Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано ДЛЯ привода автоматических манипуляторов , автономных интегральных роботов и т.п. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Указанная цель достигается благодаря введению второй измерительной обмотки (О), к-рая вместе с первой измерительной О подключена к выходу г-ра высокой частоты. Это позволяет более точно вьщелить сигнал, пропорциональный CKopoc-fH двигателя и использовать его в контуре обратной связи по скорости, что приводит к повышению точности регулирования. Устр-во содержит элемент 6 сравнения , преобразовательный блок (Б) 5. Б 4 управления, преобразователь 3 о частоты, выход к-рого подключен к статорной О, две измерительные О, (Л подключенные к выходу указанного с г-ра и ко входу Б 7 обратной связи. Б 7 содержит фильтр 12, демодулятор 13 и Б 14 вьделения скорости. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ш4 Н 02 Р 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868123/24-07 (22) 1 1. 01. 85 (46) 30. 10. &6. Бюл. № 40 (72) В.M.Ïåòðoâ, Ю. Г. Войлов, В.И. Караченцев и Ю.В. Христофоров (53) 621. 723.. 316,. (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1064411, кл. Н 02 P 5/34, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 680130, кл. Н 02 P 5/40, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹864478,,кл. Н 02 P 7/42.

Патент СССР ¹ 548820, кл. Н 02 P 5/40, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 556384, кл. H 0 1 P 3/48, 1976. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода автоматических манипуляторов, автономных интегральных робо„„Я0„„1267580 А 1 тов и т.п. Цель изобретения — повышение точности регулирования. Указанная цель достигается благодаря введению второй измерительной обмотки (O), к-рая вместе с первой измерительной О подключена к выходу г — ра высокой частоты. Это позволяет более точно выделить сигнал, пропорциональный скорости двигателя и использовать его в контуре обратной связи по скорости, что приводит к повышению точности регулирования.

Устр-во содержит элемент 6 сравнения, преобразовательный блок (Б) 5.

Б 4 управления, преобразователь 3 час оты, выход к-рого подключен к статорной О, две измерительные О, подключенные к выходу указанного г-ра и ко входу Б 7 обратной связи.

Б 7 содержит фильтр t2, демодулятор 13 и Б 14 выделения скорости.

4 ил.

1267580

Изс}бретение относится к электротехнике и может быль использовано для привода механизмов автоматических манипуляторов, автономных»нтегра}}ьных роботов и т.п.

Целью изобретения является повышение точности регулирования скорости.

На фиг. 1 представлена блок-схема злектропривсда, на фиг. 2 и 3 схема расположения измерительных обмоток и схема замещения роторной и дополнительной обмоток, соответственно „ на фиг. 4 — выходные сигналы фильтра высокой частоты и амплитудного демодулятора.

Электponpllvop nep i!le}I}lol o тока со-держит асипхронный цьигатель с ксроткозамкнуть!ь! ротором с трехфазной силовой ;I первой измерительной обмотками и 2 на статоре преобразователь частоты 3 с блоком 4 управ!!ения, »1}есбр;}э Онат ель}!ый блОк 3 с Двумя

Входам»» тремя Выходами, элемент 6 сравнения, блок 7 обрати!}й связи. 1рехг1}!}зная си}говая обмотка 1 асинхронного дв!}гателя подключена к Выходу гр еобраз О зател» 3 ча .. .Тот!1, у»равняю!1}}!11 Вход которого }!О„}клю"-}ен к

Вь!хОДу бгlок:.} 5 !1!}ав;Tег!. ВхОДы которого подк;почены к соответ =твующим

Выходам про Оо р}! з сват ег1ьнс -o б lo}

ОД»Н ВХОД IIOT ОР ОГО ПОДК}!ЮЧСН IC ВЬ!ХО

Ду э1}смента 6 сравнен»я, а Др угон

Dxo! — .c Выходу блока 7 Обрат}!Ой связи, од}11! Вход которогo подк;ночеи к.

G„ i}Ioèó Выводу первой изыср}!тел}ьнс}1 обмотки 2 од!}н вход элемента 6 сравнения подключс-; к задатчику сксростн, а llp qÃÎÉ Б :o!i, — к В1)ьходч блск1. 7 обратной св!}з».,, Вторая измерительная обмогка В„ген! ратор 9 Высокой частоты, два разделитель}!ых резистора

10 и 1 l, (}}IOI 7 Обратной связи сос-та!зле из соед»пенных псследсвате}1!.-но 4и}!ьтрг} 12 высокой частоты, ам— гглитуднсго демодулятора 13 и блока

14 вычисn eli »rl скорости, 1- ыход которого яв}гнется Выходом блока 7 обратной сняв», двумя Входами которого явл»ются входь. фильтра 12 Вьгсоко}! частоты, Один Вывод второй»!!мер»-те}!ь}}О!! обмотки 8 ссединс н с !}руги!!

Вывод >и первой»амер»тельной }збмот— ки 2 и заземлен другой Вывод НТо рой нзмерител}»сй обмотк» 8 нсдк,паче» к другому -!ходу блока 7 обратной связ» » через первый разделительный резистор 10 к одному выводу генератора 9 Высокой частоты, другой вывод которого через второй разделительный резистор 11 1}одключен к

5 одному выводу первой измерительной обмотки 2, 11а фиг. 4 приняты следующие обозначения: 15 и 16 — напряжения на выходах фильтра высокой частоты 17 и 18 — напряжения на выходах амплитудного демодулятора.

Электропривод работает следующим образом.

По сигналу задания скорости с,5, и сигналу обратной связи }.! элемент

6 сравнения вырабатывает ра.зностный сигнал <è, который подается на перВый вход преобразовательного блока

5, который ..}реобразуетлг-З, а также

21} сигнал }5, подаваемый «а его второй вход, в совокупность сигналов зада— ния амплитуды 3 частоты сд, и фа-зы Ч}, тока питани}1 статора. По этим сигналам блок 4 управления формирует

25 сигналы управлен»я силовой схемой преобразователя 3, к выходу которого подключены фазы Л, В и С трехфаз— ной силовой обмотки 1 асинхронного

ДВ»гателя . Дополнительно измерительЗг5 ные обмотки 2 и 8 через разделительные резисторы 10» 11 запитываются

or гellepaтора 9 высокой частоты. Высокочастотное напряжение с обмоток

l0 и 11 вместе с:гизкочастотными составля}ошими наводимой в них ЭДС поступает на вход фильтра 12 Высокой частоты, B котором вь}целя!атся высоко— частотные сигналы 15 и 16 (фиг. 4), промоцул»р о ванные зуб цовыми пульса,}!} Д»1!м}» Л!плитудны}1 демодулятор 13

Выделяет с»нусну}о и косинусную огибающие 17 и 18 (фиг. 4), пропорцио— нальные синусу и косинусу угла поворота ротора, по которым вырабатыва— ется сигнал обратной сгязи по скорости }5 В блоке 14 (фиг. 1) вычисления скорости.

Сигнал <.5 получается следующим образом. 1(аждую измерительную обгг} 1lст ку ?» 8 и кор От ко за!!к нутыг! Виток боковой поверхности ротора можно представить как трансформатор с переменной взаимоинцуктпвностью (фиг. 3} .

Для упрощен»я предположим, что коэффициент связи короткозамкнутого витка и любой измерительной обмотки

2 и 8 изменяется от 0 до 1.

1? 6 7 .) Я О (6) K ганг

О(к<1, (1) UI = . (1+созп х), Г

2 2 (3) а амплитуда огибающей тока высокой частоты

Е (4) U1 = 11311

Поскольку все входящие в (4) величины, кроме К не зависят от угла поворота ротора, то можно выбрать такую форму и расположение измерительных обмоток, т. е. зависимость коэффициента связи от угла поворота ротора, чтобы огибающая тока вы— сокой частоты была синусоидной или косинусоидной.

В частности, если положить в (4)

Ri HALI то при

) (5) 2-с os—

Фу

I 2 где К вЂ” коэффициент связи;

М вЂ” взаимная индуктивность, — индуктивность измерительной обмотки, LII — индуктивность короткозамкнутого витка.

Тогда эквивалентное комплексное входное сопротивление такого трансформатора

М М

Z= —,=RI+jQLi + " . (2) .

Т R2+j ALII

3 где Š— выходное напряжение генератора высокой частоты

Ь

I — т ок из мерительной обмотки, К1 — активное сопротивление в цепи измерительной обмотки, R2. — активное сопротивление короткозамкнутого витка

< — круговая частота генератора.

Если пренебречь активным сопротивлением короткозамкнутого витка, а активное сопротивление в цепи икзмерительной обмотки сосредоточить на разделительном резисторе, то напряжение на этой обмотке будет определяться выражением где — угол поворота вала двигателя, п — число короткозамкнутых витков ротора.

Сигнал, пропорциональный синусу угла, получается аналогично при расположении второй измерительной обмот

10 ки со сдвигом на 1/4 периода короткозамкнутого витка боковой поверхности ротора.

В блоке 14 вычисления скорости одним из известных способов, на15 пример по соотношению где

20 х — соз пб g — $1ПО(Таким образом, благодаря введению второй измерительной обмотки, 25 подаче на обе указанные обмотки сигнала высокой частоты и последующей обработке этих сигналов в блоке обратной связи повышается точность регулирования скорости электропривода.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, с трехфазной силовой и первой измерительной обмотками на статоре, преобразова— тель частоты с блоком управления, преобразовательный блок с двумя вхо. дами и тремя выходами, элемент сравнения, блок обратной связи, трехфазная силовая обмотка асинхронного двигателя подключена к выходу преобразователя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу блока уп45 равления, входы которого подключены

f к с оответствующим выходам ир еобра зо- . вательного блока, один вход которого подключен к выходу элемента cpBI3 нения, а другой вход — к выходу бло50 ка обратной связи, один вход которого подключен к одному выходу первой измерительной обмотки, один вход элемента сравнения подключен к задатчику скорости, а другой вход — к выхо55 ду блока обратной связи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости, в него введены вторая измеритель12675

Составитель Б.Алишечкин

Редактор А. Гулько Техр ед И. Попович 1<орр ектор Е, Р ошко

Заказ 5832/56 Тираж 631 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 ная обмотка, генератор высокой частоты и два разделительных резистора, блок обратной связи составлен из соединенных последовательно фильтра высокой частоты, амплитудного демодулятора и блока вычисления скорости, выход которого является выходом блока обратной связи, двумя входами которого являются входы фильтра высокой частоты, один вывод второй измери†10 тельной обмотки соединен с другим вы— водом первой измерительной обмотки и заземлен, другой вывод второй измерительной обмотки подключен к другому входу блока обратной связи и- через первый распределительный резистор — к одному выводу генератора высокой частоты, другой вывод которого через второй разделительный резистор подключен к одному выводу первой измерительной обмотки.