Синхронизированный электропривод постоянного тока

 

СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТР ПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащи электродвигатель, псдключенньй к в ходу усилителя мощности, задающий генератор, связанный с датчиком положения , вал которого сочленен с валом электродвигателя, о т л и ч а ю « щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, в него введены интегратор и фазорасщепител, а датчик положения снабжен обмоткой возбудцения, квадратурной и выходной обмотками, при этом обмотка возбуждения датчика положения соединена с задающим генератором непосредственно, квадратурная обмотка - через фазорасщепитель , а выходная обмотка датчику положения соединена через интегратор с входом усилителя мощности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 Р 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 351%760/24-07 (22) 30.11.82 (46) 07.01 84. Вюл Р 1 (72) N.С. Алатырев и С.A. Лазарев (7l) Чувашский государственный университет им. И.F..Óëüÿíîâà (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 736318, кл. H 02 Р 5/06, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 686134, кл. Н 02 Р 5/06, 1979. (54) (57) C)(HXPOH)(3HPO1) HHb)11 3JIEKTPO-

ПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содеРжащий электродвигатель, подключенный к выходу усилителя мощности, задакиций

В

09) (11) генератор, связанный с датчиком положения, вал которого сочленен с валом электродвигателя, о т л и ч а ю .. шийся тем, что, с целью повыаения надежности и упрсщения, в него введены интегратор и фаэорасщепитель, а датчик положения снабжен обмоткой возбуждения, квадратурной и выходной обмотками, при этом обмотка возбуждени я да тч ика положения соединена с задакщнм генератором непосредственно, квадратурная обмотка — через фазорасщепитель, а выходная обмотка датчика положения соединена через интегратор с вхсдом усилителя мацности.

1066014

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для синхронизации электродвигателя с эталонным генератором или несюзльких электродвигателей между собой.

Известен синхронизированный электропривод, содержащий электрсдвигатель, силовой блок, датчик положения вала элек тродвигателя, задающий генератор и измеритель Фазового рассогласования, синхронизация электрсдвига- 1О теля в котором осуществляется пут и сравнения фаз частотных сигналов задающего генератора и датчика положения jl) .

Известное устройство является дис- $5 кретным электропривсдом, частота квантования в нем определяется частотой выходного сигнала датчика положения, уменьшающейся при снижении скорости вращения электродвигателя. 2О

При низких скоростях вращения, вследствие низкой частоты квантввания, устройстВо становится неработоспособньм . Стремление к повыаению частоты кван тования приводит к значитель 5 ному усложФзнию схемы.

Наиболее близким к прЕдлагаемому является синхронизированный электропривод постоянноготока,, содержащий электродвигатель, подключенный к выходу усилителя мсщиости, задающий генератор, связанный с датчйксм положения, вал которого сочленен с валом электродвигателя (2) .

Недостатками известного устройства являются его относительная сложность, З5 низкая надежность, обусловленные наличием двух генераторов, один as которых предназначен для задания частоты вращения, а второй - опорной частоты, сумматора частот, содер-40 .жащего множество сложных по устрой.ству звеньев, блока синхронизации.

Цель изобретения - повышение надежности и упрсщение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в синхронизированг ий элек» тропривсд постоянного тока, ссдержащий электродвигатель, подключенный к выходу усилителя мсщности,задающий генератор, связанный с датчиком положения, вал которого сочленен с валом электродвигателя, введены интегратор и фазорасщепитель, а датчик положения снабжен обмоткой возбуждения, квадратурной и выходной обмотка- 55 ми, при этом обмотка возбуждения датчика положения соединена с задакщимгенератором непосредственно, квадратурная обмотка - через фазорасщепитель, а выходная обмотка датчика положения соединена через интегратор с входом усилителя мсщности.

На чертеже приведена принципиальная схема синхронизированного электропривода постоянного тока.

Синхронизированный элек тропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, подключенный к выходу усилителя 2 мсщности, задакщий гене-ратор 3, связанный с датчиком 4 положения, вал которого сочленен с валом электродвигателя 1, интегратор 5 и фазорасщепитель 6. Датчик 4 положения содержит обмотку 7 возбуждения, квадратурную 8 и выходную 9 обмотки, при этом обмотка 7 возбуждения датчика 4 положения соединена с задающим генератором 3 непосредственно, ввадратурная обмотка 8 - через фазорасщепитель 6, выходная обмотка 9 датчика положения соединена через интегратор 5 с входом усилителя мсщности 2.

Устройство работает следукщим образом.

Выходное напряжение Фазорасщепителя 6 сдвинуто по фазе на 90 по отношению к напряжению задающего генератора 3, но их амплитуды равны между собой. При питании обмотки 7 возбуждения и квадратурной обмотки 8 напряжениями равной амплитуды, но сдвинутыми по Фазе на 900, датчик 4 положения работает в режиме кругового вращающегося магнитного поля.

Скорость вращения магнитного поля 2» е

Ир= р где f„ - частота задающего генератора Зу р - число пар полюсов датчика положе ни я 4 .

В выходной обмотке 9 датчика 4 положения, если ротор вращается по ,направлению вращения магнитного поля, иавсдится электродвижущая сила, действукщее значение которой ю-с

2К д а угловая частота

ы = (ь -ы)р где сд - скорость вращения электродвигателя 1;

Е - электродвижущая сила выход. 2В ной обмотки apace ж О.Мгновенное значение электродвижущей силы выходной обмотки 9датчика 4 положения

Z > 2 Е2» (,) Ьав(Ы -Сй р1 (1)

Выходное напряжение интегратора

5 т ( (2) где Тз, - постоянная времени интегратора 5.

В частнсм случае при постоянной разности скоростей вращения электродвигателя 1 и магнитного поля ,(4262К

cos(Qо-Q) t+ =

ИЕ2„ — "cosy С

Т Рир

1066014

Составитель Ю.Воробьев

Редактор A.Âëàñåíêî ТехредМ. Гергель Корректор В.Гырняк

Эакаэ 11056/57 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного ксмитета СССР по делаем изобретений ы открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где y = (ы- 41 - угловое рассогласование вращающегося магнитного поля и вала электродвигателя 1.

Интегратор 5, выходное напряжение которого являетс я косинус оидаль ной функцией от углового рассогласования вращающегося магнитного поля и вала электродвигателя 1, воздействует на усилитель 2 мсщности, кот орый изменяет скорость вращения электродвигателя.1, приближая ее к скорости вращения магнитного поля датчика 4 положения.

В установившемся режиме, когда скорости вращения магнитного поля 15 датчика 4 положения и вала электродвигателя 1 равны, устанавливается постоянное угловое рассогласование и выходное напряжение усилителя мсщносты будет постоянно. 20

Дыфффренциальное уравнение электродвигателя совместно с усилителем мсщности

1з1м у ",м у (,) 6 (3)

25 где Т, Т - соответственно электромагнитная и электромеханическая постоянные времени электропривоца;

K. — коэфФициент передачи . 30

Решив совместно (1), (2); (3), полу- чим Дц ф

ТТ э м (м э+

a M

4K, ) ь; д (Я, (,)) ф

Откуда в установившемся режиме о и, д и ди

dt dt dtполучим, что =, о т

r.е. в установившемся режиме скорости вращения магнитного поля датчика .

4 положения и вала электродвигателя

1 равны.

Точность Синхронизации электродвигателя в предлагаемси устройстве, как и в известном, определяется числом полюсов датчика 4 положения макУ симально возможное рассогласование по углу поворота равно одному полюсному делению.

Таким образом, синхронизированный электропривсд, обладая .требуемой точностью синхронизации, содержит только адин задающий генератор и значительно меньшее число блоков, что прсщает его схему и повышает надежность.