Электропривод переменного тока

Электропривод переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к частотно-управляемым электроприводам, построенным на базе переменного тока, и может быть использовано, например, в приводах металлорежущих станков, моделирующих стендов , лентопротяжных механизмов Целью изобретения является упрощение электропривода . Указанная цель достигается тем, что в электроприводе переменного тока с исполнительным двигателем 1, датчиком 2 углового положения, генератором 3 опорной частоты, формирователем 4 гармонических сигналов и усилителем 5 фазных токов, формирователь 6 управляющих сигналов дополнительно снабжен триггером 15, первый вход которого подключен к блоку 8 импульсного опроса, второй - к дополнительному выходу счетчика 7, а выход - к входу регулятора 9. При этом реализуется замкнутый контур регулирования частоты вращения без установки отдельного измерительного синхронного генератора, благодаря чему упрощается конструкция. 2 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1Ж

® .1Д* с;. ц.;,, j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491116/07 (22) 05.10,88 (46) 07.10.92. Бюл. ¹ 37 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.B.ÁoãäàøåB, В,Г.Каган, И.Э.Кан, М.С.Каплун, В.В.Климовицкая и Л.В.Смоляр (56) Авторское свидетельство СССР

N 1700736, кл, H 02 P 7/42, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1633475, кл, Н 02 Р 7/42, 1987, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к частотно-управляемым электроприводам, построенным на базе переменного тока, и может быть использовано, например, в приводах металлорежущих станков, моделирующих стендов, лентопротяжных механизмов. Целью изобретения является упрощение электропривода, Указанная цель достигается тем, что в электроприводе переменного тока с исполнительным двигателем 1, датчиком 2 углового положения, генератором 3 опорной частоты, формирователем 4 гармонических сигналов и усилителем 5 фазных токов, формирователь 6 управляющих сигналов дополнительно снабжен триггером 15, первый вход которого подключен к блоку 8 импульсного опроса, второй — к дополнительному выходу счетчика 7, а выход — к входу регулятора 9. При этом реализуется замкнутый контур регулирования частоты вращения без установки отдельного измерительного синхронного генератора, благодаря чему упрощается конструкция. 2 ил.

1767689

Изобретение относится к частотно-управляемым электроприводам,построенным на базе машины переменного тока, и может быть использовано, например, в приводах металлорежущих станков, моделирующих стендов, лентопротяжных механизмов и т,д.

Целью изобретения является конструктивное упрощение электропривода, На фиг, 1 представлена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг, 2 — эпюры, поясняющие его функционирование.

Электропривод переменного тока содержит исполнительный двигатель 1 (фиг, 1) с установленным на его валу индуктивным датчиком углового положения 2 ротора, последовательно соединенные генератор опорной частоты 3 и формирователь гармонических сигналов 4, подключенный выходами к входам индуктивного датчика углового положения 2 ротора, усилитель фазных токов 5, подключенный выходами к обмоткам исполнительного двигателя 1, и формирователь управляющих сигналов 6 с тремя входами, снабженный счетчиком 7, блоком импульсного опроса 8, регулятором частоты вращения 9, регистром 10, постоянными запоминающими устройствами 11, 12 и цифроаналоговыми преобразователями 13, 14, выходы которых образуют выходы формирователя управляющих сигналов 6, подключенные к управляющим входам усилителя фазных токов 5.

При этом опорные входы цифроаналоговых преобразователей 13, 14 объединены между собой и подключены к выходу регулятора частоты вращения 9, а их информационные входы через соответствующие постоянные запоминающие устройства 11, 12 подключены к выходу регистра 10, информационный и опорный входы которого подключены соответственно к выходам счетчика 7 и блока импульсного опроса 8, образующих своими входами соответственно первый и второй входы формирователя управляющих сигналов 6, подключенные соответственно к выходам генератора опорной частоты 3 и индуктивного датчика углового положения 2, Третий вход формирователя управляющих сигналов 6 образован входом задания регулятора частоты вращения 9.

Формирователь управляющих сигналов 6 снабжен триггером 15, первый вход которого подключен к выходу блока импульсного опроса 8, Счетчик 7 снабжен дополнительным выходом, подключенным ко второму входу триггера 15. Блок импульсного опроса 8 снабжен дополнительным входом, объединенным с входом счетчика 7, а

U4 = U4msIA Кот, U4 = U4mCOS N(jt (1)

40 где U4m — амплитуда синусоидального сигнала на выходе формирователя 4;

No — круговая частота, равная;

2 >Zfr и

2 (2) где N — число разрядов счетчика в "оставе формирователя 4, На выходе датчика углового положения

2 получают напряжение:

02 = 02Гп$1п(ЮЛ P Овр), (3) 55 гДе U2rn — амплитУДа синУсоиДального сигнала, Q>p — геометрический угол ме><ду магнитными осями синусной входной и выходной обмоток датчика; регулятор частоты вращения 9 выполнен в виде импульсного частотно-фазового детектора, подключенного другим входом к выходу триггера 15.

5 В качестве исполнительного двигателя

1 может быть использован любой серийно выпускаемый двигатель переменного тока.

В качестве датчика углового положения 2 может быть использована электрическая

10 машина типа вращающегося трансформатора, Генератор опорной частоты 3 может быть выполнен по любой из известных схем генератора импульсов. Усилитель фазных

15 токов 5 представляет собой многофазный усилитель напряжений, охваченный пофазно жесткой отрицательной обратной связью по току и может быть выполнен на базе непосредственного преобразователя часто20 ты.

Регулятор частоты вращения 9 представляет собой частотно-фазовый детектор и снабжен суммирующим узлом и выходным фильтром низких частот.

25 Блок импульсного опроса 8 может быть выполнен на основе нуль-органа с резистивно-диодными цепями и синхронного триггера, Злектропривод переменного тока рабо30 тает следующим образом.

Генератор опорной частоты 3 вы рабатывает последовательность прямоугольных импульсов с частоты fr. На выходе формирователя гармонических сигналов 4 формиру35 ется квадратурная система напряжений для запитки датчика углового положения 2;

1767689 р — число пар полюсов датчика, рэвное числу пар полюсов двигателя.

Найряжение по (3) поступает на первый вход блока 8, на второй вход которого поступает последовательность прямоугольных 5 импульсов с выхода генератора 3, с помощью которой происходит синхронизация фронтов импульсов нуль-органа.

На выходе блока 8 формируется логический сигнал; 10 который поступает на вход регистра 10, На информационный вход регистра 10 поступа- 15 ет сигнал со счетчика 7, который формирует линейно нарастающий двоичный код и (цифровую "пилу" с частотой fo), равный: и =2л1сс=2л с, г

20 (5) где частота:

fT = 2" р 1вр. (12) 25 Сигнал с выхода триггера 15 поступает на вход регулятора 9, на другой вход которого приходит сигнал задания U (фиг. 2).

На выходе регулятора 9 получаем анало30 говый сигнал Ug рассогласования, пропорциональный интегралу от скоростной ошибки: (6) (7) 09 = Um / (f3 — fT) clt (13) 35 с учетом (12) выражение (13) примет вид;

К=О, +1,+22, +3

Интегральная скоростная ошибка Ug подается на объединенные опорные входы цифроаналоговых преобразователей 13, 14. где преобразуется в амплитуду заданий фазных токов. что соответствует <астотнотоковому способу управления элекгродвигателем, Таким образом, в электроприаоде переменного тока поддерживается заданная скорость в замкнутом астатическом контуре автоматического регулирования без использования отдельного измерительного синхронного генератора для формирования сигнала обратной связи по скорости.

Использование для этой цели сигнала уже имеющегося для управления электродвигателем датчика у лового положения 2 обеспечивает упрощение конструкции зле ктроп ри вода в сравнении с известн ьп.; решением. (8) Us= slgnsin(not + p Овр), (4) где N — число разрядов счетчика 7, равное числу разрядов счетчика в формирователе 4, В момент времени t* (в момент появления положительного фронта сигнала по (4) в регистре 10 записывается значение кода пр íà его информационном входе: пр = n(t = t*) = 2 К к ++ рС4р, Периодическая последовательность чисел в двоичном коде с выхода регистра 10 поступает на объединенные входы постоянных запоминающих устройств 11, 12, где записаны затабулированные значения синуса и косинуса соответственно.

Закодированные значения этих функций с выходом устройств 11, 12 поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 13, 14 соответственно, на опорные входы которых поступает сигнал с регулятора частоты вращения 9 Ug (фиг, 2). На выходе формирователя 6 имеет аналого-цифровые сигналы, 13 = Ug ° sin(2K л P 0вр), 14 = Ug cos(2 K л p Qâð), Усилитель фазных токов 5 формирует систему напряжений на фазах двигателя 1 таким образом, чтобы токи в обмотках соответствовали заданиям.

На дополнительном выходе счетчика 7, образованном т-тым разрядом, имеем сигнал:

Uv = sign(sin(2 xf т т)), f где fv = —.

Г

Этот сигнал поступает на вход данных триггера 15, на вход синхронизации которого поступает импульс опроса с выхода блока

На выходе триггера 15 происходит перезапись сигнала, поступающего на вход данных, в момент прихода на вход синхронизации положительного фронта импульса опроса; т.е, (фиг. 2);

От = з!9п(за(2 " Р со рт)), Ug = 0а,) (f3-2 P fop)dt. (14) 1767689

Формула изобретения

Составитель А,Жилин

Техред М.Моргентал

Корректор И,Шмакова

Редактор Б.Федотов

Заказ 3558 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Электропривод переменного .тока, содержащий исполнительный двигатель с установленным на его валу индуктивным датчиком углового положения ротора, последовательно соединенные генератор опорной частоты и формирователь гармонических сигналов, подключенный выходами к входам индуктивного датчика углового положения ротора, усилитель фазных токов, подключенный выходами к обмоткам исполнительного двигателя, и формирователь управляющих сигналов с тремя входами, снабженный счетчиком, блоком импульсного опроса, регулятором частоты вращения, регистром, двумя постоянными запоминающими устройствами и двумя цифроаналоговыми преобразователями, выходы которых образуют выходы формирователя управляющих сигналов, подключенные к управляющим входам усилителя фазных токов, при этом опорные входы цифроаналоговых преобразователей объединены между собой и подключены к выходу регулятора частоты вращения, а их информационные входы через соответствующие постоянные запоминающие устройства подключены к выходу регистра, информационный и опорный входы которого подключены соответственно к

5 выходам счетчика и блока импульсного onроса, образующих своими входами соответственно первый и второй входы формирователя управляющих сигналов, подключенные соответственно к выходам

10 генератора опорной частоты и индуктивного датчика углового положения ротора, а третий вход формирователя управляющих сигналов образован входом задания регулятора частоты вращения, о т л и ч а ю щ и й15 с я тем, что, с целью упрощения, формирователь управляющих сигналов снабжен триггером, первый вход которого подключен к выходу блока импульсного опроса, счетчик снабжен дополнительным выходом, 20 подключенным к второму входу триггера, блок импульсного опроса снабжен дополнительным входом, объединенным с входом счетчика, а регулятор частоты вращения выполнен в виде импульсного частотно-фазо25 вого детектора, подключенного другим входом к выходу триггера,