Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является упрощение и повышение надежности. Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1, преобразователь частоты 2, импульсный датчик 3 частоты вращения, блок задания частоты 9, преобразователь частота - напряжение II, тактовый генератор 6 и ждущий мультивибратор 4. В электроприводе производится суммирование высокочастотной последовательности импульсов, несущей информацию о частоте вращения двигателя 1, формируемой с помощью датчика 3 частоты вращения двигателя, ждущего мультивибратора 4, двухвходового логического элемента И. 5, схемы временной задержки 7, тактового генератора 6 с последовательностью импульсов на выходе тактового генератора 6 и усреднение суммарной последовательности импульсов только одним счетчиком 10. На выходе счетчика импульсов 10 формируется последовательность импульсов, задакяцая требуемую амплитуду и частоту напряжения питания асинхронного двигателя. 3 ил. i О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (11) (д) 4 Н 02 Р . 5/34, 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4084613/24-07 (22) 07.07.86 (46) 23.01.89. Бюл. У 3 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро геофизической техники (72) В.А. Добрускин, В.В. Чепков и О.В. Мартынов (53) 62-83:621.7)6.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 529537, кл. Н 02 P 7/42, 1969.

Патент США Ф 4272706, кл. Н 02 P 5/34; 1982.

Авторское свидетельство СССР

1072230, кл. Н 02 Р 7/42, 1984. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) -Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель I, преобразователь частоты 2, импульсный датчик 3 частоты. вращения, блок задания частоты 9, преобразователь частота — напряжение 11, тактовый генератор 6 и ждущий мультивибратор 4.

В электроприводе производится суммирование высокочастотной последовательности импульсов, несущей информацию о частоте вращения двигателя

1, формируемой с помощью датчика 3 частоты вращения двигателя, ждущего мультивибратора 4, двухвходового логического элемента И 5, схемы временной задержки ?, тактового генератора 6 с последовательностью импульсов на выходе тактового генератора 6 и усреднение суммарной последовательности импульсов только одним счетчиком 10. На выходе счетчика импульсов 10 формируется последовательность импульсов, задающая требуемую амплитуду и частоту напряжения питания асинхронного двигателя. 3 ил.

1453572

Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотно-управляемым электроприводам со статическими преобразователями частоты и напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение схемы.

На фиг. 1 представлена блок-схема электропривода переменного тока, на f0 фиг. 2 — блок-схема асинхронного электропривода с высокочастотным генератором импульсов; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие его работу в режиме стабилизации скорости двига- l$ теля.

Электропривод переменного тока содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к преобразователю 2 частоты ., с входами управления. ампли- тудой и частотой напряжения. Импульсный датчик 3 частоты вращения установлен на валу двигателя 1. Электропривод содержит также ждущий мультивибратор 4, входом соединенный с Ж выходом импульсного датчика 3 частоты вращения, а выходом . — с первым входом двухвходового логического элемента И 5. Тактовый генератор 6 первым выходом подключен к второму входу логического элемента И 5, выход которого через схему 7 временной задержки связан с первым входом двухвходового элемента ИЛИ 8, вторым выходом подключенный к второму выходу тактового генератора 6. Блок 9 задания частоты. выходом соединен с установочными входами счетчика 10 импульсов, счетный вход которого соединен с:выходом:логического элемента ИЛИ 8, @ выход счетчика 10 импульсов соединен с входом синхронизации счетчика 10 импульсов, с входом управления частотой преобразователя 2 частоты и с входом преобразователя 11 частота -,. 5 напряжение, выход которого соединен с входом управления амплитудой преобразователя 2 частоты.

Тактовый генератор 6 импульсов может быть выполнен высокочастотным, при этом вводится делитель 12 частоты (фиг. 2) с коэффициентом деления К, который устанавливается между вторым выходом тактового генератора 6 и вторым вхоцом логического элемента ИЛИ 8.

Электропривод переменного тока работает следующим образом, длительность импульса на инверторном выходе ждущего мультивибратора 4, период следования импульсов тактового генератора 6. где t

При этом схема 7 временной задержки задерживает каждый тактовый импульс 17 на время, определяемое ее параметрами, и формирует узкий импульс 18 на выходе. Эти задержанные импульсы с помощью логического элемента ИЛИ 8 "подмешиваются" в паузы к непрерывно следующим тактовым импульсам 13 на счетный вход счетчика

10 импульсов, который осуществляет счет суммарной последовательности импульсов 19 от нуля до значения, заданного кодом, поступающим с выхода блока 9 задания частоты. При заполнении разрядов счетчика 10 импульсов на его выходе формируется импульс 20 напряжения, который поступает на вход синхронизации счет- чика 10 импульсов, обнуляя его, а также на вход регулирования частоты преобразователя 2 частоты и на вход

В номинальном режиме на выходе блока 9 задания частоты установлен код, пропорциональный требуемой скорости вращения двигателя 1, который поступает на установочные входы счетчика 10 импульсов. Импульсы 13напряжения (фиг. 3) с выхода тактового генератора 6 поступают на второй вход логического элемента ИЛИ 8 и на второй вход логического элемента И 5. С выхода датчика 3 частоты вращения двигателя 1 импульсы 14 напряжения поступают на вход ждущего мультивибратора 4 и производят его запуск, формируя на его прямом выходе импульсы 15 напряжения постоянной длительности. С инверторного выхода ждущего мультивибратора 4 имйульсы 16 напряжения, длительность которых t обратно пропорциональна скорости вращения двигателя 1, поступают на первый вход логического элемента И 5 и разрешают прохождение N тактовых импульсов 17 с выхода тактового генератора 6 на вход схемы 7 временной задержки. Число импульсов, поступающих на вход схемы временной задержки, равно и (1) тг з

145 преобразователя 11 частота — напряжение. В каждом цикле работы счетчик 10 импульсов отсчитывает число импульсов, соответствующее заданной частоте вращения двигателя 1, и формирует синхроимпульс 20 на выходе.

Частота импульсов синхронизации на выходе счетчика 10 импульсов определяется выражением

1 с (N N )Т (2) т где N — - коэффициент деления счетчика соответствует заданному коду;

Преобразователь 11 частота-напряжение вырабатывает напряжение 21, пропорциональное частоте импульсов

20 синхронизации, и подает его на вход регулирования амплитуды напряжения преобразователя 2 частоты. Таким образом на выходе преобразователя 2 частоты формируется напряжение заданной амплитуды и частоты.

Пуск электропривода осуществляется следующим образом.

На выходе блока 9 задания частоты устанавливается код, соответствующий максимальному коэффициенту деления счетчика 10 импульсов, при этом на выходе счетчика формируются импульсы напряжения, частота следования которых задает начальную амплитуду и частоту выходного напряжения преобразователя 2 частоты. Изменением кода на выходе блока задания частоты от максимального до значения, соответствующего заданной частоте вращения двигателя, осуществляется пуск асинхронного двигателя по требуемому закону.

В установившемся режиме при постоянной частоте вращения двигателя

1 на инверсном выходе ждущего мультивибратора 4 формируется импульс 16 напряжения (фиг. 2) постоянной длительности t, а следовательно, и число импульсов N в пачке импульсов

18 на выходе схемы 7 временной задержки постоянно. Счетчик 10 импульсов.отсчитывает в каждом цикле работы (N-N ) импульсов и формирует на

Ф выходе импульсы 20 синхронизации с »: постоянной частотой. Преобразователь

2 частоты вырабатывает напряжение заданной амплитуды и частоты.

3572

20

Допустим, для заданной уставки

45 частоты вращения схема настроена так, что синхроимпульс на выходе счетчика формируется при приходе 100 тактовых и 50 "подмешанных" импульсов.

Тогда при появлении отклонений скорости от заданной в схеме изменяется количество подмешанных импульсов.

При малых отклонениях частоты вращения от заданной изменение числа "подмешанных" импульсов пропорционально

55 отклонению скорости (пропорциональное управление) . При больших отклонениях частоты вращения от заданной в зависимости от знака рассогласования

"подмешанные" импульсы либо вообще

При изменении частоты вращения двигателя I, например при увеличении, частота следования импульсов

14 на выходе импульсного датчика 3 частоты вращения возрастает. При этом уменьшается длительность импульсов 16, формируемых на инверсном выходе ждущего мультивибратора ьг.

4, уменьшается на М = число

Ттг

"подмешиваемых" импульсов. Так как счетчик 10 отсчитывает то же число импульсов N при постоянном коде на его установочных входах, а число

"подмешанных" импульсов уменьшается на 6М, то, следовательно, частота

15 импульсов синхронизации на выходе счетчика импульсов 10 уменьшается и становится равной (Э) (1 1 y 1 )) Ттг

С уменьшением частоты импульсов

20 синхронизации на выходе счетчика

10 импульсов уменьшаются амплитуда и частота на выходе преобразователя 2 частоты. Частота вращения двигате25 ля 1 уменьшается. Аналогичным образом работает схема при уменьшении частоты вращения двигателя.

Предлагаемы электропривод позволяет стабилизировать с высокой

30 точностью частоту вращения асинхронного двигателя. и регулировать ее в таком же диапазоне, как и в известном устройстве. Особенностью асинхронного электропривода является наличие соотношения между числом тактовых и "подмешанных" импульсов, при котором в данной схеме на один тактовый импульс может приходиться только один "подмешанный" импульс.

40 Влияние этой особенности на работу электропривода в динамике может быть показано на примере.

5 14535 изчезают, либо их количество становится равным числу тактовых (100).

Это соответствует управлению с насыщением. По мере отработки рассогласования скорости происходит выход as насыщения и пропорциональная отработка рассогласования. Подобная динами:ческая регулировочная характеристика

l исключает перегрузки и удары в эле- 10 ментах кинематической схемы электро-, привода с одновременным снижением интенсивности отработки больших рассогласований.

Зона пропорционального управления )В в динамических режимах работы может быть расширена, если применяется более высокочастотный генератор 6 тактовых импульсов и дополнительный делитель 12 частоты с коэффициентом 2р деления К. При этом на первый вход логического элемента И 5 поступают высокочастотные импульсы, а на второй вход логического элемента ИЛИ 8 импульсы с дополнительного делителя 25 .12 частоты. В такой схеме к каждому тактовому импульсу с выхода дополни,тельного делителя 12 подмешивается

;К задержанных импульсов, и диапазон пропорционального управления в дина- 30

:мических режимах в такой схеме расширяется в К раз, При всех вариантах реализации предлагаемого электро привода параметры схемы 7 временной . задержки рассчитываются так, чтобы .все "задержанные" импульсы поступали на первый вход логического элемента

ИЛИ 8 в паузы следования тактовых импульсов на втором входе логического элемента ИЛИ 8. 40

Электропривод переменного тока может быть использован "для стабилизации или регулирования скорости вращения асинхронных двигателей. В основе электропривода лежит идея уп-,45 рдщения цифровых схем управления двигателем переменного тока путем от" каза от цифровых устройств сравнения кодов текущей и заданной частоты вра" щения, Это становится возможным за счет оценки значения текущей частоты во входных цепях цифрового устройства и замены операции выделения разности кодов на выходе устройства one72 б рацией суммирования двух последовательностей тактовых импульсов на входе цифрового устройства с последующим сравнением двух величин с помощью только одного счетчика импульсов. В результате этого из структуры электропривода исключаются сложные функциональные преобразователи код — ток и ток — частота, что позволяет повысить надежность электропривода. Кроме того, использование высокочастотного тактового генератора позволяет получить высокую точность стабилизации скорости вращения двигателя, Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий асинхронный двигатель, подключенный к преобразователю час1 тоты с входами управления амплитудой и частотой напряжения, блок. задания частоты, импульсный датчик частоты вращения, механически связанный с асинхронным двигателем, преобразователь частота — напряжение и последовательно соединенные между собой двухвходовый логический элемент И, блок временной задержки и двухвходовый логический элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, введены ждущий мультивибратор и тактовый генератор с двумя выходами, подключенными соответственно к вторым входам логических элементов И и ИЛИ, выход блока задания частоты соединен с установочными входами счетчика импульсов, выход и вход синхронизации которого объединены и подключены к входу управления частотой преобразователя частоты и входу преобразователя частота — напряжение, выходом подключенного к входу управления амплитудой напряжения преобразователя частоты, выход импульсного датчика частоты вращения соединен с входом ждущего мулътивибратора, инверсный выход которого подключен к первому входу логического элемента И.

1453572

Составитель А. Головченко

Техред М.Дидык

Редактор Н. Яцола

Корректор В. Романенко

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7300/54 Тираж 548 Подписно.е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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