Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повьшение качества регулирования путем увеличения быстродействия и улучшение массогабаритных показателей. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены стабилизаторы 19, 20 переменного тока и однофазные трансформаторы 21, 22. В результате уменьшается электромеханическая часть электропривода, поскольку функции измерителя частоты вращения вьшолняют стабилизаторы 19, 20, трансформаторы 21, 22, блоки умножения 17, 18 и элементы сравнения 12, 13. I ил .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у / ФСКг,.

ОПИСАНИЕ ИЗОбрЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4148318/24.-07 . (22) 17. 11. 86 (46) 23.04.88. Бюл. Р 15 (7l.) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А.М.Ланген, В.А.Соловьев и В.В.Волынкин (53) 621.313.13.014.2:621.382(088.8) I (56) Авторское свидетельство СССР

У 13!0962, кл. Н 02 К 29/06, 1985.

Бродовский В,Н., Коржавов Б.И., Рыбкин Ю.П. Бесколлекторные тахогенераторы постоянного тока. — М.: Энергоиздат, 1„982, с. 144-1!6. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

„„SU„„1390765 А 1 (5l)4 Н 02 P 6/02, Н 02 К 29/06 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повьппение качества регулирования путем увеличения быстродействия и улучшение массогабаритных показателей.

Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены стабилизаторы 19, 20 переменного тока и однофазные трансформаторы 21, 22. В результате уменьшается электромеханическая часть электропривода, поскольку функции измерителя частоты вращения выполняют стабилизаторы 19, 20, трансформаторы 21, 22, блоки умножения 17, 18 и элементы сравнения

12, 13. 1 ил.

1390765

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регу,лирования частоты вращения вентильных электродвигателей, и может быть использовано для управления частотой вращения объектов различного назначения.

Цель изобретения -- повышение качества регулирования вентильного 10 электропривода путем увеличения его быстродействия и улучшения массогабаритных показателей,, На чертеже изобрежена функциональная схема вентильного электропривода. )5

Вентильный электропривод содержит двухфазную синхронную машину 1, ротор 2 которой механически соединен с синусно-косинусным датчиком 3 положения ротора, а секции 4 и 5 якорной 20 обмотки, соединенные последовательно с датчиками 6 и 7 тока, подключены к выходам двухвходовых усилителей 8 и

9 тока. Электропривод содержит также два управляемых усилителя 10 и 11, 25 два элемента 12 и 13 сравнения, регулирующий. усилитель 14, блок 15 выделения модуля напряжения„ блок 16 реверса и первый 17 и второй 18 блоки умножения.

Первый вход первого элемента 12 сравнения подключен к выходу второго элемента 13 сравнения, второй его вход предназначен для подключения к источнику сигнала управления, а вы35 ход через регулирующий усилитель 14 подключен к объединенным входам блока 15 выделения модуля напряжения и блока 16 реверса, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика 3 положения ротора. Выход блока 15 выделения модуля напряжения связан с управляющими входами управляемых усилителей 10 и )1, к входам которых подключены первые входы двухвходовых усилителей 8 и 9 тока, которых присоединены к выходам соответствующих датчиков 6 и 7 тока. Входы управляемых усилителей 10 и 11 и первые входы первого 17 и второго 18 блоков умножения подключены к соответствующим выходам синусно-косинусного датчика 3 положения ротора. Выходы блоков )7 и 18 умножения соединены с входами второго элемента 13 сравнения.

Кроме того, электродвигатель содержит два стабилизатора 19 и 20 переменного тока и два однофазных трансформатора 21 и 22. Второй вход

23 первого блока 17 умножения, первый вход которого связан с синусным выходом 24 датчика 3 положения ротора 2, подключен через последовательно соединенные первый однофазный трансформатор 71 и первый стабилизатор 19 к косинусному выходу 25 датчика 3 положения ротора 2. Второй вход

26 блока 18 умножения, первый вход которого связан с косинусным выходом

25 датчика 3 положения ротора 2, подключен через последовательно соединенные второй однофазный трансформатор 22 и стабилизатор 20 к синусному выходу 24 датчика 3 положения ротора 2.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Сигнал управления подается на первый вход первого элемента 12 сравнения. На его второй вход поступает выходное напряжение второго элемента

)3 сравнения. Выходное напряжение первого элемента 12 сравнения усиливается регулирующим усилителем 14 и подается на входы блока 15 выделения модуля напряжения и блока 16 реверса. Последний формирует электрический сигнал, определяющий заданное направление развиваемого электроприводом электромагнитного момента, который с его выхода поступает на вход синусно-косинусного датчика 3 положения ротора. На его синусном 24 и косинусном 25 выходах при вращении ротора 2 возникают два гармонических напряжения U< и U,„ с постоянной амплитудой и сдвинутых друг относительно друга на 90 эл. град.

С выхода блока 15 выделения модуля напряжения на управляющие входы усилителей 10 и 11 поступает напряжение, соответствующее абсолютной величине напряжения управления U

Их коэффициенты усиления изменяются прямо пропорционально величине этого напряжения, поэтому амплитуды выходных напряжений этих усилителей прямо пропорциональны абсолютной величине напряжения управления U . Выходные напряжения управляемых усилителей 10 и 11 поступают на первые входы соответствующих двухвходовых усилителей 8 и 9 тока, которые формируют токи, совпадающие по форме и прямо пропорциональные по амплитуде выходным напряжениям управляемых уси1390765

Й(Фхр. м s inst)

22 Н 2

K W Ф, „||сов at, cl (Фтр. м cоs 4J t)

21 H 2 1

Н 2фт м где Uz„>> напряжения на вторичных обмотках соответственно первого 21 и 4О второго 22 однофазных трансформаторов; коэффициент пропс рциональности, учитывающий соотношение 45 полного сопротивления вторичных обмоток од нофазных трансформаторов 21 и 22 входного сопротивления вторых 50 входов блоков 17 и 18 умножения; число витков вторичных обмоток однофазных трансформаторов 55

2l и 22;

К н

Ф вЂ” амплитуда магнитного тр. м потока в магнитопроволителей 10 и 11. Эти токи создают в статоре двухфазной синхронной машины

1 магнитное поле, в результате взаимодействия которого с магнитным по5 лем ротора 2 образуется электромагнитный момент, приводящий его во вращение. Направление вращения онределяется полярностью напряжения управления U f0

Одновременно с этим выходные токи первого 19 и второго 20 стабилизаторов переменного тока поступают в первичные обмотки соответственно первого 21 и второго 22 однофазных транс- >5 форматоров. Эти токи имеют постоянную амплитуду, а их частота равна частоте выходных напряжений синуснокосинусного датчика 3 положения. Ротора, т.е. пропорциональна частоте вра-20 щения вентильного электропривода.

При работе однофазных трансформаторов 21 и 22 с ненасыщенными при амплитудных значениях токов первичных обмоток магнитопроводами амплитуда 25 магнитного потока в них постоянна, т.е. не зависит от частоты. Тогда выходные напряжения однофазных трансформаторов 21 и 22 равны дах однофазных трансформаторов 21 и 22;

ы — циклическая частота выходных напряжений синусно-косинусного датчика 3 положения

2 Зм где U 8 — амплитуда выходных напряжений синусно-косинусного датчика 3 положения ротора.

Выходное напряжение второго блока !

8 умножения имеет вид, описываемый выражением

Б|8 = К48Д соз ы Й где U

|8 выходное напряжение второго блока 18 умножения, коэффициент пропорциональности между амплитудой выходного напряжения блоков !7 и 18, умножения и частотой вращения вентильного электропривода; частота вращения вентильного электропривода;

К 48 К4 х

К11 2 Фтр. м 8 м

Я

К 4 — — — коэффициент пропорциональности между частотой вращения вентильного электропривода и циклической частотой выходных напряжений синусно-косинусного датчика 3 положения ротора.

Аналогично выходное напряжение . первого блока 17 умножения описывается выражением

Выходные напряжения блоков 17 и

18 умножения подаются на входы второго элемента 13 сравнения. Его выходное напряжение равно разности выходных напряжений блоков 17 и 18 ротора;

t — время.

Выходное напряжение второго однофазного трансформатора 22 подается на второй вход второго блока 18 умножения. На его первый вход поступает напряжение с косинусного выхода 25 синусно-косинусного датчика 3 положения ротора

1390765 умножения и пряМо пропорционально частоте вентильного электропривода

Составитель А.Иванов

Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ )781/54

Тираж 583

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 11 с U ga Ugq К 46 1

При вращении вентильного электропривода, например, по часовой стрелке выходное напряжение второго блока 13 сравнения имеет положительную полярность, а при противоположном вращении — отрицательную полярность.

Выходное напряжение второго элемента 13 сравнения представляет собой напряжение обратной связи по частоте вращения вентильнаго электро-15 привода. В установившемся режиме работы электропривода ега величина практически равна напряжению управления U, т.е. частота. вращения вентнльного электропривода соответству- 20 ет заданному значению.

Таким образом, вентильный электропривод обеспечивает реализацию обратной связи по частоте вращения без использования электромеханических преобразователей.

Формула и з о б р е т е н и я

Вентильный электропривод, содержа- 30 щнй двухфазную синхронную машину, ротор которой механически соединен с сннусно-косинусным датчиком положения ротора, а секции якорной обмотки, соединенные последовательна с датчи35 ками тока, подключены к выходам двух.— входовых усилителей така, два управляемых усилителя, два элемента сравнения, регулирующий усилитель, блок выделения модуля напряжения, блок ре-40 верса и два блока умножения, при этом первый вход первого элемента сравнения соединен с выходом второго элемента сравнения, второй ега вход предназначен для подключения к источнику сигнала управления, а выход через регулирующий усилитель подключен к объединенным входам блока выделения модуля напряжения и блока реверса, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика положения ротора, а выход блока выделения модуля напряжения — с управляющими входами управляемых усилителей, к выходам которых подключены первые входы двухвходовых усилителей тока, вторые входы которых присоединены к выходам соответствующих датчиков тока, входы управляемых усилителей и первые входы первого и второго блоков умножения поцключены к соответствующим выходам синусно-косинусного датчика положения ротора-, выходы блоков умножения соединены с входами второго элемента сравнения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования путем увеличения быстродействия и улучшения массогабаритных показателей, введены два стабилизатора переменного тока и два однофазных трансформатора, второй вход первого блока умножения, первый вход которого связан с синусным входом датчика положения ротора, подключен через последовательно соединенные первый однофазный трансформатор и первый стабилизатор переменного тока к косинусному входу датчика положения ротора, а второй вход второго блока умножения, первый вход которого связан с косинусным выходом датчика положения ротора, подключен через последовательно соединенные второй однофазный трансформатор и второй стабилизатор переменного тока к синуснаму выходу датчика положения ротора.