Синхронизированный вентильный электродвигатель

Синхронизированный вентильный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к вентильному электроприводу. Цепь изобретения - улучшение качества переходного процесса . Устройство содержит синхронную машину 1 с якорной обмоткой, подключенной к инвертору 2, датчик 3 положения роторй, корректирующий вход 4 которого соединен с корректирующим устройством 5, частотно-фазовый дискриминатор 6. В устройство введен двухканальный распределительный блок 1 1 ,триггер 12,задающий генератор 18 и генератор 19 опорной частоты. Переходный процесс устройства состоит из участка разгона двигателя, участка дальнейшего увеличения частоты вращения до макс, значения и участка втягивания двигателя в синхронизм. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gI> 4 Н 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3789680/24-07 (22) 10.07.84 (46) 15.08.86.Бюл. Р 30 (72) Н.И.Куликов, С.И.Патласов, Е.Д.Рыжиков, Е.И.Дорохов и В.П.Дроганов (53) 62-83:621.313.392(088.8) (56) Хрущев В.В., Прозоров В.А., Гандшу В.М. Электродвигатели малой мощности. Л.: Наука, 1971.

Стребков В.И. Импульсный частотно-фазовый дискриминатор на интегральных микросхемах. — В кн.: Электронная техника в автоматике. — Советское радио, 1977, У 9, с. 223-230.

Ларионов В.В., Федоров В.В. Способ коррекции синхронизированных бесконтактных двигателей постоянного тока. — В кн.: Электронная техника в автоматике. Советское радио, 1977, N - 9, с.230-234.

„„SU„„1251279 А 1 (54) СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ BEHTHJIbHblA

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильному электроприводу. Цель изобретения— улучшение качества переходного процесса. Устройство содержит синхронную машину 1 с якорной обмоткой, подключенной к инвертору 2, датчик 3 положения роторЫ, корректирующий вход

4 которого соединен с корректирующим устройством 5, частотно-фазовый дискриминатор 6. В устройство введен двухканальный распределительный блок

11,триггер 12,задающий генератор 18 и генератор 19 опорной частоты. Переходный процесс устройства состоит из участка разгона двигателя, участка дальнейшего увеличения частоты вращения до макс. значения и участка втягивания двигателя в синхрониэм.

125! 279

Величина перерегулирования зависит от времени между достижением двигателем синхронной частоты вращения и появлением сигнала на выходе импульсного дискриминатора, а также скоростью изменения фазового рассогласования частот. В данном устройстИзобретение относится к электротехнике, и н частности к синхронизированному электроприводу на основе вентильных электродвигателей.

Целью изобретения является улучшение качества переходного процесса путем осуществления пуска и синхро\ низации на различных частотах эа счет изменения частоты опорного сигнала при переходе н режим фазоной автоподстройки.

На чертеже представлена функциональная схема синхронизированного нентильного электродвигателя. !5

Синхронизированный нентильный электродвигатель соцержит (фиг.l) синхронную машину l, якорная обмотка которой подключена к выходу полу— проводникового иннертора " управляющие входы которого свя":àíû с выходами да.тчика 3 положения ротора,, а корректирующий вход А соединен с выходом корректирующего устройства

5, вход которого соединен с оснонньп> выходом импульсного ча" òîòíî-фазового. дискриминатора б, снабженного двумя информационными выходами 7 и 8, два управляющих входа 9 и 10 которого соединены с выходами двухканал=- 30 ного распределительного блока 11, управляющие входы которого соответственно и попарно подключены к выходам триггера 12 управления,„ причем к информационным нходам !3 и 14 первого канала двухканального распредели— тельного блока 11 подк,лючены выходы частотного детектора 15, вход кото-. рого соединен с выходом датчика 3 положения ротора, а к информационным,,и нходам 16 и 17 другого канала подключены задающий генератор 18 и гене— ратор 19 опорной частоты„ не введенные узлы позволяют учесть нсе факторы снижения перерегулиронания путем осуществления пу .ка и синхронизации на различных частотах за счет изменения частоты опорного сигнала при переходе в режим фазовой антоподстройки. 1 ил.

Частотный детектор может состоять

9 например, из следующих элементов: генератора, выходная частота которого ранна К Х „, где К = 1,2,..., опорная частота и имеет скнажность

2, IK-триггера, инвертора и промежуточного усилителя. При этом счетный нход IK-триггера соединен с выходом датч.ыа 3 положения ротора, выполненным на основе бесконтактного сельсина, а входы I и К соединены между собой через иннертор. Вход инвертора соединен с выходом генератора.

Указанное соединение обеспечивает получение на выходе IK-триггера последовательности импульсов со скважностью 2 и частотой, пропорциональной частоте вращения (чем выше К, тем больше коэффициент пропорциональности).

Выход IK-триггера является одним выходом частотного детектора. Вход проМежуточного усилителя соединен с выходом датчика 3 положения ротора, а его выход является вторым выходом частотного детектора (в отдельных случаях промежуточный усилитель может быть исключен).

Каждый канал двухканального рас ггределительного блока 11 представляет собой, например, логический элемент 2И-ИЛИ-НЕ. Один из входов каждого элемента И используется как информационный„ а второй — как управляющий. При этом уггравляюшие входы первого и второго каналов соединены лопарно-параллельно и подключены к выходам триггера 12 управления. Кроме то".о, синхронизированный вентильный-: электродвигатель содержит два форчирователя (,.",ифференцирующие цепи) 20„ 21 импульсов н каналах связи

1251279 импульсного частотно-фазового детектора с триггером управления.

Синхронизированный в ентильный электродвигатель работает следующим образом. 5

При подаче напряжения питания на выходе задающего генератора 18 и выходе генератора 19 опорной частоты появляются соответственно сигналы (f ) и (f, + fcÄ ), где fcr — частота. стабилизации, причем Кс (й „ (в

1000-10000 раз). Частотный детектор выделяет из сигнала (f в + „„), поступающего с выхода датчйка 3 положения ротора, сигнал f Оба этих сиг= 5 йр нала поступают на входы 13 и 14 первого канала двухканального распреде— лительного блока 11.

Допустим, что ротор вентильного электродвигателя (ВД) неподвижен (ре-Ю жим пуска), а триггер 12 управления находится в произвольном положении.

В этом случае на вход 9 частотно-фазового дискриминатора поступает либо сигнал с частотой, равной Ев + f „, либо f . При этом на вход .10 посту— пает сигнал с частотой Г + fo èëè

f соответственно. В любом случае частота сигнала, поступающего на вход 10, выше частоты сигнала на вхо-30 де 9, вследствие чего устанавливается положение, когда на выходе форми— руется сигнал, устанавливающий триг—

rep управления в состояние, при котором с выходов двухканального распределительного блока поступают сиг— налы с частотами f u

Появление сигнала логической л1" на выходе 9 обеспечивает режим пуска

ВД по естественной характеристике.

По мере разгона ВД пропорционально частоте вращения ротора возрастает и частота сигнала обратной связи fв выделяемого блоком 15 из сигнала,fö э о

+ f0„ поступающего с частотного выхода ДПР. Переключение из режима сравнения частот в режим фазового сравнения и наоборот происходит при условии, когда между двумя соседними импульсами одной из сравниваемых частот проходят два импульса другбй.

Таким образом состояние логической 1" на выходе поддерживается до тех пор, пока частота Хв не станет равной f„+ и f, где 6 f — некоторое пре вышение частоты, обеспечивающее переключение из режима сравнения частоты в режим фазового сравнения. При достижении ротором ВД частоты вращения, при которой сигнал обратной связи f в =Г „+ лГ> импульсный частотно фазовый дискриминатор переключается из режима сравнения частоты в режим фазового сравнения. Одновременно на информационном выходе 7 появляется сигнал, из которого (в простейшем случае посредством дифференцирующий цепи 20 или 21) формируется импульс переключения, переводящий ТУ в противоположное состояние, обеспечивая переключение блока 11 в такое положени, при котором на вход 10 посту— па т импульсы с частотами Гв + f „ и ст + оп гв и от . вр чем выходе появляется ШИМ напряжения с частотой Е + fcÄ, а длительность вр импульсов определяется величиной фазового рассогласования частот f, +

+ 1о И fcI- + оо . ДаЛЕЕ ТОТ СИ На оо поступает на вход корректирующего устройства, которое определяет характер втягивания ВД в синхронизм.

При сбросе и набросе нагрузки, выводящей ВД из синхронизма, устройство работает аналогично.

Таким образом, переходный про— цесс стабилизируемого вентильного двигателя состоит из участка разгона двигателя до уровня синхронизируемой частоты вращения, участка дальнейшего увеличения частоты вра1цения до максимального значения (перерегулирование) и участка втя— гивания двигателя в синхронизм. Величина перерегулирования при прочих равных условиях определяется временем между достижением двигателем синхронной частоты вращения и появлением сигнала на выходе импульсного частотно-фазового .дискриминатора.

Очевидно, что чем меньше это время, тем меньше величина перерегулирования. В свою очередь, указанное время определяется скоростью изменения фазового рассогласования частот.

При использовании в качестве датчика обратной связи бесконтактного сельсина, выходная частота которого определяется как Е в + Е „, причем

f „ < fI,ä, скорость изменения фазового рассогласования частоты обратной связи и эталонной оказывается существенно ниже, чем при применении традиционного датчика с частотой, пропорциональной частоте вращения.

Следовательно, для получения низкого

1231 279 изобретения

Формула

Составитель М. Сон

Редактор М,Бандура Техред Г.Гербер Корректор M.Øàðîèè

Заказ 442-4/56 Тираж 631 Подписное

Б11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4 перерегулирования следователо бы ис- польэовать традиционный датчик.

Однако в последнем случае в отличие от первого обеспечить малую длиаельность втягивания двигателя в синхрониэм (а зачастую и вообще устойчивую работу в синхронизированном режиме) при широком изменении диапазона стабилизируемых частот вращения без перестройки цепей коррекции не удается, поэтому для снижения перерегулирования и времени переходного процесса в широком диапазоне изменения стабилиэируемых частот вращения необходимо использовать преимущества того и другого способа, что и реализуется в данном устройстве

Синхронизированный вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, якорная обмотка которой подключена к выходу полупроводникового инвертора, управляющие входы кэто- 25 рого связаны с выходами датчика положения ротора, а корректирующий вход соединен с выходом корректирующего устройства, вход которого соединен с основным выходом импульсного частот-. но-фазового дискриминатора, снабженного двумя информационными выходами, два управляющих входа которого свя— заны с выходом датчика положения ротора и выходом генератора опорной частоты, о т л и ч а ю ш и и с я тем что, с целью улучшения качества пере— ходного процесса путем осуществпения пуска и синхронизации на разных частотах эа счет изменения частоты сигнала сравнения при переходе в режим фазовой автоподстройки, в него дополнительно введены эадаюший генератор, частотный детектор, двухканальный ра< пределительный блок и триггер управления, при этом раздельные входы триггера управления связаны с информационными выходами импульсного частотно-фазового дискримпнатора,два управляющих входа которого соединены с выходами двухканального распределительного блока, управляющие входы которого соответственно и попарно подключены к выходам триггера управ— ления, причем к информационным входам ;".рвого канапа двухканального распределительного блока подключены вы— ходы частотного детектора, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а к информационным входам другого канала подключены задающий генератор и генератор опорной частоты.