Спосіб визначення моменту трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором
Номер патенту: 61511
Опубліковано: 25.07.2011
Формула / Реферат
Спосіб визначення моменту трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який полягає в тому, що визначення моменту трифазного асинхронного двигуна відбувається за електричними координатами двигуна, що визначаються датчиками (фазні напруги статора UА, UВ, UС та фазні струми іА, іВ, іС), момент обчислюється у мікроконтролері та подається на керуючий елемент, який відрізняється тим, що створюється математична модель трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, яка складається з системи рівнянь в трифазних струмах та потокозчепленнях в системі координат α - β (2):
де ,
,
- струм статора в фазах А, В, С відповідно;
,
,
- напруги статора в фазах А, В, С відповідно;
,
- індуктивний та активний опір статора відповідно;
- кількість пар полюсів;
- індуктивність розсіювання;
,
- проекції потокозчеплення ротора на координатні вісі α - β;
,
- проекції потокозчеплення статора на координатні вісі α - β,
тоді момент визначається як
Текст
Спосіб визначення моменту трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який полягає в тому, що визначення моменту трифазного асинхронного двигуна відбувається за електричними координатами двигуна, що визначаються датчиками (фазні напруги статора UА, UВ, UС та фазні струми іА, іВ, іС), момент обчислюється у мікроконтролері та подається на керуючий елемент, який відрізняється тим, що створюється математична модель трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, яка складається з системи рівнянь в трифазних струмах та потокозчепленнях в системі координат α - β (2): 2 3 61511 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором і може знайти застосування при розробці нових систем керування. Відомим способом вимірювання є структурна схема асинхронного двигуна в просторових векторах струму статора і потокозчеплення ротора [Колб Ант.А., Колб А.А. Теория электропривода: Учебное пособие. - Д., Национальный горный университет, 2006. - с. 184, рис. 4.31]. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним як прототип, є спосіб визначення моменту, який полягає в тому, що визначення моменту трифазного асинхронного двигуна відбувається за електричними координатами двигуна, які визначаються датчиками (фазні напруги статора UА, UВ, UС та фазні струми іА, іВ, іС) обчислюються еквівалентні складові вектора напруги Usα, Usβ та вектора струму isα, isβ в нерухомій відносно статора двигуна системі координат (α β), момент обчислюється у мікроконтролері та подається на керуючий елемент й визначається як 3 Lm zn М r s r s 2 L sL r , де L s , Lr - індуктивний опір статора та ротора відповідно; z n - кількість пар полюсів; - індуктивність розсіювання; r ; r - проекції потокозчеплення ротора на координатні вісі α - β; s ; s - проекції потокозчеплення статора на координатні вісі α - β [Козярук А.Е., Рудаков В. В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов - Санкт-Петербург, 2004. - С. 26,31, рис. 7]. Загальними суттєвими ознаками відомого способу й того, що заявляється є визначення моменту трифазного асинхронного двигуна, що відбувається за електричними координатами двигуна, які визначаються датчиками (фазні напруги статора UА, UВ, UС та фазні струми і А, іВ, іС), обчислюється момент у мікроконтролері та подається на керуючий елемент. Недоліками цього способу визначення моменту трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором є необхідність використовувати переходи з системи природних координатних осей до двокоординатної системи для визначення обертового моменту. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення визначення моменту асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором через вимірювання струмів у кожній фазі статора без використання додаткових перетворювачів координат. Поставлена задача вирішується за рахунок обчислення моменту в мікроконтролері за вхідними параметрами: виміряними електричними координатами двигуна, що визначаються датчиками (фазні напруги статора UА, UВ, UС та фазні струми 4 статора іА, іВ, іС кутова швидкість) та обчисленими параметрами двигуна (індуктивним та активним опорами статора та ротора). Створюється математична модель трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, що складається з системи рівнянь в трифазних струмах та потокозчепленнях в системі координат α - β (2): LrR s d r Lr Lm dIsA UsA IsA , dt L s L r L2 L s L r L2 L s L r L2 dt m m m dI LrR s Lr 1 1 (UsB UsC ) (IsB IsC ) sB 2 L s L r L2 L s L r L2 2 dt m m d r 1 dIs Lm 3 , 2 2 dt L s L r L2 dt m dIsC LrR s Lr 1 1 (UsB UsC ) (IsB IsC ) 2 L s L r L2 L s L r L2 2 dt m m d r 1 dIs Lm 3 , 2 L s L r L2 dt 2 dt m d r Rr r L mRr IsA z n r , Lr Lr dt d r Rr L mRr 1 (I I ) z , r sB sC n r dt Lr Lr 3 Lm 1 (IsB IsC ) IsA r ), M 1,5z n L ( r 3 r M Mc ; J1p де IsA , IsB , IsC - струм статора в фазах А, В, С відповідно; UsA , UsB , UsC - напруги статора в фазах А, В, С відповідно; L s , R s - індуктивний та активний опір статора відповідно; z n - кількість пар полюсів; - індуктивність розсіювання; r r , - проекції потокозчеплення ротора на координатні вісі α - β; s , s - проекції потокозчеплення статора на координатні вісі α - β. Тоді момент визначається як M 1,5z n IsA 2 1 Lm 2 Lm 3 UsB UsC 3 T Rr IsB IsC T UsA T RrIsA Lm 1 r r r IsB IsC ( 2 Lr 1 2 3 Tr 1 2 L 2 Lm UsA m RrIsA (UsB UsC ) Rr IsB IsC T Tr 3 Tr r 3 ). 2 1 2 Tr Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де показано: - фіг. 1 - структурна схема визначення моменту асинхронного двигуна; - фіг. 2 - математична модель асинхронний двигуна для визначення моменту в програмному середовищі MATLAB Simulink; - фіг. 3 - графік моменту двигуна та його апроксимація. Запропонований спосіб визначає момент 5 асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в системі природних координат А, В, С. Приклад. Розглянемо приклад визначення моменту асинхронного двигуна типу K22F355LY8. За паспортними даними визначаємо необхідні коефіцієнти в рівнянні (2) та будуємо математичну модель двигуна в програмному середовищі MATLAB Simulink (фіг. 2) з живленням від трифазної мережі та виміром струмів в кожній фазі статора асинхронного двигуна. Використовуючи виміряні величини, в 61511 6 програмному середовищі MATLAB Simulink за визначеним рівнянням моменту будуємо структурну схему визначення моменту асинхронного двигуна заданого типу (фіг. 1). При симуляції даної моделі отримаємо графік перехідного процесу моменту, що є ідентичним виміряному моменту при його апроксимації (фіг. 3). Застосування способу дозволяє перейти до прямого керування без координатних перетворювачів, що призводить до зменшення похибок та підвищення надійності. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 61511 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for determination of torque of three-phase cage motor with short-circuited rotor
Автори англійськоюKvashnin Valerii Olehovych, Musienko Yulia Mykolaivna
Назва патенту російськоюСпособ определения момента трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Автори російськоюКвашнин Валерий Олегович, Мусиенко Юлия Николаевна
МПК / Мітки
МПК: G01L 3/10
Мітки: спосіб, ротором, двигуна, визначення, асинхронного, короткозамкненим, трифазного, моменту
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-61511-sposib-viznachennya-momentu-trifaznogo-asinkhronnogo-dviguna-z-korotkozamknenim-rotorom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення моменту трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором</a>
Попередній патент: Спосіб отримання пластичних вугільних формовок
Наступний патент: Магнітний фільтр
Випадковий патент: Сцинтиляційний детектор, спосіб його збирання та пристрій для здійснення збирання сцинтиляційного детектора складання та пристрій для здійснення складання