Следящий вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовдно в электроприводе. Цель изобретения - повышение качества регулирования. Устройство содержит двухфазный синхронный электродвигатель (Э).1 с якорными обмотками 2, датчик положения ротора в виде вращающегося трансформатора (ВТ) 3, на одном магнитопроводе которого расположены обмотка возбуждения 4 и дополнительная обмотка 5, а на другом - синусная 6 и косинусная 7 выходные обмотки. Устройство содержит также фазочувствительный усилитель 8 мощности, источник опорного напряжения 9, модулятор 10, сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12 дистанционной передачи,промежуточный усилитель 14 сигнала рассогласования . ВТ 3 и сельсин-приемник 12 связаны с валом Э 1. Снабжение ВТ 3 квадра:турной обмоткой 18 и выполнение формирователя 15 опорного напряжения в виде нелинейного блока с релейной характеристикой исключают возникновение режима автоколебаний в согласованном положении. После обработки заданного рассогласования повышается точность работы следящего вентильного электропривода , тем самым улучшается качество регулирования. 3 ил. г сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (1!) (5g 4 Н 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3514503/24-07 (22) 14.10.82 . (46) 30.06.86. Бюл. У 24 (72) Л.М. Епифанова, В. Н. Куликов, :Ю.П. Лукин и А.Г. Микеров (53) 62-83:621 313.392 (088.8) (56) Патент США 9 4135120, кл. 318-138, 1979.

Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств.

Л.: Энергия, 1976, с. 292-293.

Авторское свидетельство СССР

У 972646, кл. Н 02 Р 6/02, 1981.

М (54) СЛЕДЯЩИЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электропрнводе. Цель изобретения— повышение качества регулирования.

Устройство содержит двухфазный синхронный электродвигатель (Э), 1 с якорными обмотками 2, датчик положения ротора в виде вращающегося транс" форматора (ВТ) 3, на одном магнитопроводе которого расположены обмотка возбуждения 4 и дополнительная обмотка 5, а на другом — синусная 6 и косинусная 7 выходные обмотки. Устройство содержит также фаэочувствительный усилитель 8 мощности, источник опорного напряжения 9, модулятор

10, сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12 дистанционной передачи,промежуточный усилитель 14 сигнала рассогласования. ВТ 3 и сельсин-приемник

12 связаны с валом Э 1. Снабжение .ВТ 3 квадратурнай обмоткой 18 и выполнение формирователя 15 опорного напряжения в виде нелинейного блока с релейной характеристикой исключают возникновение режима автоколебаний в согласованном положении. После обработки заданного рассогласования повышается точность работы следящего вентильного электропривода, тем самым улучшается качество регулирования. 3 ил.

1400 2 .магнитопровод.:вращающегося трансформатора 3 снабжен квадратурной обмоткой 18,. noäêëþ÷åííoé к выходу источника 9 опорного напряжения. При этом ось дополнительной обмотки 5 совпадает с осью квадратурной обмотки

8. Таким образом, дополнительная обмотка является также квадратурной относительно обмотки 4 возбуждения

10 вращающегося трансформатора.

Промежуточный усилитель 14 с выходом,ка постоянном токе содержит (фиг.2) последовательно соединенные усилитель переменного тока на операционном усилителе .19, фаэочувствительный выпрямитель (ФЧВ) на операционном усилителе 20, LC-фильтр на элементах 21 и 22 и корректирующую (например дифференцирующую) цепь на

26> элементах 23-25. ФЧВ выполнен на операциоцном усилителе 20 с единичным коэффициентом усиления оба входа которого соединены с выходом операционного усилителя 19, а неинвертирующий вход соединен также с об-.

Ф .. 124

Изобретение относится к электротехнике, в частности к следящим электроприводам с вентильным электродвигателем.

Цель изобретения — повышение.-, качества регулирования путем повышения точности отработки углового поло" жения за счет исключения режима автоколебаний в согласованном положении.

На фиг ° 1 изображена функциональная схема следящего вентильного электропривода, на фиг. 2 и 3 " соответственно принципиальные схемы промежуточного усилителя сигнала рассогласования, модулятора и фазочувствительного усилителя мощности.

Следящий вентильный электронривод (фиг.1) содержит двухфазный синхронный электродвигатель 1 с якорными обмотками 2, датчик положения ротора в виде вращающегося трансформатора 3.

На одном магнитопроводе вращающегося трансформатора 3 расположены обмотка 4.возбуждения и дополнительная обмотка 5, а на другом — синусная 6 и косинусная 7 выходные обмотки.

Электропривод содержит также фазочувствительный усилитель 8 мощности с тремя входами, два из которых подключены соответственно к синусной

6 и косинусной 7 выходным обмоткам вращающегося трансформатора 3, а выход усилителя 8 мощности подключен к якорным обмоткам 2 синхронного элек- . тродвигателя 1. Следящий электропривод содержит также источник 9 опор ного напряжения, модулятор 10 и последовательно соединенные сельсиндатчик 11 и сельсин-приемник 12 дистанционной передачи, причем сельсин-приемник 12 установлен на валу 13 синхронного электродвигателя 1 и выходом связан через промежуточный усилитель 14 сигнала рассогласования и модулятор 10 с обмоткой 4 возбуждения вращающегося трансформатора 3. Другой (опорный) вход модулятора 10 подключен к выходу источника 9 опорного напряжения.

Электропривод содержит формирователь

15 опорного напряжения, вход которого подключен к дополнительной обмотке 5 вращающегося трансформатора, а выход 16 — к третьему (опорному) входу 17 фазочувствительного усилителя 8 мощности.

Формирователь 15 опорного напряжения выполнен в виде нелинейного блока с релейной характеристикой, а щей шиной 26 через ключ, выполненный на транзисторе 27. На базу транзистора 27 подано опорное напряжение

U Корректирующая цепь на элемен30 тах 23-25 служит для обеспечения устойчивости следящего электропривода и в частном случае может отсутствовать или быть выполненной иначе.

Модулятор 1О выполнен в виде операционного усилителя 28 (фиг.2) с единичным коэффициентом усиления,оба входа которого соединены с выходом промежуточного усилителя 14, а неинвертирующий вход соединен также с об4О щей шиной 26 через ключ, выполненный ка транзисторе 29. База этого транзистора подключена к выходу источника 9 опорного напряжения.

Источник 9 опорного напряжения может быть выполнен,, например в ви" де компаратора 30, входы которого соединены с вторичной. обмоткой опорного трансформатора 31, подключенного, например, к сети переменного тока. В качестве источника 9 опорного напряжения может быть также использован любой другой импульсный генератор, выполненный, например, на операционном усилителе с положительной обратной связью.

Фазочувствительный усилитель .8 мощности (фиг.З) содержит два идентичных какала, сикускый 32 и коси"

3 1 нусный 33 выход каждого из которых подсоединен к соответствующей фазе якорной обмотки 2 синхронного электродвигателя 1, а управляющий вход подключен к соответствующей выходной обмотке 6 или 7 вращающегося трансформатора 3. Каждый канал содержит последовательно соединенные

ФЧВ (например, на операционном уси,лителе 34 с ключом на транзисторе 35, аналогичный изображенному на фиг.2), LC-фильтр в виде цепи 36 и 37 и усилитель 38 постоянного тока любого типа. База 39 транзистора 35 подключена к общему опорному входу 17 усилителя 8 мощности, соединенному с выходом формирователя опорного напряжения выполненному в виде нелинейного блока с релейной характеристикой на базе компаратора 40„ неинвертирующий вход которого подключен к дополнительной обмотке 5 вра щающегося трансформатора 3, а инвертирующий вход соединен с общей шиной

Следящий вентильный электропривод работает следующим образом.

Сигнал рассогласования, выработанный сельсин-приемником 12 {фиг.1), проходит через промежуточный усилитель 14, модулятор 10, поступает в виде напряжения U> переменного тока на обмотку 4 возбуждения вращающегося трансформатора 3, на выходных обмотках 6 и 7 которого появляются соответственно напряжения U< и U < фаза несущей частоты которых, сдвинута на угол ь ф относительно фазы опорного напряжения U+«, Однако фазовый сдвиг не вносит погрешности в работу фаэочувствительного усилителя 8 мощности, так как на опорный вход 17 этого усилителя поступает опорное напряжение U . имеющее тот же сдвиг фаз д ф относительно

Uonq, что и входные напряжения Пз и

0с.Это связано с тем, что фаза опорного напряжения U q q выработанного формирователем 15 опорного напряже.ния, равна фазе напряжения 0ь дополнительной обмотки 5. Дополнительная обмотка 5.и выходные обмотки 6 и 7 являются вторичными обмотками вращающегося трансформатора, сдвиг фаз несущей частоты в которых одинаков и равен аф и определяется состоянием магнитопроводов, образующих единую магнитную систему вращающегося трансформатора 3, которое зависит от результирующего магнитного пото241400

40

4 5

30 ка, создаваемого обмоткой 4 возбуждения и квадратурной обмоткой 18. При этом все внешние факторы, воздействующие на состояние магнитопроводов, такие как температура, вибрации, влажность, частота и амплитуда питаю" щей сети и т.д. приводят к одинаковому изменению этого фазового сдвига

А ф во всех вторичньЫ обмотках. Сле« довательно, при любых знаке и амплитуде напряжения ошибки Ц, а также изменении условий эксплуатации фазы напряжений U, U и U < на выходах фазочувствительного усилителя 8 мощности одинаковы иаи отличаются при

180 . В процессе отработки заданного углового положения напряжения Ц, U>, a также U и Uc, на входах усилителя 8 мощности стремятся к нулю,но автоколебаний не возникает, так как опорное напряжение Ур„ постоянно по амплитуде и фазе, вследствие того, что оно определяется напряжением U квадратурной обмотки 5,. не зависящим от напряжения Пз обмотки

4 воэбуздения.

Таким образом, счет исключения возникновения режима автоколебаний в согласованном положении, после отработки заданного рассогласования повышается точность работы следящего вентильного электропрнвода и улучшается качество регулирования.

Формула из обре те ния

Следящий вентильный электропривод, содержащий двухфазный синхронный электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к выходу фазочувствительного усилителя мощности, уп равляющие входы которого соединены соответственно с синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, а опорный вход подключен через формирователь опорного напряжения к дополнительной обмотке вращающегося трансформатора, обмотка возбужцения которого соединена с .выходом модулятора, опорный вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, а к управляющему входу подключены последовательно соединенные сельсин-датчик,сельсин-приемник и промежуточный усилитель сигнала рассогласования, причем вращающийся трансформатор и сельсинприемник механически связаны с валом двухфазного синхронного электродви124

5 гателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования путем повышения точности отработки углового положения sa счет исключения режима автоколебаний в согласованном положении, вращаю" щийся трансформатор снабжен квадратурной обмоткой, подключенной к вы3400

1 ходу генератора опорного сигнала, а формирователь опорного напряжения выполнен ввиде нелинейногоблока срелей>.

> ной характеристикой, причем магнитные оси дополнителънойи квадратурнойобмо ток вращающегося трансформатора сов падают и расположены на одном магнитопроводе с, обмоткой возбуждения.

124! 400

Составитель М. Сон

Редактор Е, Копча Техред,П.Олейник Корректор В. Бутяга

Заказ 3609/52

Тираа 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4