Многодвигательный электропривод

 

Изобретение относился к электротехнике и может быть использовано для синхронного вращения механически не связанных валов в широком диапазоне изменения нагрузки. Целью изобретения является повышение динамических показателей. С этой целью в многодвигательный электропривод введены схема 9 коррекции, схема 10 вьзделения максимального углового рассогласования , а полупроводниковый коммутатор 8 снабжен входом 11 регулирования угла настройки, подключенным через схему 9 коррекции к выходу схемы 10. Входы схемь 10 подключены к выходам датчиков 4-6 положения роторов синхронных двигателей 1-3. В результате во всех режимах управления многодвигательным электроприводом форсируется процесс перехода на новое значение максимального рассогласования по углу и устраняется перерегулирование при переходе на новый режим работы вследствие изменения нагрузки на одном из двигателей 1-3. 3 ил. S СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:Ь

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4154031/24-07 (22) 01. 12.86 (46) 15. 07.88; Бюп. Р 26 (71) Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) С. Г, Воронин, А.И. Рафиков, А.Н.Корабельников и В.A.Øìóêëåð (53) 621 . 313. 2 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 527804, кл. Н 02 К 29/06, 1976.

Авторское. свидетельство СССР

Р 395956, кл. Н 02 К 29/06, 1973. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относиФся к электротехнике и может быть использовано для синхронного вращения механически не связанных валов в широком диапазоне изменения нагрузки. Целью изобретения является повышение динамических дв 4 Н 02 К 29/06 H 02 Р 6 00 показателей. С этой целью в многодвигательный электропривод введены схема 9 коррекции, схема 10 выделения максимального углового рассогласования, а полупроводниковый коммутатор 8 снабжен входом 11 регулирования угла настройки, подключенным через схему 9 коррекции к выходу схемы 10. Входы схемы 10 подключены к выходам датчиков 4-6 положения роторов синхронных двигателей 1-3. В результате во всех режимах управления многодвигательным электроприводом форсируется процесс перехода на новое значение максимального рассогласования по углу и устраняется перерегулирование при переходе на новый режим работы вследствие изменения нагрузки на одном из двигателей 1-3. 3 ил.

1410211

Изобретение относится к электроI,åõHèêå, в частности к электроприводу

Малой мощности, и может быть использоВано для синхронного вращения мехаНически не связанных валов в широком диапазоне изменения нагрузки.

Целью изобретения является повышек1ие динамических показателей.

На фиг. 1 изображена структурная с хема трехдвигательного электропривоа; на фиг. 2 — схема выделения макимального углового несогласования; а фиг. 3 — временные диаграммы сигнаов на выходе элементов электропри- 15 ода.

Многодвигательный электропривод одержит N синхронных двигателей 1-3 (!фиг. 1), каждый из которых снабжен

° ° атчиками 4-6 положения ротора, схе- 2р

7 выделения сигналов датчика полож ния ротора отстающего двигателя, в оды которой связаны с выходами датч лков 4-6 положения ротора, а выход п одключен к входу полупроводникового 25 кЬммутатора 8. Выход коммутатора 3 подключен к якорным обмоткам синхронн х двигателей 1-3, кроме того электр 3привод содержит схему 9 коррекции и схему 10 выделения максимального уг 30 л вого рассогласования, а полупроводковый коммутатор 8 снабжен входом 11 егулирования угла настройки. Схема 10 в деления максимального углового расс гласования включает в себя N+1

R, -триггеров 12-15 (фиг. 2), логичес35 к,ле элементы N ИЛИ 16, N,Ë 17 с прямым

И инверсным выходами 2И 18. Выход логического элемента 2И 18 подключен к, входу уставки логической единицы (N+1)-ro RS-триггера 15, выход которого является выходом схемы 10 выделения максимального углового рассогласования, который через схему 9 коррекции подключен к входу 11 регулирования угла опережения коммутатора 8, Входы уставки логического нуля RS-триггеров 12-15 объединены и подключены к прямому выходу логического элемента N И 17, входы котороrtо объединены с одноименными входами логического элемента N ИЛИ 16 и подключены соответственно к выходам RSтриггеров 12-14. Входы уставки логической единицы RS-триггеров 12-14 об4 разуют соответствующие входы схемы 10 55 подключенные к выходам датчиков 4-6 положения ротора. Выход логической . схемы N ИЛИ 16 и инверсный выход логической схемы N И 17 подключены к вхо ". дам логической схемы 2 И 18.

Многодвигательный электропривод работает следующим образом.

В установившемся режиме ротор одного из двигателей, допустим ротор двигателя 1 отстает от роторов остальных двигателей на углы ьЧ, п и пусть лФ ь {фиг. 3). При этом в соответ-.. ствии с принципом работы схемы 7 выде" ления сигнала датчика положения ротора отстающего двигателя на вход коммутатора 8 поступает последовательность импульсов И от датчика 4 двигателя 1, а на входе управления углом настройки коммутатора 8 сигнал имеет нулевое значение. Тогда двигатель 1 является ведущим в группе или "лидером" и находится в режиме самокоммутации с нулевым углом настройки комму" татора, а остальные двигатели — ведомые и находятся в режиме шагового вращения.

Среднее на межкоммутационном интер вале значение электромагнитного моменО та M развиваемого двигателем 1, равно

1 о 2

Мз, ™ao 3 1п2 °

h где и — межкоммутационный интервал (в эл. радианах);

М вЂ” максимальное значение электэо ромагнитного момента, Среднее значение электромагнитного момента Мз,3, развиваемого j-ым двигателем, находящимся в режиме шагового вращения, определяется выражениемм о .2

М =М -sI.n(-) cos ь 3

Э3 9О Д и в установившемся режиме для. всех двигателей выполняется равенство о (1> 2

М - =М +--Я д3 н3 R 09 где М вЂ” момент нагрузки íà j-й

"3 двигатель; — среднее на межкоммутационном интервале значение угловой скорости двигателя в установившемся режиме; эквивалентное потокосцепление одного синхронного двигателя;

R — активное сопротивление обмотки синхронного двигателя, причем,чем ближе значение нагрузочного момента ыа

14102

1-й двигатель к значению нагрузочного момента на ведущий двигатель, тем меньше значение hM> °

Кроме того, в установившемся режиме импульсы на входе схемы 10 вьщеления максимального углового рассогласования имеют постоянную длительность и сигнал на выходе схемы 9 коррекции 10, в моменты коммутации имеет нулевое значение, что и определяет нулевой угол настройки коммутации. Допустим теперь, что по каким-либо причинам изменилось соотношение нагрузочных 15 моментов двигателей, например увеличился нагрузочный момент двигателя 3.

Это вызовет постепенное уменьшение текущего значения рассогласования по

УглУ Иь „, что, в свою очеРедь, 20 приводит к постепенному уменьшению длительности импульсов на выходе схемы (10 (И, ) выделения максимального рассогласования по углу и к появлению отрицательного напряжения на выходе 25 схемы 9 коррекции. Отрицательное напряжение на входе 11 управления углом настройки полупроводникового коммутатора 8 переводит его в режим отстающей коммутации "лидера" с углом на- 30 стройки 8 пропорциональным этому отрицательному напряжению. Тогда средние на межкоммутационном интервале значения электромагнитных моментов, развиваемых двигателями, будут описываться выражениями

2 . ь

Ns< М -sin(-) соя ; 2 ..h

М вЂ” М ьзin(-)сîs(ь,. „+9), 40 где 1 =2,3, Отстающая коммутация "лидера" приводит к тому, что уменьшается электромагнитный момент, развиваемый каждым двигателем, однако относительное 45 уменьшение момента для каждого из них различно: для "лидера"

Ns<

--,-=cosa, э, для остальных, "ведомых" двигателей

Х» cps(;„„+e)

И cos ьЧу

Поэтому наиболее заметным будет уменьшение момента для двигателя, имеющего максимальное угловое рассогласование, и именно для него переход на новое значение рассогласования по углу будет форсироваться. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, 11

4 пока данный двигатель 3 имеет максимальное рассогласование по углу и пока оно уменьшается. Если же рассогласование по углу двигателя 3 изменится на столько, что оно не будет являться максимальным, то система перейдет, на отработку сигнала уже с другого двигателя, имеющего максимальное рассогласование, а изменение рассогласования по углу двигателя 3 больше не контролируется до тех пор, пока оно снова по каким-либо причинам не станет максимальным

Если рассогласование по углу двигателя 3 остается максимальным для всей группы двигателей, то оно будет уменьшаться до тех пор, пока среднее значение электромагнитного момента двигателя 3 на межкоммутационном интервале не приблизится к значению, необходимому для вращения двигателя 3 с той же скоростью, которую имеет ведущий двигатель. Когда это произойдет, рассогласование по углу перестанет уменьшаться и на входе 11 настройки угла коммутации полупроводникового коммутатора 8 напряжение постепенно приблизится к нулевому значению, при этом угол настройки коммутации также будет приближаться к нулевому значению, что вызовет увеличение электромагнитного момента всех двигателей, а это, в свою очередь, мешает черезмерному уменьшению рассогласования по углу двигателя 3 и уменьшает перерегулирование для рассогласования по углу, хотя и не исключает его совсем. Прослеживая данную ситуацию, мы придем к рассмотрению ситуации, когда угол настройки коммутации — нулевой, а рассогласование по углу двигателя 3 должно увеличиваться, например, при перерегулировании во время отработки возросшего нагрузочного момента. Увеличение рассогласования двигателя 3 приводит к появлению положительного напряжения на входе регулирования угла настройки коммутации полупроводникового коммутатора 8. При этом ведущий двигатель переходит в режим опережающей коммутации с углом на- стройки, среднее значение электромагнитного момента на межкоммутационном интервале у ведущего двигателя уменьшается, а у двигателя 3 с максимальным рассогласованием по углу оио увеличивается, что позволяет форсировать увеличение его рассогласования

1 1О 211 по углу. При приближении рассогласования по углу к значению, необходимому для вращения двигателя 3 с той же сноростью, которую имеет ведущий двигатель, сигнал на выходе схемы 9 коррекции постепенно спадает до нуля, вь1зывая увеличение среднего значения электромагнитного момента у ведущего двигателя и уменьшение его у двига- 1р т ля 3 с максимальным рассогласованием по углу, что, в свою очередь, и в да иной ситуации уменьшает перерегулирование для рассогласовании по углу.

15 ормула изобретения.

1 (!

Мног одвигательный электропривод, с держащий N синхронных двигателей, каждый из которых снабжен датчиком

1 пфложения ротора, схему выделения сигналов датчика положения ротора ,о.достающего двигателя, входы которой

40 Отсутствие контроля за рассогласов нием по углу у двигателей, для которь выполняется условие

4 1 4 м кс

20 н влияет на режим синфазного вращени я всей группы двигателей, так как на рушить этот режим может только двигантель с максимальным рассогласовани"

eQ по углу. 25

Следовательно, в обоих случаях в устройстве форсируется процесс перехс да на новое значение максимального рассогласования по углу и улучшаются

1 д намические показатели предлагаемого Зр м огодвигательного электропривода.

I связаны с выходами датчиков положения ротора, а выход подключен к входу полупроводникового коммутатора, выход которого подключен к якорным обмоткам синхронных двигателей, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения динамических показателей, введены схема коррекции, схема выделения максималь- ного углового рассогласования, а полупроводниковый коммутатор снабжен входом регулирования угла настройки, причем схема выделения максимального углового рассогласования составлена из N+1 RS-триггеров и логических элементов N HJIH, N И с прямым и инверсным выходами, логического элемента 2И, выход которого подключен к входу установки.логической единицы (N+1)-го

RS-триггера, выход которого образует выход схемы выделения максимального углового рассогласования, который подключен к входу регулирования угла настройки коммутатора через схему коррекции, входы уставки логического нуля всех RS-триггеров объединены и подключены к прямому выходу логического элемента N И, входы которого объединены с одноименными входами логического элемента N ИЛИ и подключены соответственно к выходам RS-триггеров, входы установки логической единицы которых образуют входы схемы выделения максимального углового рассогласования, подключенные соответственно к выходам датчиков положения ротора, а выход логической схемы N ИЛИ и инверсный выход логической схемы N И подключены к входам логической схе" мы 2И.

1410211

Составитель А.Иванов

Редактор Ю.Середа Техред M.Õoäàíè÷ Корректор A.06P aP ,Заказ 3492/54 Тираж 665 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