачів енергії, що робить неможливим режим регенеративного гальмування; пристрій не має вхідного випрямляча, що робить неможливим живлення системи від мережі змінного струму. В основу корисної моделі поставлена задача мінімізації втрат електричної енергії, що забезпечується пристроєм з векторним керуванням для електродвигуна змінного струму та накопичувачем енергії гальмування з можливістю повернення надлишкової енергії під час гальмування на накопичувальний елемент з мінімізацією значень спотворень струмів та реактивної потужності. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій з векторним керуванням для електродвигуна змінного струму та накопичувачем енергії гальмування містить індуктивність і ємність у ланці постійного струму з'єднані з входом автономного інвертора, що перетворює напругу на конденсаторі у змінну напругу з певною частотою, вихід якого з'єднаний з асинхронним електродвигуном змінного струму, з'єднаний з датчиком швидкості, пристрій векторного керування, який виконує векторне керування асинхронним двигуном складається із задавача струму осі q, задавача струму осі d, перші входи задавачів струму осі d та по осі q з'єднані з першими входами першого та третього суматорів відповідно, другі входи суматорів з'єднані з другим та першим виходами першого координатного перетворювача по осі d та по осі q відповідно, входи якого з'єднані з входом низькочастотного фільтра, виходи якого з'єднані з виходом першого, другого та третього датчика струму, які з'єднані з фазами статора асинхронного електродвигуна змінного струму, виходи першого та другого суматорів відповідно з'єднані з регуляторами струмів по осі d та по осі q, виходи яких з'єднані з ділянкою генерування 3 UA 100096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 напруги сигналу ШІМ, генератора кутової частоти, перший вхід якого з'єднаний з виходом задавача струму по осі d, а другий - з виходом задавача струму по осі q, вихід генератора кутової частоти з'єднаний із першим входом четвертого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом масштабуючого блока, вхід якого з'єднаний з датчиком швидкості, вихід суматора з'єднаний з інтегратором, вихід якого з'єднаний із другим входом першого та третім входом другого координатного перетворювача відповідно, вихід ділянки генерування напруги сигналу ШІМ з'єднаний з керуючими виходами автономного інвертора, згідно з корисною моделлю, задавач струму осі q складається з задавача швидкості вихід якого з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з датчиком швидкості, вихід другого суматора з'єднаний з входом регулятора швидкості, вихід якого з'єднаний з входом другого обмежувача, ділянкою генерування напруги сигналу ШІМ складається з першого та третього блока обмеження, входи яких з'єднані з виходами регуляторів струмів по осі d та по осі q, виходи першого та третього обмежувача з'єднані з першим та другим входами другого координатного перетворювача відповідно, вихід другого координатного перетворювача з'єднаний з входом блока широтно-імпульсної модуляції, випрямляча який з'єднаний з входом ланки постійного струму, накопичувальний елемент з'єднаний з виходом перетворювача постійної напруги, вхід якого з'єднаний з ланкою постійного струму через дросель та четвертий датчик струму, систему регулювання перетворювача постійної напруги, яка складається з задавача напруги вихід якого з'єднаний з першим входом п'ятого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого датчика напруги, який з'єднаний паралельно з ємністю LC-фільтра, вихід п'ятого суматора з'єднаний з входом блока регулятора напруги, вихід якого з'єднаний з першим входом шостого суматора, другий вхід якого з'єднаний з четвертим датчиком струму, вихід шостого суматора з'єднаний з входом релейного регулятора, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента блокування, другий вхід якого з'єднаний з блоком порівняння напруги, перший вхід якого з'єднаний з задавачем напруги, а другий вхід з другим датчиком напруги, який з'єднаний паралельно з накопичувальним елементом, вихід елемента блокування з'єднаний з керуючими виходами перетворювача постійної напруги. Вказані додаткові елементи і зв'язки між ними, а також зміни в порівнянні з аналогом, дозволяють забезпечити: накопичення енергії, яка виробляється електродвигуном в процесі гальмування на накопичувальний пристрій в ланці постійного струму (регенеративне гальмування), акумулювання та використання накопиченої енергії для роботи електродвигуна в наступному циклі руху. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлена схема пропонованого пристрою, яка містить: 1 - випрямляч; 2 - індуктивність LC-фільтра; 3 - ємність LC-фільтра; 4 - автономний інвертор; 5 - тяговий електродвигун змінного струму; 6 - перший датчик струму; 7 - другий датчик струму; 8 - третій датчик струму; 9 - низькочастотний фільтр; 10 - перший координатний перетворювач; 11 - задавач струму id ; 12 - перший суматор; 13 регулятор струму id ; 14 -- перший обмежувач; 15 - другий координатний перетворювач; 16 задавач швидкості; 17 - другий суматор; 18 - датчик швидкості; 19 - регулятор швидкості; 20 другий обмежувач; 21 - третій суматор; 22 - регулятор струму iq ; 23 - третій обмежувач; 24 генератор кутової частоти; 25 -- четвертий суматор; 26 - масштабуючий блок; 27 - інтегратор; 28 - блок широтно-імпульсної модуляції; 29 - накопичувальний елемент; 30 - перетворювач постійної напруги; 31 - дросель;32 - перший датчик напруги; 33 - другий датчик напруги; 34 задавач напруги; 35 - п'ятий суматор; 36 - блок регулятора напруги; 37 - шостий суматор; 38 четвертий датчик струму; 39 - релейний регулятор; 40 - елемент блокування; 41 - блок порівняння напруги. Пристрій працює наступним чином. Електроенергія змінного струму від джерела живлення прикладається до вхідного випрямляча 1, який перетворює змінну напругу в постійну, і через ланку постійного струму, де знаходиться LС-фільтр, Lф2,Сф3, для зменшення впливу вищих гармонійних складових, енергія надходить в автономний інвертор 4. Електроенергія з інвертора живить тяговий електродвигун змінного струму АД 5. Система керування автономним інвертором виконана у вигляді системи керування з непрямою орієнтацією за полем. Основними параметрами системи керування є фазні струми в статорній обмотці двигуна iA , iB, iC , які контролюються першим, другим та третім датчиками струму 6-8. Сигнали з цих датчиків надходять на низькочастотний фільтр другого порядку 9, який забезпечує фільтрацію пульсацій вищих гармонік струму статора. Після фільтрації сигнали струму подаються на блок першого координатного перетворювача 10, де перехід від трифазної 4 UA 100096 U нерухомої відносно статора системи координат abc до обертової разом з ротором dq відбувається за виразами: 2  id  3 i A cos   iB cos  120   iC cos  120   2   iq  i A sin   iB sin  120   iC sin  120  . (1) 3   I  1 I  I  I   0 3 A B C  5 10 Змінні id , iq , i0 прийнято називати реактивним, активним, і нульовим струмом статора для симетричних режимів, а при з'єднані обмоток в зірку з ізольованою нейтраллю і для не симетричних режимів, причому i0  0 . Формування широтно-імпульсної модуляції для автономного інвертора забезпечується двома контурами регулювання: реактивної складової статорного струму та швидкості обертання двигуна. Заданий сигнал реактивної складової струму i з задавача струму id 11 надходить на q перший суматор 12, де від нього віднімається сигнал з блока першого координатного перетворювача 10 id . Після цього перетворення сигнал надходить на регулятор струму id 13 15 Hрс  TSp  1 u k  k p  i  d , (2) 2Tксk nчk c / RS p p id та перший обмежувач 14, який обмежує амплітуду сигналу. Сформований сигнал після першого обмежувача 14 надходить на блок другого координатного перетворювача 15. 20 В цей же час, заданий сигнал швидкості n  з задавача швидкості 16 надходить на другий r суматор 17, де від нього віднімається сигнал датчика швидкості ротора двигуна 18 n r . Після цього, отриманий сигнал надходить на регулятор швидкості 19 Hрш  25 JL r k c 4Tкшp  1 i k q , (3)  k wp  wi  2 p n 12ZpLmk шTкшp і другий обмежувач 20. Сформований сигнал активної складової струму i q надходить на третій суматор 21, де від нього віднімається сигнал з блока першого координатного перетворювача 10 iq . Після цього перетворення сигнал надходить на регулятор струму iq 22 Hрс  u TSp  1 k q , (4)  kp  i  2Tкс k nчk c / RS p p iq 30 та третій обмежувач 23, який обмежує амплітуду сигналу, і передає сигнал на блок другого координатного перетворювача 15, який виконує перетворення поточних напруг статора із обертової системи координат dq в трифазну нерухому відносно статора систему координат abc за системою рівнянь: 35  u  u cos   u sin  d  q   a.qr 2 2 . (5)   )  uq sin(   ) ub.qr  ud cos(  3 3    uc.qr  (ua  ub )  5 UA 100096 U Сигнали реактивної id та активної iq складової струму надходять до генератора кутової частоти поля статора s 24, де відбуваються перетворення у відповідності з наступним співвідношенням: 5 10 i R s  d  2 . (6) iq L 2 Після цього сигнал кутової частоти поля статора s надходить на четвертий суматор 25, де до нього додається сигнал з датчика швидкості 18 ротора двигуна n r перемножений на значення масштабуючого блока 26. Далі отриманий сигнал надходить на інтегратор 27, де формується сигнал  , який надходить на входи 2 та 3, відповідно першого 10 та другого 15 координатного перетворювача. На вхід другого блока широтно-імпульсної модуляції 28 надходить задана напруга двигуна u .qr і робота цього блока описується формулами: abc Опорна напруга: 15 ucarr     2   arctgtg fmod  2  t   . (7) 3 2    Вихідна напруга по фазі А формується наступним чином: 20 25 uв их  1 при ucarr  u.qr a 0 при ucarr  u.qr a . (8) Вихідні напруги по фазі В і С формується аналогічно. Накопичувальний елемент 29 з'єднаний з виходом перетворювача постійної напруги 30, вхід якого з'єднаний з ланкою постійного струму через дросель 31. Перетворювач постійної наруги 30 конструктивно являє собою однофазний мостовий транзисторний перетворювач, напруга на якому пов'язана з параметрами режиму ланки постійного струму інвертора 4 наступними рівняннями:  i  d in   uCHF  Lin  F   uCф  uin , (9)  dt  1 Fi L dt  uCH  CCH   30 де uCH - напруга на накопичувані 29; uin - напруга на вході автономного інвертора 4; Lin індуктивність дроселя 31; u Cф - напруга на фільтрі 3; iL - струм дроселя 31; CCH - ємність накопичувана 29; F - комутаційна функція. Сигнал задавача напруги 34 u  надходить на перший вхід п'ятого суматора 35, на другий in 35 вхід якого надходить сигнал першого датчика напруги 32 uin , сигнал з виходу п'ятого суматора 35 uin надходить до блока регулятора напруги 36 (ПІ-регулятор)з передаточною функцією: HPH (p)  k p  40 k uCф k i k uCф , (10)   2 p 3Tku 12pTku де Tки - некомпенсована постійна часу, с; k u - коефіцієнт передачі випрямляча по амплітуді напруги; Cф - ємність фільтра, Ф. 6 UA 100096 U Сигнал з виходу блока регулятора напруги 36 iin надходить на перший вхід шостого суматора 37, на другий вхід якого надходить сигнал фактичного значення струму з четвертого датчика струму 38 iin . Вихідний сигнал суматора 37: 5 iin  i   iin (11) in надходить на вхід релейного регулятора 39, на виході якого формуються сигнали:  1 при iin  i  in uk  0 при iin  i   in , (12)  0 при iin  i  u  in  k 1 при i  i in in  10 де i  in - ширина зони гістерезису релейного регулятора 39, приймається рівною i  in  0,05Iin.nom , розрахункового струму автономного інвертора 4. Сигнали з виходу релейного регулятора 39 подаються на перший вхід елемента блокування 40, на другий вхід якого надходить сигнал з виходу блока порівняння напруги 41. На перший 15 вхід блока порівняння напруги 41 надходить сигнал задавача напруги 34 u  , а на другий вхід in сигнал з другого датчика напруги 33 ucн , на виході блока 41 формується сигнал uБП  20 25 1 при uCH  u  . (13) in 0 при uCH  u  in Сигнали з виходу елемента блокування 40 надходять на керуючі входи перетворювача постійної напруги uk 30. В результаті роботи наведеного пристрою забезпечується: накопичення енергії, яка виробляється електродвигуном в процесі гальмування на накопичувальний пристрій в ланці постійного струму (регенеративне гальмування), акумулювання та використання накопиченої енергії для роботи електродвигуна в наступному циклі руху. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 Пристрій з векторним керуванням для електродвигуна змінногоструму та накопичувачем енергії гальмування, що містить індуктивність і ємність у ланці постійного струму, з'єднані з входом автономного інвертора, що перетворює напругу на конденсаторі у змінну напругу з певною частотою, вихід якого з'єднаний з асинхронним електродвигуном змінного струму з'єднаний з датчиком швидкості, пристрій векторного керування, який виконує векторне керування асинхронним двигуном складається задавача струму осі q, задавача струму осі d, перші входи задавачів струму по осі d та по осі q з'єднані з першими входами першого та третього суматорів відповідно, другі входи суматорів з'єднані з другим та першим виходами першого координатного перетворювача по осі d та по осі q відповідно, входи якого з'єднані з входом низькочастотного фільтра, виходи якого з'єднані з виходом першого, другого та третього датчика струму, які з'єднані з фазами статора асинхронного електродвигуна змінного струму, виходи першого та другого суматорів відповідно з'єднані з регуляторами струмів по осі d та по осі q, виходи яких з'єднані з ділянкою генерування напруги сигналу ШІМ, генератора кутової частоти, перший вхід якого з'єднаний з виходом задавача струму осі d, а другий - з виходом задавача струму осі q, вихід генератора кутової частоти з'єднаний із першим входом четвертого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом масштабуючого блока, вхід якого з'єднаний з датчиком швидкості, вихід суматора з'єднаний з інтегратором, вихід якого з'єднаний із другим входом першого та третім входом другого координатного перетворювача відповідно, вихід ділянки генерування напруги сигналу ШІМ з'єднаний з керуючими виходами автономного інвертора, який відрізняється тим, що задавач струму осі q складається з задавача швидкості, вихід якого з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з датчиком швидкості, вихід другого суматора з'єднаний з входом регулятора швидкості, вихід якого 7 UA 100096 U 5 10 15 з'єднаний з входом другого обмежувача, ділянкою генерування напруги сигналу ШІМ складається з першого та третього блока обмеження, входи яких з'єднані з виходами регуляторів струмів по осі d та по осі q, виходи першого та третього обмежувача з'єднані з першим та другим входами другого координатного перетворювача відповідно, вихід другого координатного перетворювача з'єднаний з входом блока широтно-імпульсної модуляції, випрямляча який з'єднаний з входом ланки постійного струму, накопичувальний елемент з'єднаний з виходом перетворювача постійної напруги, вхід якого з'єднаний з ланкою постійного струму через дросель та четвертий датчик струму, систему регулювання перетворювача постійної напруги, яка складається з задавача напруги, вихід якого з'єднаний з першим входом п'ятого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого датчика напруги, який з'єднаний паралельно з ємністю LC-фільтра, вихід п'ятого суматора з'єднаний з входом блока регулятора напруги, вихід якого з'єднаний з першим входом шостого суматора, другий вхід якого з'єднаний з четвертим датчиком струму, вихід шостого суматора з'єднаний з входом релейного регулятора, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента блокування, другий вхід якого з'єднаний з блоком порівняння напруги, перший вхід якого з'єднаний з задавачем напруги, а другий вхід з другим датчиком напруги, який з'єднаний паралельно з накопичувальним елементом, вихід елемента блокування з'єднаний з керуючими виходами перетворювача постійної напруги. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8