Способ управления однообмоточным двигателем колебательного движения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к привадам колебательного движения, и может быть использовано в машиностроении, например в компрессоростроении и насосостроении. Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения резонансного режима работы привода при изменении нагрузки. Способ заключается в том, что периодически изменяют полярность подключенияисточника питания постоянного тока к клеммам двигателя, при этом подключают источник на время Т и затем отключают его, а по окончании переходного процесса снижения тока фиксируют момент изменения полярности сигнала на его клеммах и подключают источник питания к клеммам двигателя в противоположной полярности , после чего указанные операции периодически повторяют, причем длительность Т подключения источника питания к клеммам двигателя выбирают менее . величины 4Т, где TO мни - минимально возможный период собственных колебаний системы; лТ - время neper ходного процесса выключения двигателя . 2 ил. i W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4155429/24-07 (22) 02 ° 12.86 (46) 23.05.88. Бюл. У 19 (72) В.С.Гершберг, А.Л.Буяков, С.И.Вольский, В.К.Федоров и О.С.Обер- тун (53) 621.313.17(088.8) (56) Патент Франции У 2490744, кл. Н 02 К 33/02, 1982.

Патент Японии В 57-43751, кл. Н 02 К 33/02, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОДНООБМОТОЧНЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к приводам коле- бательного движения, и может быть использовано в машиностроении, например в компрессоростроении и насосостроении. Цель изобретения — повышение КПД путем обеспечения резонансно„„Я0„„1398063 А1 (51)4 Н 02 Р 7/62 Н 02 К 33/02

ro режима работы привода при изменении нагрузки. Способ заключается в том, что периодически изменяют полярность подключения источника питания постоянного тока к клеммам двигателя, при этом подключают источник на время Т .и затем отключают его а по окончании переходного процесса снижения тока фиксируют момент изменения полярности сигнала на его клеммах и подключают источник питания к клеммам двигателя в противоположной полярности, после чего указанные операции периодически повторяют,.причем длительность Т подключения источника питания к клеммам двигателя выбирают менее . c <««< »» Tð „ Т, где То мин омин мально возможный период собственных колебаний системы; йТ вЂ” время пере ходного процесса выключения двигателя. 2 ил.

13980Г)3

Изобретение относится к управлению электрическими машинами ". может быть использовано при создании приводов компрессоров и насосов.

Цель изобретения — повышение КПД путем обеспечения резонансного режима работы при изменении нагрузки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 — временные диаграммы.

Устройство для питания электродинамического двигателя привода колебательных систем содержит источник 1 постоянного напряжения и подключенный15 к, нему однофазный мост с ключевыми элементами 2-5 и шунтирующими диодами 6-9, к выходу которого подсоединена нагрузка — электродинамический двигатель 10 с датчиком 11 полярности20 напряжения на его клеммах, выход которого через блок 12 управления, подключен к входу формирователя 13 сигналов управления, выходы которого соеДинены с ключевыми элементами 2-5 25 и входом обратной связи блока 12 управления.

Устройство работает следующим образом.

Однофазный мост обеспечивает пре-: 30 образование постоянного напряжения источника 1 в переменное прямоугольное с нулевой ступенью напряжение питания электродинамического двигателя

1 0 путем поочередного замыкания ключевых элементов 2-5 по сигналам U< ! и U1, (фиг. 2) калиброванной длительности Т, заведомо меньшей половины периода собственных колебаний Т автоколебательной системы возвратно- 40 поступательного движения, с паузой между ними (gT + д ). .Длительность Т задается таким образом, чтобы до момента изменения направления движения .подвижной части двигателя источник 45 питания был отсоединен от его клемм и- переходный процесс снижения тока (интервал дТ) был закончен.

Поочередное формирование сигналов управления однофаэным мостом (U „ и

Ug) начинается по командам блока 12 в моменты изменения полярности ЭДС обмотки двигателя. Крайние положения его подвижной части фиксируются по . изменению полярности сигнала на клеммах двигателя при отсутствии питающего его напряжения (нулевая ступень) блоком 12 с помощью выходного сигнала U (фиг.2) датчика 11 полярФ

Выходнои сигнал Ц (фиг . 2 ) блока 12 управления, подаваемый на вход формирователя 13, имеет форму короткого импульса положительной или отрицательной полярности в зависимости от направления изменения полярности ЭДС обмотки двигателя и соответственно выходного сигнала U датчика

1 1, повторяющего полярность сигнала на клеммах двигателя Ц4н (фиг.2) ° Полярность управляющего формирователем импульса U определяет один из двух выходов формирователя, на который поступает его сигнал, что исключает нарушение очередности замыкания ключевых элементов моста.

Одновременно с сигналами управления однофазным мостом независимо от полярности выходных импульсов блока

12 начинается формирование сигналов обратной связи U<> калиброванной длительности (Т + a t), в течение которой изменения полярности сигнала на клеммах двигателя блоком 12 не фиксируются. Интервал a t должен выбираться из условия

Томон

aT(at (--- — — Т

2 которое исключает влияние переходного процесса выключения двигателя на работу устройства и обеспечивает включение соответствующих ключевых элементов 2-5 моста при крайнем положении подвижной части двигателя.

При формировании напряжения питания электродинамического двигателя, например, в интервале от 0 до Тд/2 (фиг.2), управляющим сигналом U формирователя 13 в течение времени Т открыты ключевые элементы 2 и 5, и источник питания 1 оказывается подклю чен соответствующей полярностью к клеммам двигателя 10. Под действием приложенного напряжения U4 в обмотке двигателя протекает ток i „ (фиг. 3, который, взаимодействуя с магнитным полем возбуждения, создает электромагнитную силу, приводящую в движение подвижную. часть двигателя.

В момент времени t соответствующий моменту окончания сигнала Uq, ключевые элементы 2 и 5 закрываются.

Энергия, запасенная индуктивностью обмотки двигателя, в течение времени

ЬТ переходного процесса его выключения (до момента t<) рекуперируется в источник 1 питания в виде спадающего тока i4< через шунтирующие дио98063

4 бильность рабочих и энергетических характеристик колебательных систем, поскольку обеспечивает устойчивую работу в резонансном режиме, поддержи5 вая равенство частот питающего напряжения и собственньгх колебаний системы в широком диапазоне изменений нагрузки, напряжения источника питания

10 и условий окружающей среды. При неизменных величинах напряжения питания

3 13 ды 7 и 8. Напряжение на клеммах двигателя при этом дважды (в моменты и t< начала и окончания переходного процесса) меняет свою полярность.

Сигналы об этом с датчика 11 полярности блоком 12 управления не фиксируются (импульсы U „ на фиг.2, показанные пунктирными линиями), поскольку последний блокирован сигналом обратной связи О формирователя 13 до момента t

В момент времени t < ток двигателя спадает до нуля. Поскольку подвижная часть двигателя продолжает движение в магнитном поле возбуждения, на интервале 2 он работает как генератор полярность ЭДС обмотки которого 1 (фиг.2) повторяется выходным сигналом датчика 11, а момент t„ ее изменения, go соответствующий крайнему положению подвижной части двигателя, фиксируется блоком 12.

Под воздействием импульса управления U> в момент времени t4 на выходах 25 формирователя 13 появляются сигналы открытия ключевьгх элементов 3 и 4 и сигнал обратной связи для блока 12.

Полярность подключения источника питания к клеммам двигателя оказывается З0 противоположной, и его подвижная часть начинает движение к другому крайнему положению. Последующий про цесс формирования напряжения питания электродинамического двигателя в интервале времени от Т /2 до Т0 аналогичен описанному, и далее все процессы в схеме периодически повторяются.

Таким образом, обеспечивается фиксация моментов достижения крайних по- 40 ложений подвижной частью электродинамического двигателя и подключение в эти моменты источника питания к клем-. мам двигателя с поочередно изменяющейся полярностью.

Предлагаемый способ управления повышает по сравнению с известным стадвигателя электродинамического компрессора и степени сжатия рабочего тела отклонение частоты питающего напряжения от частоты собственных колебаний системы лишь на 47 приводит к увеличению потребляемой мощности на 80Х и снижению производительности агрегата на ЗОЖ. Эти потери устраняются при использовании предлагаемого способа.

Отсутствие необходимости в датчиках крайних положений для реализации предлагаемого способа позволяет повысить надежность систем возвратно-поступательного движения, а введение нулевой ступени в форму питающего напряжения улучшает его гармонический состав и характеристики привода.

Формула изобретения

Способ управления однообмоточным двигателем колебательного движения, включающий периодическое изменение полярности питающего напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения резонансного режима работы при изменении. нагрузки, в каждом полупериоде изменения питающего напряжения прерывают питание обмотки двигателя, после прекращения тока обмотки измеряют ЭДС на обмотке, фиксируют момент изменения ее знака и в этот момент включают питание обмотки напряжением противоположной полярности.

1398063

Со с тави тель В. Алфимов

«<ред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Редактор А.Ворович

Заказ 2276/55

Тираж 583

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-поли графическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4