Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности и увеличение стабильности характеристик. Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока термодатчика 11, установленного на статоре синхронного двигателя 1, масштабирующего усилителя 12, сумматора 13, элемента уставки 14, блока деления 15 и датчика 16 напряжения, В электроприводе сигнал задания момента формируется т.о., что ни один из токовых контуров не выходит из скользящего режима при любых изменениях питающего напряжения и температуры. Это исключает режимы работ, в которых проявляются нелинейные свойства электропривода. 2 ил. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

А1 (; (и ) 1( (51) 4 Н 02 Р 7 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047196/24-07 (22) 07.04.86 (46) 23.08.87. Бюл. 1)- 31 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.С.Вальков, Т.Д.Ким, Е.И.Кутузов и М.В.Толстиков (53) 62-83:621.313,333(088.8) (56) Исполнительные устройства и сервомеханизмы. — Техническая кибернетика. /Под ред. В ° В.Солодовникова, кн. 3 — М.: Машиностроение, 1976, с. 206-220.

Авторское свидетельство СССР

11 1112520, кл. Н 02 P 7/42, 1983. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности и увеличение стабильности характеристик. Указанная цель достигается введением в электропривод переменного тока термодатчика

11, установленного на статоре синхронного двигателя 1, масштабирующего усилителя 12, сумматора 13, элемента уставки 14, блока деления 15 и датчика 16 напряжения. В электроприводе сигнал задания момента формируется т.о., что ни один из токовых контуров не выходит из скользящего режима при любых изменениях питающего напряжения и температуры. Это исключает режимы работ, в которых проявляются нелинейные свойства электропривода, 2 ил.

1332506

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электроприводу переменного тока на основе синхронного двигателя, и может быть использовано во всех областях

5 промьппленности для регулирования скорости и положения нагрузки при высоких требованиях к точности и качеству регулирования. 10

Цель изобретения — повышение надежности и увеличения .стабильности характеристик.

На фиг.! представлена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг.2 — схема ограничителя напряжения.

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 (фиг.1), подключенный обмотками статора через датчик фазных токов 2 к выходам усилителя 3 мощности, датчик угла 4, механически связанный с синхронным двигателем 1, и последовательно соединенные регулятор 5 угла, ограничитель 25

6 напряжения с дополнительным входом управления, инерционное звено 7, узел

8 токоограничения, преобразователь 9 координат и регулятор 10 токов, другой вход которого. подключен к соответствующим выходам датчика 2 фазных токов, а выход регулятора 10 токов подключен к управляющим входам усилителя 3 мощности, при этом выход датчика 4 угла соединен с выходом обрат35 ной связи регулятора 5 угла и опорным входом преобразователя 9 координат.

В электропривод переменного тока введены термодатчик 11, установленный на статоре синхронного двигателя 1, масштабирующий усилитель 12, сумматор

13, элемент 14 уставки, блок 15 деления и датчик 16 напряжения, подключенный входом к выходу звена постоянного тока усилителя 3 мощности. При этом выход датчика 16 напряжения соединен с входом делимого блока 15 деления, вход делителя которого подключен к выходу сумматора 13. Выход блока 15 деления соединен с входом упра50 вления ограничителя 6 напряжения, а выход термодатчика 11 через масштабирующий усилитель 12 подключен к одному из входов сумматора 13, другой вход которого соединен с выходом элемента 14 уставки.

Ограничитель 6 напряжения содержит инвертирующий усилитель 17 (фиг.2), ограничительный резистор 18 и два диода 19 и 20. Выводы ограничительного резистора 18 образуют вход и выход ограничителя 6 напряжения, вход управления которого образован катодом диода 19 и входом инвертирующего усилителя 17. Выход инвертирующего усилителя 17 соединен с анодом диода 20, катод которого и аноддиода 19 подключены к выходу ограничителя 6 напряжения.

Синхронный двигатель 1 мож т быть обычным или с электромагнитной редукцией частоты вращения. Усилитель 3 мощности представляет собой транзисторный или тиристорный импульсный преобразователь энергии со звеном постоянного тока. Датчик 4 угла может быть выполнен на основе сельсина, поворотного трансформатора или оптического кодирующего преобразователя, Регулятор 10 штоков содержит несколько элементов сравнения (по числу фаз двигателя), выход каждого из которых соединен с входом релейного элемента с гистерезисом.

В качестве узла 8 токоограничения может быть использован ограничитель напряжения, а в качестве регулятора

5 угла — пропорциональный регулятор, реализованный на суммирующем операционном усилителе. Инерционное (аперио-, дическое) звено 7 может быть выполнено на огерационном усилителе с КС-цеI пью в обратной связи. Датчик 16 напряжения может быть выполнен на основе делителя на резисторах с потенциальной развязкой.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Синхронный делитель 1 производит перемещение нагрузки. Для отработки заданной координаты регулятор 5 угла производит сравнение сигнала задания углового положения с выходным сигналом датчика 4 yr a. В результате на выходе регулятора 5 угла формируется управляющий сигнал, который через ограничитель 6 напряжения, инерционное звено 7 и узел 8 токоограничения поступает на вход преобразователя 9 координат. При этом уровень насьпцения ограничителя 6 напряжения зависит от величины напряжения в звене постоянного тока усилителя 3 мощности и от температуры статорных обмоток синхронного двигателя 1. На вход преобразователя 9 координат поступает также информация об угловом положении ротора двигателя с датчика 3 угла °

1332506

На выходе преобразователя 9 координат формируются сигналы задания фазных токов, являющиеся синусоипальными функциями угла. Амплитуда этих

Ь напряжений пропорциональна сигналу задания момента, поступающему с выхода узла 8 токоограничения. В регуляторе 10 токов производится сравнение токов, протекающих в фазах синхронно- 0 го двигателя 1, с сигналами их задания. При этом регулятором 10 токов осуществляется включение и отключение соответствующих силовых ключей усилителя 3 мощности. В результате токи в фазах синхронного двигателя 1 соответствуют сигналам задания.

В зависимости от знака сигнала задания момента, поступающего на вход преобразователя 9 координат, фаза то- о ков в обмотках меняется на 180, при этом меняется знак электромагнитного момента на валу синхронного двигателя 1.

При появлении положительного (от- 25 рицательного) углового рассогласования сигнал управления, вырабатываемый регулятором 5 угла, создает на входе преобразователя 9 координат положительный (отрицательный) сигнал задания момента. В результате обеспечивается положительное (отрицательное) приращение угловой скорости двигателя, приводящее к отработке углового рассогласования.

При изменении уровня напряжения в звене постоянного тока меняется выходной сигнал датчика 16 напряжения, поступающий на вход делимого блока

15 деления. В то же время изменение температуры якорных обмоток, приводящее к изменению их активного сопротивления, фиксируется термодатчиком

11 и через масштабирующий усилитель

12 подается на один из входов сумма- 45 тора 13, на другой вход которого с выхода элемента 14 уставки поступает сигнал U, пропорциональный активнокЬ му сопротйвлению обмоток R при базоS

I вой температуре tS. В результате на вход делителя блока 15 деления с выхода сумматора 13 поступает сигнал, пропорциональный активному сопротивлению якорных обмоток при данной температуре

R = R g I1+d-(t-1 -) 1 где at. — средний температурный коэффициент сопротивления.

На выходе блока 15 деления формируется сигнал, пропорциональный току короткого замыкания якорной обмотки

I. = U„/Ri который поступает на вход ограничителя 6 напряжения. Этот сигнал поступает на анод диода 19 (фиг.2) и через инвертирующий усилитель 17 на катод диода 20 в качестве опорного напряжения, определяющего уровень насыщения ограничителя 6. В случае, если напряжение на входе инерционного звена 7 положительно и больше уставки, то открывается диод 19 и напряжение становится равным опорному, а излишек напряжения падает на ограничительном резисторе 18. Если же напряжение отрицательно и меньше уставки, открывается диод 20 и на входе инерционного звена 7 устанавливается отрицательное опорное напряжение, поступающее с выхода инвертирующего усилителя 17.

Инерционное звено 7 ограничивает максимальный темп изменения сигнала задания момента в соответствии с возможностями силовой части, Узел 8 токоограничения ограничивает по величине сигнал задания момента. Одновременно с этим осуществляется ограничение токов в обмотках двигателя, так как амплитуда сигналов задания токов пропорциональна величине выходного сигнала узла 8 токоограничения.

В электроприводе сигнал задания момента формируется таким образом, что ни один из токовых контуров не выходит из скользящего режима при любых изменениях питающего напряжения и температуры, следовательно ошибки в контурах тока отсутствуют, чем исключаются режимы работы, в которых проявляются нелинейные свойства электропривода, приводящие к дополнительным ошибкам системы в динамике, благодаря чему повышается надежность работы и стабильность динамических характеристик электропривода в сравнении с известным устройством. формула и з о б р е т е н и я

Электропривод переменного тока, содержащий синхронный двигатель, подключенный обмотками статора через датчик фазных токов к выходам усилителя мощности, выполненного со звеном постоянного тока, датчик угла, меха1332506

Составитель А,Жилин

Техред И,Попович Корректор А.Тяско

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 3846/54 Тираж 659 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. нически связанный с синхронным двигателем, и последовательно соединенные регулятор угла, ограничитель напряжения с дополнительным входом управления, инерционное звено, узел токоограничения, преобразователь координат и регулятор токов, другие входы которого подключены к соответствующим выходам датчика фазных токов, а выходы регулятора токов подключены к управляющим входам усилителя мощности, при этом выход датчика угла соединен с входом обратной связи регулятора угла и с опорным входом преобразователя координат, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения стабильности характеристик, введены термодатчик, установленный на статоре синхронного двигателя, масштабирующий усилитель, сум5 матор, элемент уставки, блок деления и датчик напряжения, подключенный входом к выходу звена постоянного тока усилителя мощности, при этом выход датчика напряжения соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого подключен к выходу сумматора, выход блока деления соединен с входом управления ограничителя напряжения, а выход термодатчика через масштабирующий усилитель подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом элемента уставки.