Электропривод гироприбора

 

1. ЭтКТРОПРИВОД ГИРОПРИБОРА , содержащей гистерезисный электродвигатель , связаннькК цепями статора с выходом инверт фа напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляювЕ ий вход инверторе Соединен с.выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генератором, блок импульсного перевозбуждения , связанн{| й с цепями статора электродвигателя, блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом - к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности , блок импульсного перевозбуждения вьтсшнен в виде однофазного инвертора на управляеьолх ключах с трансформаторным выходом, а блок управления содержит блок фазирования с пятью входами и триггер, причем вторичная обмотка трансформатора однофазного инвертора включена последовательно в одну из цепей статора электродвигателя , блок фазирования первым и вторым входами подключен к прямому и инверсному выходам триггера соответственно , третьим и четвертьм входами к прямому и инверсному выходам одной из фаз фазорасщепителя,пятым входом - к счетному входу триггера и к выходу блока задания частоты, фазы и длительности швтульсов пере (Л возбуждения, а выходами - к соответс ствующим управляющим входам ключей однофазного инвертора, цепи питания которого предназначены для подключения к источнику постоянного тока. 2. Электропривод по п. 1, о т л и .42 . чающийся тем, что в него ввеел ден yпpaвляe я й ключ, однофазный ин4 вертор выполнен по нулевой схеме с трансформаторным выходом, а блок со З1фования содержит четыре элемента 2И-НЕ и два элемента ЗИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам второго элемента ЗИНЕ , объединенные первые входы первого и третьего элементов 2И-НЕ и объединенные первые входы второго и четвертого элементов 2И-НЕ являются соответственно первым и вторым входами

„„Я0„„1145443

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5 ) Н 02 Р 7/Зб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

flO ДЕЛАМ ИЖЖЖТЕНИЙ И 0THIPblYHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аит юснамь саищтиастви

1

i, 1 (21) 3649804/24-07 (22) 06. 10. 83 (46) 15.03.85.вюп. У 10 (72) В.И.Авдзейко, А. Г. Гарганеев, А.С.Сухин, Ю.А.йурыгин, В.Е.Ландау и И.И.Окон (53) 621. 313. 30. 181. 4(088. 8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР, У 530407,-кл. Н 02 Р 7/42, 1976.

2. Тарасов В.Н. Электромагнитные и электроиеханические процессы при перевозбуждении гистерезисного двиravens.- "Электричество", 1982, У 11.

3. Материалы региональной научнопрактической конференции "Молодые ученые и специалисты-народному хозяйству" у Томск, 1977у с. 8-11. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ГИРОПРИБОРА, содержащий гистерезисный электродвигатель, связанный цепями статора с выходом инвертора напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляющий вход инвертора соединен с. выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генератором, блок импульсного перевозбуждения, связанная с цепями статора электродвигателя, блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному as выходов фазорасщепителя, а выходом - к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, блок импульсного перевозбуждения выполнен в виде однофазного инвертора на управляемых ключах с трансформаторным выходом, а блок управления содержит блок фаэирования с пятью входами и триггер, причем вторичная обмотка трансформатора однофазного инвертора включена последовательно в одну из цепей статора электродвигателя, блок фазирования первым и вторым входами подключен к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, третьим и четвертым входами к прямому и инверсному выходам одной из фаз фазорасщепителя,пятым входом — к счетному входу триггера и к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, а выходами — к соответствующим управляющим входам ключей. однофазного инвертора, цепи питания которого предназначены для подключения к источнику постоянного тока.

2. Электропривод по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в него введен управляемый клю, однофазный инвертор выполнен по нулевой схеме с трансформаторным выходом, а блок фазирования содержит четыре элемента

2И-НЕ и два элемента ЗИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов

2И-HE подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам второго элемента ЗИНЕ, объединенные первые входы первого и третьего элементов 2И-НЕ и объединенные первые входы второго и четвертого элементов 2И-НЕ являются со- ответственно первым и вторым входами

1245443 блока фазирования, объединенные вторые входы первого и четвертого элементов 2И-HK и объединенные вторые входы второго и третьего элементов

2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока фазирования, объединенные третьи входы элементов ЗИ-НЕ являются пятым входом блока фазирования, выход которого образован выходами элементов ЗИ-НЕ, 4

Изобретение относится к электронике, а именно к электромеханическим устройствам гироприборов.

Известен электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, инвертор, задающий генератор, блок импульсного перевозбуждения,.регулятор напряжения (1) .

Недостаток электропривода состоит в одностороннем подмагничивании статора электродвигателя, что вызывает магнитную разбалансировку и ведет к дополнительной ошибке гиронрибора.

Известен электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, трехфазный инвертор напряжения, разделительный ключ в цепи питания инвертора, импульсный накопитель энергии (конденсатор), источник постоянного тока, задающий генератор, делитель частоты, фазовращатель и блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения (2).

Недостатком электропривода является низка; стабильность выходного напряжения инвертора ввиду отсутствия общей отрицательной обратной связи, введение которой затруднительно изза наличия импульса перевозбуждения в цепи питания инвертора.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод гироприбора, содержащий гнстерезисный электродвигатель, связанный цепями статора с выходом инвертора напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляющий вход инвертора соединен с выходами фазопри этом нулевой вывод трансформатора однофазного инвертора подключен к силовому выходу введенного ключа, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импуль сов перевозбуждения, а силовой вход предназначен для подключения к источнику постоянного тоKS °

3 расщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генератором, блок импульсного перевозбуждения, связанный с цепями ста5 тора, блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевоэбужпения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом10 к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения. Такой электропривод позволяет вводить отрнцательнув обратную связь по выходному напряжению инвертора, независимо от режима

1з работы блока импульсного перевозбуждения 13).

Недостатками электропривода являются одностороннее подмагничивание статора электродвигателя, ведущее к

30 магнитной разбалансировке и к дополнительной погрешности гироприбора, и ограниченный диапазон регулирования фазы и длительности импульсов перевозбуждения. Кроме того, напичие

И силовых ключей блока импульсного перевозбузпения в цепи питания электродвигателя снижает надежность злектропривода.

Цель изобретення — повышение точ® ности и надежности электропривода гироприбора.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе, содержащем гистерезисный электродвигатель, свяЗЮ.занный цепями статора с выходом инвертора напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоян4© ного тока, управляющий вход инверто5443

114 ра соединен с выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генерато— ром, блок импульсного перевозбуждения, связанный с цепями статора .электродвигателя блок задания часто5

Р ты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом — к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения, блок импульсного нереврзбуждения выполнен в виде однофазного инвертсуа на .управляемых ключах с трансформаторным выходом, а блок управления

15 содержит блок фаэирования с пятью входами н триггер, причем вторичная обмотка трансформатора одиофазного инвертора включена последовательно в одну иэ цепей статора электродвигателя, блок фазирования- первым и вторим входами подключен к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, третьим и четвертым входами

- к прямому и инверсному выходам одной

25 из фаз фазорасщепителя, пятым входом. к счетному входу триггера и к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, а выходами подключен к соответствую- 36 щим управляющим входам ключей однофазного инвертора, щепы питания которого предназначены для подключения к источнику постоянного тока.

Кроме того, в электропривод гиро- З5 прибора введен управляемый ключ, однофаэный инвертор выполнен по нулевой схеме с трансформаторным выходом, а блок фазирования содержит четыре элемента 2И-НЕ и два элемента ЗИ-НК, 4О причем выходы первого и второго элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента

ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-НЕ подсоединены к перво- 5 му и второму входам второго элемента

ЗИ-НЕ, объединенные первые входы первого и третьего элементов 2И-НЕ и объединенные первые входы второго и четвертого элементов 2И-НК являются 5О соответственно первым и вторьж входами блока фазирования, объединенные вторые вхрды первого и четвертого элементов 2И-НЕ и объединенные вторые входы второго и третьего элемен-55 тов 2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока фазирования, объединенные третьи входы элементов ЗИ-НЕ являются пятым входом блока фазирования, выход которого образован выходами элементов

ЗИ-НЕ, при этом нулевой вывод трансформатора однофазного инвертора подключен к силовому выходу введенного ключа,- управляющий вход которого подсоединен к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, а силовой вход предназначен для подключения к источнику постоянного тока.

На фиг. 1 представлен электропривод гироприбора; на фиг. 2 - варианты возможного суммирования выходного фазного напряжения инвертора с им пульсами перевозбуждения.

Электропривод гиронрибора содержит гистерезисный электродвигатель

1, соединенный цепями статора с выходом инвертора 2 напряжения, регулятор 3 напряжения, выход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока. Инвертор 2 напряжения управляющим входом подсоединен к выходу фазорасщепителя 4, вход которого через делитель 5 частоты соединен с выходом задающего генератора 6. Задающий генератор 6 и фазорасщенитель 4 связаны с входами блока 7 задания частоты фазы и длительности имнуль перевозбуждения. Блок 8 импульсного перевозбуждения выполнен в виде однофазного нулевого инвертора на управляемых ключах 9 и 10 и обратных диодах и 12 с трансформаторным выходом, причем вторичная обмотка 13 трансформатора 14 включена последовательно с одной из фаз электродвигателя 1, а нулевой вывод первичной обмотки 15 предназначен для подсоединения к источнику постоянного тока через управляемый ключ 16. Блок 8 импульсного перевозбуждения соединен с блоком 17 управления, содержащим блок

18 фазирования, который состоит из четырех логических элементов 19-22

2И-НЕ и двух элементов 23 и 24, "ЗИ-НЕ", и триггер 25. Выходы первого 19 и второго 20 элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов

2И-НЕ подсоединены к первому и второ- ° му входам второго элемента ЗИ-НЕ, объединенные первые входы первого 19 и третьего 21 элементов 2И-НЕ и объе- диненные первые входы второго 20 и

-1145443 Ь четвертого 22 элементов 2И-НЕ являются соответственно первым и вторым входами блока 18 фазирования, объединенные вторые входы второго 20 и третьего 21 элементов 2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока 18 фазироваиия, объединенные входы элементов ЗИ-НЕ 23 и 24 являются пятым входом блока 18 фазирования, выход которого образован выходами элементов ЗИ-НЕ 23 и 24.

В качестве источника витания одно" фазного инвертора может быть применен дополнительный источник постоянного тока, что зависит от конкретного вы" полнения электропривода. Инвертор 2 напряжения мджет быть выполнен по трехфазной мостовой схеме с трансформаторвым нли гальваническим управ" лением, а регулятор 3 напряжения в, зависимости от мощности электродвигателя 1 — по линейной компенсацион-.ной или импульсной схеме, фаэорасщепитель 4 выполнен по кольцевой пересчетной схеме на IK-триггерах. Делитель 5 частоты состоит иэ стандартных счетчиков, а задающий. генератор

6 представляет собой одну из известных релаксационных схем, например мультивибратор. Блок 7 задания часто-Зр ты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения может быть выполнен на реверсивных программируемых счетчиках,, регистрах или дешифраторах.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал с выхода задающего генератора 6 поступает на делитель 5 частоты, на выходе которого формируется сигнал с частотой, необходимой для работы фазорасщепителя 4. Фазорасщепитель 4 преобразует однофазный сигнал дели.еля 5 частоты в трехфазный.

С выхода фазорасщепителя 4 трехфаэиая система сигналов поступает на цепи управления инвертора 2 напряжения, выходное напряжение которого стабилизируется (регулируется) при помощи регулятора 3 напряжения. Кроме того, от задающего генератора 6 и фазорасщепнтеля 4 синхронизируется работа блока 7 задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения. Сформированные импульсы перевозбуждения и импульсы одной из фаэ фазорасщепителя 4 управляют ключом

16 и через блок 17 управления ключами 9 и 10 блока импульсного перевоз1 буждения. Управление происходит следующим образом. При отсутствии сигнала на выходе блока 7 задания частоты, фазы и длительности импульса перевозбужцения триггер 25 находится в со; стоянии, например, логический ноль, что соответствует открытому состоянию ключей 9 и 10, чем обеспечивается закорачивание первичной обмотки 15 трансформа-ора 14 и устранение индуктивного сопротивления в цепи питания электродвигателя 1. Ключ 16 в этом режиме закрыт. С приходом очередного импульса перевозбуядения на выходах логических элементов 19 и 20

2И-НЕ ноявляются логические единицы, а на выходах логических элементов

21 и 22 2И-ИЕ соответственно логические ноль и единица, что соответствует напичию логического нуля на выходе логического элемента 23 3H-HE u логической единицы на выходе логического элемента 24 ЗИ-НЕ. При этом ключ 9 закрыт, ключи 10 и 16 открыты и на выходной обмотке 13 трансформатора N формируется импульс положительной полярности, который еуммируется с положительной олуволиой фазного напряжения инвертора 2. Задним фронтом импульса перевозбуждения триггер 25 нереводится в состояние логического нуля и с приходом следующего импульса перевозбуждения логические единицы присутствуют на выходах логических элементов 21 и 22 2И-НЕ, а логические единицы и ноль соответственно на выходах логических элементов 19 и 20. йри этом ключ 10 закрыт, ключи 9 и 16 открыты и на выходной обмотке трансформатора 14 формируется импульс отрицательной полярности, который суюаюруется с отрицательной полуволной фазного напряжения инвертора 2 напряжения и т.д.

Возможные варианты суыиирования фазного напряжения инвертора с импульсами перевозбуждения приведены на диаграммах 26 — 28 (фиг. 2). Трансформатор 14 в период между импульсаии неревозбуждения работает как трансформатор тока с закороченной первичной обмоткой 15 и в принципе может быть использован как датчик фазного тока электродвигателя 1, а во время действия импульса перевозбуждения как трансформатор напряжения. Блок 7 задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуж1145443 дения позволяет регулировать фазу импульса от 0 до 360 эл.град. относительно фазного напряжения инвертора

2, что может иметь место, например, при осуществлении режима ресинхрони- S зации электродвигателя 1.

Таким образом, введение в электропривод однофазного инвертора с транс форматорным выходом позволяет устранить дополнительную оюибку гироприбора от магнитной разбалансировки благодаря устранению одностороннего подмагничивания статора электродви- гателя.

Благодаря трансформаторной развязке силовые ключи блока импульсного перевозбуждения не находятся непосредствейно в цепи статора электродвигателя, что обеспечивает повыйение надежности работы электропривода.

1 f45443

1145443

Составитель В.Тарасов

Редактор И.Киттулинец Техред(Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга

Заказ 1185/41 Тирам 64б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.укгород, ул.Проектная, 4