Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике -и может быть использовано при создании электроприводов с синхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, позволяющий осуществить подачу напряжения питания с изменением угла отсечки в процессе импульсного регулирования в заданном диапазоне изменения частоты вращения ротора, применяемым, например , при измерении динамической износостойкости магнитных дисков. г л. Y i4rr-i7 ::. Ё | 4izHСтол 18 Целью изобретения является повышение точности за счет снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя . В устройстве частота вращения ротора двигателя задается управляющим напряжением, поступающим на управляющий вход задатчика длительности импульса (ЗД) 22. По сигналу Пуск начинает вращаться ротор двигателя I, и на выходе датчика частоты вращения (ДЧ) I9 появляются сигналы . Сигнал с выхода ДЧ 19 запускает ЗД 22. Сигналы с ДЧ I9 и ЗД 22 сравниваются по длительности элементами 2И 20 и 21. Сигналы с выходов элементов 2И, пропорциональные по длительности разности между текущей частотой вращения ротора двигателя и заданной, поступают на элемент 23 сравнения и далее черей элемент 24 согласования, элементы 11,12,13 выдержки , элементы 2ИЛИ 14,15,16 и блоки 3,4,5 управления поступают на входы управляемого коммутатора (УК) 2, УК 2 подключает статорные обмот (Л оо 00 00 эо и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН а9! сю (59 4 Н 02 P 5/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2) ) 3993120/24-07 (22) 7.12.85 (46) 07.02.87. Бюл. ¹ 5 (72) В.С. Эстрин, Б.А. Волков, Ф.Г . Файзуллин и В.А. Матвеев (53) 621.3)6 ° 717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 944044, кл. Н 02 P 5/34, 1980

Авторское свидетельство СССР

¹ 1072226, кл. Н 02 P 5/40, 1982 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТ)! ВРА)))ЕНИЯ АСИНХРОГ)НОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике .и может быть использовано при создании электроприводов с синхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемьiA коммутатор, позволяющий осуществить подачу напряжения питания с изменением угла отсечки в процессе импульсного регулирования в заданном диапазоне изменения частоты вращения ротора, применяемым, например, при измерении динамической износостойкости магнитных дисков, Целью изобретения является говышение точности за счет снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя. В устройстве частота вращения ротора двигателя задается управляющим напряжением, поступающим на управляющий вход задатчика длительности импульса (ЗД) 22, Ло сигналу

"Пуск" начинает вращаться ротор двигателя 1, и на выходе датчика частоты вращения (ДЧ) !9 появляются сигналы, Сигнал с выхода ДЧ 19 запускает

ЗД 22 ° Сигналы с ДЧ 19 и ЗД 22 сравниваются по длительности элементами 2И 20 и 21. Сигналы с выходов элементов 2И, пропорциональные по длительности разности между текущей частотой вращения ротора двигателя и заданной, поступают на элемент 23 сравнения и далее через элемент 24 согласования, элементы 1!,12,13 выдержки, элементы 2ИЛИ 14,15,16 и блоки 3,4,5 управления поступают на входы управляемого коммутатора (УК)

2 ° УК 2 подключает статорные обмот1288884 ки двигателя 1 к питающему напряже- ки питающего напряжения производится нию трехфазной сети так, чтобы угол в каждый полупериод, каждым импульсом ,отсечки питающего напряжения изменял- с выхода ДЧ 19, чем обеспечивается ся. в соответствии с изменением часто- максимальная стабильность частоты ты вращения ротора двигателя. Авто- вращения асинхронного электродвигаматическое регулирование угла отсеч- теля. l ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, позволяющий осуществить подачу напряжения питания с изменяющимся углом отсечки, в процессе импульсного регулирования в заданном диапазоне изменения частоты вращения ротора, применяемым например при измерении динамической износостойкости магнитных дисков.

Целью изобретения является повышение точности путем снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя, На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит управляемый коммутатор 2, предназначенный для подключения к фазам статорной обмотки электродвигателя, блоки

3-5 управления коммутатором 2. Блок

6 синхгонизации, входы которого предназначены для подключения к источнику питания, выполнен в виде трех формирователей 7-9 импульсов и трансформатора 10, первичная обмотка которого .соединена по схеме трехфазной звезды, выводы которой являются входами блока 6 синхронизации. Вторичная обмотка трансформатора 10 соединена по схеме шестифазной звезды, три вывода которой соединены соответственно с первыми входами трех формирователей

7-9. Четвертый, пятый и шестой выводы вторичной обмотки трансформатора

10 соединены с первыми входами блоков 3 — 5 управления коммутатором.

Выходы трех формирователей 7-9 импульсов образуют выходы блока 6 асинхронизации и подключены к одним входам трех управляемых элементов

5 11-13 задержки, выходы которых соединены с первыми входайи трех элементов 2 ИЛИ 14 — 16, другие входы которых подключены к выходу формирователя 17.пуска и к S-входу RS-триггера 18, выход которого подключен к разрешающему входу блока 6 синхронизации, образованному объединенными вторыми входами формирователей

7-9 °

Один из выходов датчика 19 частоты вращения соединен с одним из вхо-,, дов первого элемента 2 И 20, другой выход датчика 19 частоты вращения соединен с одним из входов второго элемента 2И 21 и с запускающим входом эадатчика 22 длительности импульса, управляющий вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, выходы за25. датчика 22 длительности импульса соединены со вторыми входами элементов

2И 20 и 21, выходы которых через элемент 23 сравнения соединены со входом элемента 24 согласования, выходом соединенного с другими входами управляемых элементов 11-13 задержки, Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя работает сле35 дующим образом, Сигналом с формирователя 17 пуска осуществляется включение электродвигателя 1. Предварительно RS-триггер

18 приводится в единичное состояние.

Триггер разрешает работу блоку 6 си хронизации, открывая входы формирователей 7-9 импульсов. Выходной импульс с выхода формирователя 17, 1288884 пройдя через элементы 2 ИЛИ 14-16 и блоки 3-5 управления, поступает на управляющие электроды тиристоров коммутатора 2, подключая его на время, необходимое для начала вращения рото- 5 ра двигателя 1, Как только ротор двигателя 1 начнет вращаться, начинает работать датчик 19 частоты вращения.

Выходной импульс с выхода датчика

19 по переднему фронту запускает за- 0 датчик 22 длительности импульса.

Длительность выходных импульсов задатчика 22 длительности импульса задается управляющим напряжением источника управляющего напряжения. Дли- 15 тельность этих импульсов сравнивается с длительностью импульсов с датчика 19 частоты вращения. В зависимости от их разности срабатывает соответствующий элемент 2И 20 или 21. 20

Длительность выходных импульсов с выхода элементов 2И 20 или 21 равна разности сравниваемых импульсов с выходов датчика 19 частоты вращения и задатчика 22 длительности импульса. 25

Если частота вращения ротора двигателя 1 станет больше или меньше, то длительность импульса с выходов датчика 19 частоты вращения станет больше или меньше длительности импульса с выхода задатчика 22 длительности импульса. С этого момента начинает срабатывать соответствующий элемент 2И или 21, реагирующий на увеличение или уменьшение частоты 35 вращения ротора двигателя 1. Импульсы с выходов элементов 2И 20 и 21 поступают на соответствующие входы элемента 23 сравнения импульсов, который представляет собой интегратор 40 импульсов, потенциал с выхода которого пропорционален разности длительности импульсов, поступающих на его входы, Выходной сигнал с выхода эле мента 23 сравнения поступает на р5 вход элемента 24 согласования, сигнал с выхода которого управляет работой управляющих элементов 11 — 13 задержки, увеличивая или уменьшая время задержки сигналов, поступающих с выходов формирователей 7-9 блока 6 синхронизации.

Выходные сигналы с выходов элементов 11 — 13 задержки, пройдя через элементы 2 ИЛИ 14. — 16 и блоки 3-5 управления, включают коммутатор 2 в течение каждой полуволны питающего напряжения двигателя и выключают последний при переходе полуволны питающего напряжения через нуль. Если частота вращения ротора двигателя l отличается от величины, заданной эадатчиком 22 длительности импульса, сигнал с выхода элемента 23 сравнения, элемента 24 согласования, воздействуя на управляющие элементы 1113 задержки, изменяет угол отсечки таким образом, чтобы на двигатель 1 подавалось большее или меньшее действующее напряжение питания, изменяющее частоту вращения ротора двигателя до заданной величины.

Для задания большей или меньшей частоты вращения ротора двигателя увеличивают или уменьшают напряжение управления, При этом на выходе задатчика 22 длительности импульса вырабатывается импульс меньшей или большей длительности и срабатывает соответствующий элемент 2 И 20 или 21. Соответственно изменится потенциал на выходе элемента 23 сравнения, воздействующий через элемент 24 согласования на управляющие входы элементов

Il — 13 задержки, который изменяет величину задержки сигналов, поступающих на их запускающие входы с формирователей 7 — 9 импульсов блока 6 синхронизации, так, чтобы при задании частоты вращения ротора двигателя угол отсечки напряжения питания уменьшался, а при задании меньшей частоты вращения — увеличивался. Таким образом, изменяя управляющее напряжение по определенному заКону, можно получить изменение частоты вращения ротора по тому же за кону.

Максимальная стабильность частоты вращения достигается тем, что автоматическое регулирование происходит каждым импульсом с выхода датчика 19 и по мере инерционности двигателя выходные импульсы с элементов 2И 20 и

21 поступают поочередно на входы элемента 23 сравнения, причем временная расстановка импульсов с выходов элементов 2И равна длительности импуль- . сов с выхода датчика 19 частоты вращения. Регулировка угла отсечки напряжения питания двигателя происходит в каждый полупериод питающего напряжения, что в целом обеспечивает максимальную чувствительность устройства, 1288884

Формула изобретения

Составитель Е. Перемыслова

Редактор Н, Егорова Техред И.Верес Корректор А. Тяско

Заказ 7821/57 Тираж 683 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

Таким образом, предлагаемое уст ройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя значительно снижает динамические перегрузки и позволяет получать максимальную стабильность изменения частоты вращения ротора двигателя при малом времени разгона и останова двигателя„ обеспечивая таким образом высокую точность про- 10 цесса регулирования.

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, содержащее управляемый коммутатор, предназначенный для подключения к фазам статор- 20 ной обмотки электродвигателя, блоки управления коммутатором, блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к источнику питания, датчик. частоты вращения, RSтриггер, R -вход которого предназначен для подачи команды на останов двигателя, три элемента 2 ИЛИ, элемент сравнения, первый управляемый элемент задержки, о т л и ч а ю щ е- 30 е с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя, в него введены второй и третий управляемые элементы задержки, задатчик длительности импульса с запускающим и управляющим входами, два элемента 2И, элемент согласования и формирователь пуска, а блок синхро- 40 низации выполнен в виде трех формирователей импульсов и трансформатора, первичная обмотка которого соединена по схеме трехфазной звезды, выводы которой являются входами блока синхронизации, вторичная обмотка трансформатора соединена по схеме шестифазной звезды, три вывода которой соединены соответственно с первыми входами трех формирователей импульсов, четвертый, пятый и шестой выводы вторичной обмотки трансформатора подключены к первым входам блоков управления коммутатором, выходы трех формирователей импульсов образуют выходы блока синхронизации и подключены к одним входам трех управляемых элементов задержки, выходы которых соединены с первыми входами трех элементов 2 ИЛИ, другие входы которых подключены к выходу формирователя пуска и S-входу 8 -5-триггера, выход которого подключен к разрешающему входу блока синхронизации, образованному объединенными вторыми входами формирователей импульсов, один из выходов датчика частоты вращения соединен с одним из входов первого элемента 2И, другой выход датчика частоты вращения соединен с одним из входов второго элемента 2И и с запускающим входом задатчика длительности импульса, управляющий вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, выходы задатчика длительности импульса соединены с вторыми входами элементов 2И, выходы которых через элемент сравнения соединены со входом элемента согласования, выход которого соединен с другими входами управляемых элементов задержки.