專利名稱：向量分析式雙饋電動機微機控制系統的制作方法
技術領域：
本發明屬線繞式異步電動機交-交變頻雙饋調速領域。
交-交變頻雙饋調速技術有不受電動機容量限制、能調節功率因數、能超同步轉速運行、轉子電流能形成正弦波、變頻器容量小、效率高等優點。在只需于同步速附近調速的設備如風機、水泵、交流軋機…等處，具有較其他現代調速諸法更為優越的技術、經濟指標。
交-交變頻的雙饋調速技術中，也還存在有待改進之處，以本發明主要發明人為發明人的，專利申請號為86105697-3的《數控式交-交變頻雙饋電動機微機控制系統》就主要是為解決這類技術中轉速調節的非線性問題而設，也為用微機技術取代模擬電路而設。本發明則是在采用那兩方面的一些基本原理和方法后，以對轉子電流的有功分量IZP和無功分量IZQ二者分別控制為主開發出來的，其中對IZP的控制用以取得轉速調節的高線性度，對IZQ的控制則用以取得對功率因數或無功功率調節的自由;取得自動按最高效率點運行和取得對區域靜、動態無功自動補償的自由。在工藝上需要的地方，甚至可以將上述作用作多種組合。
未見國內外沿這一途徑探索的資料、報道。
下面分節說明有關問題一、處理幾個技術問題的原理說明1、軸轉矩的控制軸轉矩的基本表達式可簡化為Mz∝ I′ZCOSφ′Z(1)
這是在極磁通量不變的條件下才能成立的，式(1)也與穩定磁場中的導體通電后受力的原理相同。雙饋電動機的轉子電流除受轉子側轉差電勢SE2的影響外還受幅值、相位均可調的變頻電勢的控制。這便是下面我們分析的主要內容。
在式(1)中，將I12、φ′Z仍歸算到轉子側來，便成Mz∝IZCOSφZ＝Izp (2)計入極磁通量的影響則成Mz∝E2IZP(3)2、轉子側有功電流IZP無功電流IZQ的分別控制及用法將比例積分調節器作成的轉速調節器的輸出乘一系數作為IZP使用，則轉矩與轉速調節器輸出成正比而保證了高線性度。
現在從幾個途徑說明IZQ的控制法a、要求機組(含主電動機及變頻器，下同)的功率因數穩定為COSφɡ設此時機組的有功及無功功率實測值為Pf及Qf先將COSφɡ換算為tɡφɡ，則機組應產生無功功率Qɡ＝Pftɡφɡ (4)主電動機產生的無功功率為3IZQEZ，令此時主電動機的無功電流為IZQ、則調節后的無功電流應為IZQɡ＝(Qɡ-Qf)/3EZ+IZQ(5)式(5)中未計入IZ變化時來自變頻器的無功電流變化，后者因變頻器容量小，影響亦小，而且連續幾次調節后就可消除誤差，調節后圖一中θ3將為θ3＝tɡ-1IZQɡ/IZP(6)b、要求機組的無功功率穩定為Qɡ式(4)中的Qɡ為給定值，此種調節法可從式(4)開始。
c、要求機組總效率為最高點ηm機組中從IZQ的調節能夠影響的內部損耗主要是銅耗，而總銅耗WT為WT＝〔(Io-I′ZQ)2+I′ZP2〕r1+(I2ZP+I2ZQ)r2(7)令I′ZP＝K3IZPI′ZQ＝K3IZQ和dWT/dIZQ＝0 (8)整理后得IZQ＝K3Ior1/(K23r1+r2)＝K2Io(9)故使IZQ經常保持為K2Io即能使機組運行于ηm點，考慮到Io本身還隨定子側電壓而變，應予校正。
d、要求對區域無功功率含量進行靜、動態補償式(5)中如果Qf是變化的，則補償量也是變化的，且自然同時進行了靜、動態補償。
問題在于機組的補償能力是否能滿足區域需要，對此，可以用比例調節器將需要量乘一可調的系數后再送入式(5)中去。
e、對上述各種方法的選擇與組合(1)如工藝要求以節能為主、則用ηm點法。
(2)如工藝要求以調COSφ或調Qɡ為主則采用指定COSφɡ或指定Qɡ法。
(3)更有意義的是，還可以用不同的方法把上述三種效果組合起來，例如a、關于Qf的控制，設區域的平均無功功率為Qf，其中無功功率底數(無功功率波動中不甚頻繁出現的最小無功功率量)為Q2則動態無功功率量為Q3＝Q1-Q2，用兩個比例可調的比例調節器分別將Q1、Q3化為Q′1、Q′3，將Q′1+Q′3而成的Qf作為總反饋量。則可分別處理靜、動態無功功率的調節量，又如，可以將無功功率量Q2在它平均值上、下大于指定量△Q2的部份才作為Qf使用、即規定一個允許波動范圍。b、這個Qf仍以送到[8]原有計算過程處為好，因如送到Qɡ處將會是Qɡ、Qf都在急劇變動中，不利于調節。c、原有的COSφɡ、Qɡ和ηm的指定方式仍不變，于是我們便可在按需作靜，動態無功補償時仍能照顧三種指定方法之一的效益。一般地應是以選擇ηm運行為主，再提高COSφɡ只是補償區域無功功率，應是照這個要求的下限考慮，動態無功功率是控制區域電壓波動，△Q2應是按允許量的上限考慮，這是又一方面的組合。只要掌握了有關參數，再交微機處理是容易的，總之組合處理無功功率含量的目標、方法都是靈活、多樣的，加上微機技術的應用，使我們更易達到多種目的。
3、變頻電勢E3及其對轉子電勢E2電角θ2的計算。
從圖一轉子側的向量關系中可得E2(sx2)2+r22---(10)]]>E＝IZEZ(11)θ5＝tɡ-1sx2/r2(12)θ4＝θ3+θ5(13)E3sinθ2＝Esinθ4(14)E3cosθ2＝Ecosθ4-SE2(15)E3＝Esinθ4/sinθ2(16)θ2＝tɡ-1Esinθ4/(ECOSQ4-SEZ) (17)式(17)中之θ2為計算值，即此次調節后將達到的θ2值，以下稱為θZɡ。
圖一中θ2＜90°時，變頻器運行于整流狀態。如θ2＞90°即運行于逆變狀態。此時各向量之關系改為圖二，其中θ3、θ4、θ5之關系不變，θ2＞90°則式(17)之分母為負、θ2之正切值為負，式(15)～(17)三式仍成立。
當主電動機運行于超同步時，轉子側向量如圖三，它的SEZ為負，它的定子旋轉磁場與轉子繞組間的切割方向反轉，故E滯后于IZ，θ5為負值，θ4＝θ3-|θ5|，如θ4為負，則θ2亦滯后于EZ，考慮到這些后，式(15)～(17)仍成立。
當轉速調節器輸出為負時，表示需要電力制動，但對風機、水泵類負荷不需要電力制動來加快減速過程和收回那一點動能、因為準備制動條件將使變頻器容量加大、使長期運行中損耗上升，取代的辦法是讓IZP為0，θ3為0，即電機不輸出功率，讓負荷轉矩迫使其降速，當必須電力制動時，按前面的推導方式延伸下去，亦可找得解答。
4、θ2的量測與控制圖四示定，轉子繞組一一對準時一個磁場半波內的磁場與繞組間的相對位置，令此時磁場與繞組間相位角差為∝，則E1、E2均與sin∝成正比，因此時兩個繞組均在同一個磁場正弦波的同一磁位角下切割磁場，因此在此瞬間圖一的全向量中定、轉子向量間的電角關系才能成立，于是有以下的關系式θU1t-θ1-180＝θE2t (18)θE3t-θEZt＝θE3t-θu1t+θ1+180＝θ2(19)θ2＝θE3t-θu1t+θ1+180 (20)式(20)的θ2為測算得來的θ2的實際值，下稱θZf式(20)中θu1t為定轉子一一對準時測得的U1的電角、U1t為同時測得的U1瞬間電壓，而U1的有效值為U1=U1tj2sinθult--[21]]]>從圖一還可得13＝I1Z1Z1＝Nx12+r21(22)12＝I1Z1sin(φ-4) (23)
23＝I1Z1COS(φ-4) (24)θ1＝sin-112/U1(25)E1＝U1cosθ1-23＝E2/K3(26)當圖一中I1超前于(-E1)時，φ為負，以之代入式(23)～(26)可得相應的θ1及E1。
△θ2＝θzɡ-θzf(27)式中△θZ即要求對E3的正弦波與E2正弦波間電差的調節量，調節的方法是在算得△θ2后從代表E3電角的循環數碼中取出瞬時值
，與△θ2相加，將得數立即置入循環數碼中。原理見圖五，圖中的E3正弦波運行至P點(電角為θP)時θP處的波形高度立即因加△θ2而降至θP+△θ2處的高度，而波段改為圖中之E3(+△θ2)，如減△θ2則變為E3(-△θ2)所指波段。
5、轉速Nf、頻率f1、頻率比f/f1轉差率s和轉子轉差電勢sE2每度電角的對應時鐘脈沖量Ms等的計算及運用。
本發明首先針對風機、水泵類荷。這類負荷大多不需要高靈敏度，且大多只需在0.8～1.1同步轉速內運行，故只在轉子每旋轉360°電角測算調節一次有關參數已能滿足要求，這樣便可在定轉子繞組每一一對準之際發出一個信號脈沖Mn1，同時電源相電壓每次由負到正的過0點發來一個信號脈沖，設用1兆赫時鐘脈沖計數的兩個對準脈沖之間的數量為n2，兩個過0脈沖間的數量為n1，則n2(1-s1)＝n1，(1-s1)＝n1/n2，s1＝1-n1/n2(28)令n′Z為與實際轉速成正比之值，則n′Z＝n2(1-s1)2＝n21/n2，再換算為p個極對數的電動機的實際轉速nf(轉/分)則nf=n2′×3000/20000p=n2′3/20p=320p·n12n2]]>轉子轉差電勢SE2每1°電角的時鐘脈沖數為
Ms＝n1/360s1(30)上面各式中的n1、s1均由實測、計算而得，將它的實際頻率名為f1，則三者與額定工頻f下應有的n、s等間換算關系為n1/360s1＝n/360s，故n1/n＝s1/s，s＝s1n/n1(31)式(31)中第一個公式是依據換算前后的Ms不變的觀點而得，第二式由第一式變換，第三式由第二式變換，又因頻率與一個周波內的時鐘脈沖量成反比而n1/n＝f/f1(32)各式內的n＝2×104(時鐘脈沖頻率為10×105)式(31)之S用以計算轉子電抗、式(32)之f/f1用以將額定工頻下對應于各可控硅觸發角α、β的時鐘脈沖數換算為實際頻率下的脈沖數。
6、正弦波形成設一以可逆計數器為主構成的循環數碼發生器，如將循環數定為1-360，則可將數碼代表E3正弦波的電角數碼每變換一周E3亦運轉一個周波，當時鐘脈沖每記數到Ms個時即令循環碼加(減)1，主機超同步運算時作減法運算，每減到1后，再減1則自置數為360主機亞同步運行時作加法運算，每加到360后再加1自置數為1，循環數碼本身即代表一個電角，以電角的正弦函數值乘E3的有效值再乘
即E3的瞬時值E3t，不必要每變一次電角即計算一次，經驗說明，15°算一次也可以循環數本身取每度一變在于獲得角度值的高精度，精度控制源在△θ2。
7、轉速及電流調節環的處理前面已提到轉速調節器是由比例積分調節器構成的，它的輸出與IZP成正比以取得高線性度，再使調節器的積分時間常數τ和比例系數KP為可調，則既能提高靈敏度又可抑制超調。
至于電流調節環，由于電流是IZP、IZQ所組成，二者都有特定的目標已不應再調，對風機、水泵類負荷沒有靈敏度的高要求，也不需再調，所以取消了電流環。
8、關于電壓補償電壓補償包括a，定子激磁電流Io將隨U1非線性地增、減最好是掌握其規律用查表法取得Io實際值、至少要用近似的算法計算出實際值，b，E2是變化的，它也不僅隨U1而變，還隨μ1與E1間夾角而變，但它都總與E1成正比，所以我們算出E1后乘一系數以得E2·E2，是較準確地計算I2、E3等之所需，從E1算出的E2要到下一計算周期才能用上。
9、關于用微機信號直接經功放觸發可控硅。
前面[E1正弦波形成]一節所述已解決了一個變頻相(a相)的E3ta的正弦變化問題，現在將E3ta換算為它應有的觸發角α、β再換算為與α、β對應的時鐘脈沖量M′c1～2(α、β本身代表一個電源電壓由負到正過0點后的時間，這個時間又用時鐘脈沖量來測定，M′c1對應于α角，M′c2應于β角)同樣，變頻相b、c的α、β及M′c3～6可以按b相的E3tb滯后E3ta120°電角，E3tc滯后E3ta240°電角計算得來。另一方面，再設三個計數器JA-C對三相電源從負到正過0點起計數，各計數器的輸出均代表該相瞬間電角，再在每一可控硅處設一比較器，以上兩種脈沖數分別送入各自的比較器，兩種脈沖數相等時，發出對該可控硅的觸發信號，經功放觸發可控硅，詳見附圖
八及其說明。
10、對測算、調節周期的要求上面都是對調節速度要求不甚高的風機、水泵類負荷而設從中可以看到換算成的E2要到下一周期才能用上，變頻器本身的無功功率變化要到下周期才能進行補償;這些都不是一次就能消除影響的，因下一周期可能還有新的誤差出現，其次需要作動態無功補償時，或對帶頻繁沖擊負荷處，總要求響應時間甚短，為此采取以下措施在定轉子繞組一一對準時發出脈沖Mn1外，還在轉子每前進60°電角(舉例)時發出一個位置脈沖Mn2，在每兩個相鄰脈沖(含Mn2之間及Mn1與Mn2間)內的時鐘脈沖量的6倍即方案中的n2原方案之n1測取法不變原有[9]之用法只作如下改變不送出Ms+及Ms-脈沖，但每經一個60°電角送出一次SE2前進的電角數△θE3，送至[6]，原有[2]-[4]及[7]-[10]在Mn1及Mn2之一到達時均照原方案運算一次當Mn1到達時[5]運算一次。并將I′10、E2及θ2f送原定各框，當[5]運算時，[6]得到△θE3、θ2f、θ2ɡ后作下式計算θE3t+θ2ɡ1+△θE3-θ2f＝θ′E3t(33)式(33)中θE3t取自[1]中當時的循環數碼、θ2ɡ1中的腳號“/”示新的對準信號后第一次得到的θ2ɡ信號，得到θ′E3t后立即置入[1]內循環數碼中當任一個Mn2到達時，[5]不工作，[6]的運算為θE3t+△θE3+θ2ɡn+1-θ2ɡn＝θ′E3t (34)式(34)中θ2ɡn+1-θ2ɡn為后一次的θ2ɡ減去前一次的θ2ɡ，即將兩次θ2ɡ之差計入新的θ′E3t中，新的θ′E3t仍置入[1]內循環數碼中。
運行為超同步或亞步狀態的信號由[9]發出，亞同步時，△θE3為正值，在式(33)、(34)中作加法運算，當θ2E3t＞360時應從中減360后再置入，超同步時△θ′E3為負，在(33)、(34)中作減法運算，當θ′E3t為負時應加360再置入。
△θE3的計算法定子磁場對定子的轉速no，轉子繞組的轉速(1-s)no定子磁場對轉子繞組的轉速sno三者間的關系式為n0＝(1-s)n0+sn0(35)將任一個時間間隙內的定子磁場對定子的旋轉角度定為則式(35)變為θo＝(1-S)θo+Sθo(36)把上面舉例用的60°電角代入式(36)的(1-s)θo項則△θE3即Sθo而△θE3＝60×s/1-s (37)此處的S可用S1代，則1-s1＝n1/n2，其中n2＝6n3、n3為與60°電角對應的時鐘脈沖量，乘6是將n3換算為轉子旋轉360°時的n2整理后。式(37)變為△θE3＝60×n1/(6n3-n1) (38)這一計算可以在圖九表[9]中將Ms換為△θE3，仍由查表取得，式(36)可用以換算出任一個一一對準周期內的任一點的電角關系位置脈沖間隔為60°時，如S＝0.2，則[9]每次送出的△θE3為15°，調節周期為4.17ms，如s＝-0.1則△θE3為5.45°，調節周期為3ms，這里有三個指標1.△θE3不宜大于15°以滿足E3正弦波歧變小的要求。2調節調期不大于6.7ms，以使整流的平均換相(三相電源輪流換相)時間以內能改變下一個觸發角的大小3微機計算時間能否滿足要求。
以轉子旋轉60°角為周期，意味著每秒可調節240次以上，應能滿足帶頻繁沖擊負荷如軋機的要求了。
與前面所敘述的風機，水泵類負荷的控制系統相對照，現稱前者為[普通型]本節所述為[高速型]二、微機控制原理框圖及主回路與上面所述各情況相適應，提出了主回路結線如圖六，它是三相零式反并聯可逆電路，如為其他主結線，可作適當調整，移植使用，圖中符號除通用者外，請見[符號說明]，轉子側外接電阻用于起動過程，每一變頻相的中間抽頭 電抗器一半繞組通電時作濾波用，兩半串聯時電抗值增為4倍，用以限環流，變頻輸出電路中用霍爾元件檢測電流方向以封鎖環流，檢出電流大小以作過流保護用。
圖七為微機控制原理框圖，其中[1]為「循環數碼發生器」，它的內部主要為可逆計數器，當取循環數為1～360時，數碼即代表E3正弦波的電角度數，它由[9]送來的Ms+脈沖使之作+1運算，加至360后，再來Ms+脈沖即自置數為1，如送來的是Ms-則作-1運算、減至1后再來Ms-則自置數為360。為「正弦函數表」，用以查θ的Sinθ值。為「E3t計算器」，它用[2]來的Sinθ與[7]來的E3作
E3Sinθ＝E3ta的計算，然后算出E3tb、E3tc;算出對應于E3ta～c的觸發角a～cα(β);算出對應于a～cα(β)工頻下的時鐘脈量M′c1～6;再分別乘以Kα得對應于實際頻率下的時鐘脈沖量Mc1～6，由于這一種計算過程可以先計算好存儲于表中，故從取得E3ta起直至得到M′c1～6都可作線圖九中的表(3)備查，[1]～[3]共同組成「E3正弦波形成裝置」。為「可控硅觸發裝置」它的原理見圖八，其中OA～c為三個電源相的電壓由負到正過零點時發出脈沖信號，它使其后面的計數器JA～c清0，重計數，故JA～c之計數Mya～c分別代表其電角，它們的電角量又分別送至a～c三個變頻器相應的比較器，Mc1～6分別代表三個變頻相的正、負組可控硅的觸發角α(β)的時鐘脈沖量，表2在300ml高壓釜中Ir/Ru催化的反應速率數據a
表2續
a)所有反應在28巴總壓和190℃以1500rpm攪拌速度進行約2.1％MeI，30％MeOAc約2.0％MeI，15％MeOAcMeI濃度基于近僅值略向下調節使得每摩爾Ir可消耗最多的4摩爾MeI以得到[Ir(CO)2I4]-。3、由θ5、θ3([8]來)計算θ4＝θ3+θ5，并查函數表得sinθ4及cosθ4。4、由E.sinθ4Cosθ4計算ESinθ4ECosθ4這一組計算可由查圖九表[7]2取代 5、由S(由[9]來)、E2([5]來)計算SE26、由SE2、Esinθ4.Ecosθ4計算
＝tg-1(Esinθ4)/(Ecosθ4-SE2) 、E3＝Esinθ4/sinθ2ɡ這一組計算由于有了ESinθ4就可得ECosθ4，有了θ2ɡ就有Sinθ2ɡ故可由查圖九表(7)3取代，[7]的輸出有E3(至[3])、θ2ɡ(至[6])。為「I2Q控制裝置」它有4個模擬信號源1、機組的無功功率反饋量Qf經模數變換成數字量。2、機組的有功功率反饋量Pf亦變為數字量。3、指定的功率因數cosφɡ換為tɡφɡ后亦變為數字量，4、指定的無功功率QɡZ換為數字量，控制方法a、按指定cosφɡ運行計算內容由Pf、tɡφɡ計算θɡ1＝Pftɡθɡ由θɡ1、θf、E2([5]來)、IZQ(存)[注每算出一次IZQ后均存入一存儲器備用，從其中取出的數字以腳號加[存]字表示，下一次算出后又以之置入存儲器中以代原存數]，計算(Qɡ1-Qf)/3E2+IZQ(存)＝IZQ，
＝K3IZQ由IZP([10]來)、IZQ計算I2＝√I2ZP+I2ZQ，θ3＝tɡ-1IZQ/IZP此二式可用圖九表(8)取代，輸出信號，I′ZQ(至[5])、I2，θ3(至[7])。
b、按指定θɡ2運行計算內容與上面a條相較，取消θɡ1的計算，在以后的計算中以θɡ2代Qɡ1。c、按最高效率點運行的計算法內容由I′10([5]來，它即IZQ指定值)、IZP([10]來)算出I2θ3的過程與a、b兩條同、輸出信號I′ZQ(至[5])、θ3.I2(至[7])。為「參數計算裝置」它的計算內容由測定的n1、n2算出
，輸出信號Ms±(脈沖信號)(至[1])、s(至([7])、Nf(至[10])、Kd(至[4])對「高速型」不算Ms，不送M+S-S信號，但計算△θE3=60 (n1)/(6n3-n1) 送[6]。為「比例積分調節器」它的計算內容△N＝Nɡ-NfUSC＝Kp△N+ (KP)/(τ) △Ndt、I2P＝K4USC、I′2P＝I1P信號輸出I2P(至[8])、I′2P(至[5])三、應用與開發雙饋電動機的交-交變頻調速技術，對只需于同步轉速附近調速的負荷，有較其他現代調速諸法明顯優越的技術經濟指標。本發明的目的是在它現有水平上盡可能地再提高。
本發明有三個主要目標1、以轉速調節器的輸出與轉子電流有功分量成正比而取得轉速調節的高線性度。2、按工藝對無功功率變化規律的不同要求而獨立地控制轉子電流的無功分量。3、控制系統全部采用微機技術。三者綜合起來所能發揮的種種效益中許多是(就發明人所知)現有這類調速法內還不曾為人嘗試的。
本發明還處于方案階段，但已準備了必要條件，可以展開下一步工作了，微機技術本身，我們也作了一些并行的工作，認為是可以開發出來的。
本文只著重說明與專利申請有關內容，常規技術的配套問題則從簡、從省。
線繞式異步電動機仍在很多場所使用，幾乎完全為籠形電動機占領的風機、水泵類負荷，考慮到調速需要而改用線繞式電機再采用雙饋調速法也是有利的，尤以調速電機容量占廠(車間)內負荷比重較大之處為然，因可借以使廠(車間)內的靜、動態無功補償，調速電機自身的運行狀態都得到改善和節約電能。而成本不上升。
四 符號說明aA+～cC-<可控硅觸發裝置>內<比較器>的編號。a、b、c為變頻相號，A、B、C為電源相序，+、-，正、負組可控硅。
aα(β)～cα(β)-a、b、c為變頻相號，α(β)為移相角(逆變角)Cosφ.-給定(要求)的功率因數 E1-定子感應電勢E2-轉子開路相電勢 E1-變頻電勢有效值
-轉子感應電勢額定值 E-轉子回路SE2與E3的合成
-變頻電勢瞬時值，腳號電勢a～c示三個變頻相 f-工頻f1-系統實際頻率 I0-定子A相勵磁電流
-定子A相額定勵磁電流 I1-定子A相電流I1P-I1的有功分量 I10-I1的無功分量I2P-I2的有功分量 I2Q-I2的無功分量I12-歸算至定子側的I2I12P-I12的有功分量I12Q-I12的無功分量 JA、JB、JC-計數器(見圖k1-k1＝I
/U10八及其說明)k2-k2＝
r1/k23r1+r2k3-將I2歸算至定子側的歸k4-I2P與PI調節器輸出值算系數之比值 KP-PI調節器的比例系數
-＝f/f1M01～6-送去觸發六組SCR
-定子繞組一一對準時發出的時鐘脈沖量的信號脈沖 Mn2-轉子位置信號脈沖M2-SE2每1°電角對應的時鐘
-A～C三相電源由負脈沖量 到正過0點起以時
-S＞0時[9]向[1]發出的脈沖鐘脈沖量計數代表信號 的電角M3--S＜0時[9]向[1]發出的脈沖 MZ-軸轉矩信號 Nɡ-轉速給定I2-轉子電流 n-工頻所對應的電網一個周波的時鐘脈沖量n1-電源A相電壓每相鄰兩次由負到 n2-每相鄰兩次定、轉子正過零點之間的時鐘脈沖量 繞組一一對準之間的時n12-為將n2化為與實際轉速成正鐘脈沖量(與實際轉比后的值 速成反比)
-<高速型>相鄰位置脈沖時間內 Nf-將n12轉算為P個極對的時鐘脈沖量 數下的轉速(轉/分)
-機組實測的輸入有功功率 P2-主電機的軸功率
-給定(要求)的無功功率
-由指定Cosφɡ法算出
-由指定
直接取得的θɡ量的θɡ量
-機組實測的輸入無功功率 Υ1-定子回路電阻Υ2-轉子回路(含變頻器)的電阻 S1-以n1為基準的轉差率S-S1歸算至工頻下的轉差率 τ-PI調節器的積分時間常U1-電源A相電壓的有效值數UIe-電源A相電壓額定有效值 Uit-一一對準時刻采樣到
W1-機組的總銅耗的U1瞬時值X1-定子回路的電抗 X2-轉子回路(含變頻器)的Z1-定子回路的阻抗＝ 電抗X21+r21為常數 Z2-轉子回路(含變頻器)的ηm-機組運行的最高效率阻抗＝(sx2)2+r22θ1-U1與-E1之夾角 θ2-E1與E2之夾角θ4-E與E2之夾角 θ5-E與I2之夾角
-θ2的要求值
-θ2的實際值θult-一一對準時刻采樣到 φ-I1與-E1之夾角的U1瞬間電角 ψ-I1r1與I1Z1之夾角ZB-整流變壓器 JD-交流電動機
-起動電阻 θES-從[1]取出的循環數θ1E3t-θE3t在[6]內與△θ2碼值相加后的值 MC1～6-實測頻率下的觸發M1C1-8-工頻下的觸發角的時鐘角的時鐘脈沖量脈沖量 △θ2-θ2的調節量＝△θE3-轉子前進60°電角時SE2前
進的電角
權利要求
1.一種向量分析式雙饋電動機微機控制系統，它的特微在於(1)它有一個用比例積分調節器作成的轉速調節器，將轉速調節器的輸出乘一系數作主電動機轉子電流I2的有功分量I2p的<I2p控制裝置>；(2)它有一個按工藝要求獨立控制主電動機轉子電流I2的無功分量I2Q的<I2Q控制裝置>；(3)它有一個用I2p、I2Q轉子轉差電勢SE2等參數計算出變頻電勢E1及其與E2間電角θ2的預期值θ2的<E3、
計算裝置>；(4)它有一個用循環數碼、正弦函數存儲器、乘法器、數據存儲器等構成的，得出三個變頻相以時鐘脈沖量Mc1-6代表的各組可控硅觸發角α、β信號的<E1正弦波形成裝置>；(5)它有一個用Mc1-6和三個電源相的以時鐘脈沖量表示其電角變化信號的<可控硅觸發裝置>；(6)它有一鋼用I2p、I2Q、定子勵磁電源Io、定、轉子繞組一對準時測得的定子指定相的電壓u1t、電角θ01t、E1的電角θE3t等以算出θ2的實際值θ2f及E2的<θ2f、E2計算裝置>；(7)它有一個用θ2o、θ2f算出的θ2的調節量△θ2，并將它<加>入代表E3電壓正弦波電角的循環數碼瞬間值θE3t中而完成調節過程的<θ2調節裝置>；(8)它有一個測定、計算出轉速反饋Nf、轉差率S、SE2每度電角對應的時鐘脈沖量M3、工頻f與實測頻率f1的比值ka=(f/f1)等的<參數計算裝置>；(9)它用微機技術完成上述每個裝置的內部計算、外部聯系和統一運轉過程而成<微機控制系統>，這個系統，針對絕大多數不要求快速、高精度的風機、泵類負荷可以是一個<普通型>系統，而針對帶沖擊負荷或有對區域動態無功進行補償要求的負荷，也可以是一個<高速型>系統。
2.根據權利要求1所述的一種向量分析式雙饋電動機微機控制系統，它的特微在於(1)所述的<I2P控制裝置>中的比例積分調節器的積分時間常數τ和比例系數kp都可隨△N變化，在規定的條件下自動改變;(2)所述的<I2Q控制裝置>是按工藝要求的功率因素Cosφɡ或無功功率Qɡ運行或要求運行於最高效率點，甚至按三種要求的種種組合方式運行等而經相應的計算、控制過程實現的;(3)所述的<高速型>系統是由增加轉子位置測定、改變循數碼形成及θ2角調節方法、縮短計算及調節周期等措施而成的。
3.根據權利要求1、2所述的一種向量分析式雙饋電動機微機控制系統，它的特微在於它既可用於三相零式態流反并聯主結線系統，也可移植於三相橋式主結線系統。
全文摘要
本發明屬線繞式異步電動機交-交變頻雙饋調速領域。它因對主電動機轉子電流的有功及無功分量分別控制而取得轉速調節的高線性度和對電動機的功率因數或無功功率可按需調節，可自尋最高效率點或對三種方法作多種組合。它用特定的計算法以規定有關參數的變化過程，它有正弦波形成和用微機信號經功放以觸發各可控硅的裝置，它是全部由微機操作的系統。它因是否需要高速調節而分為<普通型>和<高速型>兩個類型。
文檔編號H02P7/00GK1054690SQ9010845
公開日1991年9月18日 申請日期1990年10月14日 優先權日1990年10月14日
發明者涂鉅達, 周佐生, 呂少偉, 黃迎慶, 秦玉忠, 李 榮, 董林 申請人:涂鉅達