Синхронизированный электропривод постоянного тока

Синхронизированный электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Сотйиалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

И Д О g Р Е Т Е Д И q 6861 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф(,, (51)М. Кл.

Н 02 P 5/06 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1? 0476 (21) 2345286/24 — 07 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК62-83: 621. .313.2 †5.

° 51(088,8) Опубликовано 15,09.79. Бюллетень Но 34

Дата опубликования описания 1509.79 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Конев и В.И, Стребков (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЭИРОВАННЕ!Я ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области регулируемых электродвигателей постоянного тока. Электропривод предназначен для использования в системах синхронизации частоты вращения.

Известен синхронизированный электродвигатель постоянного тока (1).

Он содержит коммутатор, через который на двигатель подается питание, подключенный к коммутатору блок синхронизации, на один из входов которого подается синхронизирующая частота, а к другому подключен частотный датчик скорости вращения, связанный с валом двигателя.

Сигнал датчика скорости имеет частоту, пропорциональную скорости вращения. С помощью блока синхронизации, управляющего через коммутатор двигателем, обеспечивается равенство частоты сигнала датчика скорости и синхронизирующей частоты путем фаэовой автоподстройки. Таким образом обеспечивается пропорциональность скорости вращения синхронизируюшей частоте, т.е. осуществляется синхронизация.

Однако при низких значениях синхронизируюшей частоты, т.е. на.низких скоростях, мала частота поступления информации о фазовом положении ротора, что ухудшает качество регулирования и приводит к срыву фазовой автоподстройки частоты (сигнала датчика). Это сужает диапазон регулирования.

Таким образом, недостатками известного устройства являются узкий диапазон синхронизации и низкое качество регулирования на малых скоростях.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является бесконтактный электродвигатель постоянного тока с синхронной скоростью вращения (2). Он содержит ш-фазный коммутатор, подключенный к нему блок синхронизации, к которому подсоединен датчик скорости вращения типа обращенного бесконтактного сельсина, подключенного к m-фазному генератору опорной частоты и соединенного с коммутатором через дешифраторы, каждый из которых двумя входами подключен к выходу датчика, а другими входами — к соответствующей фазе генератора опорной частоты.

686134

Частота Г выходного сигнала датчика скорости определяется выражением — f0+ F y (1) где f — опорная частота, Š— частота вращения электра= двигателя.

Знак перед величиной F определяется направлением вращения. Выходной сигнал датчика скорости несет информацию а направлении скорости вращения и а фазаном положении ротора. С помощью блока синхронизации обеспечивается фазаная антоподстрой= ка частоты вращения так, что частота выходного сигнала датчика скорости и синхранизирующая частата х д равны р т.е.

К=Г,,Г + Г=f (2)

Таким образом частота вращения электродвигателя определяется выражением

F = (т,— f I (3)

Как видно из ныражения (3), нестабильность опорной частоты вызывает нестабильность частоты вращения, что нарушает однозначность связи величины F с синхранизирующей частотой, т.е. приводит к ошибке синхронизации„

Синхронизация скорости такого электродвигателя осуществляется с ошибкой, связанной с нестабильностью генератора опорной частоты.

Целью изобретения является повышение точности синхронизации путем исключения ошибки синхронизации, связанной с нестабильностью генерато- 35 ра опорной частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в синхронизированный электропривод постоянного тока, содержащий силовой блок, к управляющему входу ко- иф

"".îðîãà подключен, блок синхронизации, датчик частоты вращения с выходной характеристикой вида f = fо + kF,âüход которого подключен к одному из входов блока синхронизации, т-фазный генератор опорной частоты, подключенный к датчику частоты вращения, и устройство задания частоты вращения, введен сумматор частот, один вход которого соединен с выходом генератора @ опорной частоты, другой — с устройством задания частоты вращения, а выход подключен к блоку синхронизации, Благодаря введению и указанному включению сумматора частот исключается влияние нестабильности .генератора опорной частоты на частоту вращения двигателя. При этом блок синхронизации работает на частоте, близкой к опорной частоте, что обеспечивает высокую частоту поступления информа- Й3 ции о фазовом положении ротора при всех частотах вращения, что, н свою очередь, обеспечивает широкий диапазон синхронизации и нысбкое качества регулирования, бй

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемага электролринадар ка фиг. 2 пакаэан блок суммиранания.Электропринад содержит электродвигатель 1, силовой блок 2, датчик

3 частоты вращения, я -фаэный генератop 4 агарной частоты, блок синхронизации 5, сумматор частот б и устройство 7 задания частоты нращения.

С обмоткой электродвигателя coevvrsevz выходы силового блока, с налом электродвигателя связан датчик частоты вращения, к входу которого подключен щ-фазный генератор опорной частоть1. Выход блока синхронизации 5 соединен с силовым блоком 2, один из нхадов блока синхронизации соединен с выходам датчика 3, другой с выходок сумматора частот 6, один из нходон которого соединен с выходам генератора 4 спорной частоты, а на другой вход поступает синхронизиРующая частота с устрайстна 7 задания частоты вращения.

Схема работает следующим образам, Сигналы с m-фаэнога генератора 4 опорной частоты поступают на входы датчика 3 частоты вращения. Сигнал датчика частоты вращения, поступающий на один из входов блока синхронизации

5, имеет частоту — f + F (4)

Знак перед величиной F определяется направлением вращения.

На входы суъжатара частот б поступают сигналы ат генератора 4 и синхронизирующая частота с устройства 7 задания частоты вращения. На выходе сумматора частот сигнал имеет частоту f, определяемую выражением — f + F, (5) где Г, — синхранизирующая частота устройства задания частоты

Bpащения, Знак перед величиной F определяется направлением вращения.

С помощью блока синхронизации 5, управляющего через силовой блок 2 электродвигателем 1, обеспечивается фаэоная автаподстройка частоты вращения так, что поддерживается равенство частот нходных сигналов блока синхронизации ф тле в

f i F =- f ++ F (6)

Опорная частота ьходит н качестве слагаемого н абе части равенства (б) .

Таким образам, нестабильность опорной частоты никак не нарушает равенство (б) и не вызывает ошибки синхронизации. Частота вращения определяется только синхронизирующей частотой

Гс (7)

Сумматор частот б может быть построен, например, по схеме (фиг.2), содержащей управляемый гетерадин 8, "меситель частот 9, узел фазоноР антопадстройки частоты 1 O „Выход g е гера686134 дина является выходом сумматора и соединен с одним из входОв смесителя, другой вход которого является одним из входов сумматора, соединенным с выходом генератора 4 опорной частоты.

Выход смесителя соединен с одним иэ нходов узла фазоной антоподстройки

l0 другой вход которого является входом сумматора, на который подается синхрониэирующая частота устройства

7, а выход узла фаэовой антоподстрой" g ки соединен с управляющим входом гетеродина 8.

С помощью узла фазовой автоподстройки частоты, управляющего гетеродином, обеспечивается равенство частоты выходного сигнала смесителя 9 и синхрониэируюшей частоты, т.е °

Fcg = г (8)

Выходной сигнал смесителя имеет раэностную частоту (частоту биений) сигналов, поступающих от гетеродина и генератора 4 опорной частоты, Таким образом, частота на выходе смесителя определяется также выражением

Р„=! и — f (9)

Из выражений (8) и (9) следует, что

fK =- fo - Fc (10)

Знак перед величиной Г определяется знаком разности (9) . ЗО

В соответствии с выражениями (6) и (9) частота гетеродина. должна быть соответственно больше или меньше частоты fд в зависимости от напряжения вращения двигателя. 35

Иэ сравнения выражений {10) и (5) видно, что схема на фиг. 2 обеспечивает операцию суммирования частот.

Использование сумматора частот при указанном в описании включении егG н схему выгодно отличает синхронизированный бесконтактный злектродви" гатель постоянного тока т.к. обеспечив ает синхронизацию скорости вращения беэ ошибки, связанной с нестабильностью генератора опорной частоты. Благодаря залому синхронизированный двигатель облегчит построение прецизионных регулируемых и синхронизируемых приводон, применяемых в различных областях техники.

Формула изобретения

Синхронизированный электропривод постоянного тока, содержащий силовой блок, к управляющему входу которого подключен блок синхронизации, датчик частоты вращения с выходной характеристикой вида f = Е + kF, где f— частота выходного сйгнала, f — опорная частота, k — козффициен-., à — частота вращения, ныход которого подключен к одному из входов блока синхронизации, m — фазный генератор опорной частоты, подключенный к датчику частоты вращения, и устройство задачия частоты нращения„.о т л ич а и шийся тем, что, с целью повышения точности синхронизации за счет исключения влияния нестабильности генератора опорной частоты, н него введен сумматор частот, один вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, другой— с устройством задания частоты вращения, а выход подключен к блоку синхронизации.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3553555, кл. 318-314, 05.01.71.

2. Авторское свидетельство СССР

379031, кл. Н 02 Р 5/16, 1970 (прототип).

b86134

Заказ 5482/54

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,4

Составитель В. Тарасов

Редактор Т. Юрчикова Техред М, Петко Коцректоо A ° 1 Г>Нивен

Тираж 8 57 Подписное

ЦНИИПИ Государствеиного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра мекая наб, д. 4 5