Формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНЫХ СИГ .НАЛСЖ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННБМ JЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащий фор-, мирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ротором датчика углового, положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового положения и синхронного генератора подключены ко второму суммируюшему входу блока апериодических звеньев, выходы которого соединены с входами формиройателя нормированных опорных, напряжений , отличающийся тем, что, с целью повышения точности,в него введены блок умножителей и за датчик величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу блока умножителей, с первьам и вторым входами которого соединены соответственно выходы синусоидальных и косинусоидального сигнаО ) лов формирователя нормированных опорных напряжений,-причем первый и С второй выходы блока умножителей соединены соответственно с первым и вторым суммирующими входами блока апериодических звеньев.

09) (И) l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОРИ МР

РЕСПУБЛИК

3659 Н 02 P 5 34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫтий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К;::, .Н АВТСФСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3428800/24-07 (22) 28.04.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) Е.С. Иванов (53) 62-83з621.313.3.07 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 675568,,кл. И Р 1976.

2. Авторское свидетельство СССР .по заявке 9 2715850/24-07, :кл. Н 02 Р 5/34, 1979. (54) (57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЬИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащий фор-, мирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ротором датчика углового положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового йоложения и синхронного генераТора подключены ко второму суммирукыему входу блока апериодических звеньев, выходы которого соединены с входами формироВателя нормированных опорных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,в него введены блок умножителей и задатчик величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу блока умножителей, с первым и вторым входами которого соединены соответственно выходы синусоидальных и косинусоидального сигналов формирователя нормированных опорных напряжений, причем первый и второй выходы блока умножителей соединены соответственно с первым и вторым суммирующими входами блока апериодических звеньев.

1061229

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электроприводу переменного тока с синхронными . электродвигателями, и может быть uct польэовано в электроприводах,управляющих скоростью и положением рабочих органов различных производственных механизмов, например, металлообрабатывающих станков.

Известен формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем,. содержащий датчик углового положения, датчик электродвижущей силы двигателя и формирователь нормированных опорных напряжений, имеющий в своем составе блок апериодических звеньев. Выходы датчиков углового положения и электродвижущей силы двигателя подключены ко входам блока апериодических звеньев Г1Э.

Недостатком этого устройства является невысокая точность формирования опорных сигналов в связи с тем, что на частотах вращения двигателя, близких к нулю, опорные сигналы формируются за счет сигналов датчика углового положения,а при частотах вращения, близких к номинальной, в основном за счет сигналов датчика электродвижущей силы двигателя. При этом погрешности датчика углового положения целиком переходят в погрешности формирователя опорных сигналов в зоне частот вращения, располагаемых около нулевой, а при скоростях вращения близких к номинальной, ослабление действия погрешностей датчика бывает недостаточным. Кроме того, погрешности датчика электродвижущей силы двигателя во многом определяют погрешности формирователя опорных сигналов и препятствуют получению опорных сигналов синусоидальных по форме, с равными амплитудами и междуфазовыми углами.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, входящий в электропривод, содержащий формирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ротором датчика углового положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового по ложения и синхронного генератора подключены ко второму суммирующему входу блока апериодических звень ев, выходы которого соединены с входами формирователя нормированных опорных напряжений Г23.

Недостатком данного устройства являются большие погрешности формирования опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, поскольку на вход блока аце- риодических звеньев поступают напряжения синхронного генератора, 10 который необходимо выполнять точным потому, что его напряжения используются также для формирования напряжения, пропорционального частоте вращения двигателя. В этих условиях погрешности формирования напряжений на выходах блока апериодических звеньев определяются в основном погрешностями датчика угло>вого положения, так как фильтрация его сиг20 налов в блоке апериодических звеньев оказывается недостаточной по сравнению с напряжениями. синхронного генератора. Это приводит к тому, что погрешности формирования опор25 ных сигналов определяются в основном погрешностями датчика углового положения.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, содержащий формирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ..ротором датчика углового положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового положения и синхронного генератора подключены ко второму суммирующему входу блока апериодических звеньев, выходы которого соединены с входами формирователя нормированных опорных напряжений, введены блок умножителей и задатчик величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу блока умножителей, с первым и вторым входами которого соединены соответственно выходы синусоидального и косинусоидального сигналов формирователя нормированных опорных напряжений, причем первый и второй выходы блока умножителей соединены соответственно с первым и вторым суммирующими входами блока апериодических звеньев.

На чертеже представлена функцио-, нальная схема формирователя опорных — 1061229 сигналов для управления синхронным электродвигателем.

Формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем содержит формирователь 1. нормированных опорных напряжений, блок

2 апериодических звеньев, датчик 3 углового положения и синхронный ге- нератор 4, ротор которого механическй связан с ротором датчика 3 угло- вого положения. Выход синусоидального сигнала датчика 3 углового положения и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора 4 соединены с первым суммирующим входом 5 блока 2 апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигйалов соответ-. ственно датчика 3 углового положения и синхронного генератора 4 под.ключены ко второму суммирующему входу б блока 2 апериодических звень« ев. Выходы последнего соединены с входами формирователя 1 нормированных опорных напряжений.

Формирователь опорных сигналов

1 . для управления синхронным, электродвигателем содержит также блок 7 умножителей и задатчик 8 величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу 9 блока

7 умножителей, с первым 10 и вторым

11 входами которого соединены соответственно выходы синусоидального и косинусоидального сигналов форми рователя нормированных опорных на пряжений. Первый 12 и второй 13 выходы блока 7 умножителей, соответствующие его первому 10 и второму

11 .входам, соединены соответственно с первым 5 и вторым б суммирующими входами блока 2 апериодических звеньев. Блок 2 апериодических звеньев содержит, например, два апериодических звена 14 и 15. Датчик

3 углового положения состоит, в данном случае, из синусно-косинусного вращающегося трансформатора,соединенного выходами с фазочувствительными выпрямителями. Выходы последних соединены с выходами датчика 3. углового положения. Формирователь нормированных опорных напряжений содержит, например, формирователь многофазных напряжений прямоугольной формы, выходы которого.подклю-. чены к управляющим цепям резистор-. ных синусной и косинусной.матриц.

Устройство работает следующим образом.

С выходов датчика 3 углового положения двухфазное напряжение

U„ sin Ы и U„ cosa<,где 4 — угол IIoворота ротора датчика 3 углового положения, поступает на первый и второй суммирующие входы блока 2 апериодических звеньев. С выходов синхронного генератора 4 двухфаэнОе напряжение — U20(s i n Ы и U2 aC cosd, поступает на второй б и первый 5 суммирующие входы блока .апериодических звеньев соответственно.

При этом сс = си — круговая частота вращения ротора датчика 3 углового положения для р = 1, где р — число пар полюсов, датчика углового положения.

На первый 5 и второй б суммирую10 щие входы блока 2 апериодических звеньев поступает двухфазное напряжение U0 sin A u U сеьо с выходов .блока 7 умножителей. При определенном выборе резисторов и конденсато-.

15 ров устройства двухфазное напряжение Us

Так как напряжения синхронного гене. ратора 4 имеют стабильную величину и практически идеальную синусоидальную форму (генератор 4 выполняется прецизионными, то и напряжения

25 на выходе блока 2 апериодических звеньев оказываются стабильными по величине и синусоидальными по форме. .Соответственно на выходе формирователя нормированных опорных напряжений формируется двухфазное синусои-, дальное напряжение з пd. и соьaL с . единичной (нормированной), амплитудой.

С помощью блока 7 умножителей формируются напряжения, которые по фазе совпадают с напряжениями от датчика 3 углового положения. Это .позволяет уменьшить величину V напряжения, т.е. уменьшить роль датчика 3 углового положения в формировании напряжений на выходе апе40 риодических звеньев 14.и 15. Следовательно и погрешности датчика 3 углового положения будут мало сказываться на точности. Роль датчика

3 углового положения практически

45 сведена к заданию начального значения ВыхОдных функций sin d- и с05д-, которые допустимо определять с погрешностями. В дальнейшем, при появ.лении сигналов с синхронного генеО ратора 4 сигналы с выходов блока

7 умножителей, определяемые IIo выходным напряжениям блока 2 аперио,дических звеньев, выполняют роль, :сигналов датчика 3 углового положения. . Применение предлагаемого йзобре- тения позволяет упростить технолоI гию изготовления датчика углового положения и понизить его стоимость.

Кроме того, повышение точности ха-. .рактеристик устройства приводит к

60 улучшению технико-экономических показателей синхронных электроприводов, что, в свою очередь, дает экономический эффект .от,применения этих электроприводов в народ65,ном хозяйстве.

1061229

Заказ 10056/56

Тираж 687 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал.ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель A. Бабак

Редактор К. Волощук Техред T.Càíòà Корректор A. Äçÿòêî