Стабилизированный вентильный электропривод с комбинированным управлением

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам, и может быть использовано в широкодиапазонных прецизионных системах электропривода. Целью изобретения является повышение качества стабилизации частоты вращения в широком диапазоне регулирования путем улучшения организации широтно-импульсной модуляции. Синхронный электродвигатель 1 стабилизированного вентильного электропривода с комбинированным устройством разгоняется до момента времени, когда частотный компаратор 13 определит, что частота вращения больше допустимой, определяемой величиной продольного скольжения полей ротора и статора, при котором электродвигатель 1 может еще втянуться в синхронизм. На тактовый вход модулятора 15 через мультиплексор 5 поступают импульсы с выхода блока 8 коррекции, и синхронный электродвигатель 1 переводится из режима вентильного электродвигателя, работающего по сигналам датчика 2 положения ротора, в синхронный режим традиционной синхронной машины. При этом стабилизация частоты и фазы вращения синхронного электродвигателя осуществляется фазовым способом путем изменения фазы напряжений преобразователя частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4297688/24-07 (22) 18.08,87 (46) 30.11.90. Бюп. № 44 (71) Северо-Кавказскчй горно-металлургический институт (72) В.К. Райфшнайдер, В.Ф. Кольвах, В.В.. Мазин и А.В. Савенко (53) 62-83:621,313.718 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 782070, кл, Н 02 К 29/06, 1980.

Авторское свидетельство. СССР

¹ 1522355, кл. Н 02 P 6/02, 06.04.87. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ВЕНТИЛЫ!ЫЙ

ЭЛЕКТРОПРИВОД С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам, и может быть исполь. зовано в широкодиапазонных прецизионных системах электропривода, Целью изобретения ягляется повышение качества стабилизации частоты вращения в широком диапазоне регулирования путем улучшения организации широтно„„SU» 1610588 А1 (g1)g Н 02 P 6/00, Н 02 К 29/06

2 импульсной модуляции. Синхронный электродвигатель 1 стабилизированного вентильного электропривода с комбинированным устройством разгоняется до момента времени, когда частотный компаратор 13 определит, что частота вращения больше допустимой, определяемой величиной продольного скольжения полей ротора и статора, при котором электродвигатель 1 может еще втянуться в синхропиэм. На тактовый вход модулятора 15 через мультиплексор 5 поступают импульсы с выхода блока 8 коррекции, и синхронный электродвигатель 1 переводится из режима вентильного электродвигателя, работающего по сигналам датчика 2 положения ротора, в синхронный реющем традиционной синхронной машины.

При этом стабилизация частоты и фазы вращения синхронного электродвигателя осуществляется фазовым способом путем изменения фа зы напряжений пр еобразователя частоты. 2 ил.

1610588

1О

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным эпектроприводам„и может быть использовано н широкодиапазонных прецизионных системах электропривода.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации частоты вращения в широком диапазоне регулирования путем улучшения организации шйротно-импульсной модуляции.

На фиг. 1.представлена структурнофункциональная схема стабилизированного вентильнаго электропривода с комбинированным управлением; на фиг. 2 — принципиальная схема mфазного широтно-импульсного модулятора.

Стабили зир ованный вентильный электропривод с комбинированным управлением содержит ш-фазный синхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), с валом кот ор or о механич ески связаны датчик 2 положения ротора и датчик

3 частоты вращения, а якорная обмотка подключена к выходам преобразователя 4 частоты, мультиплексор 5 с пятью входами, первый информационный вход которого подключен к выходу датчика 3 частоты вращения, второй информационный вход через делитель

6 частоты подключен к выходу генератора 7 опорной частоты, а третий информационный вход через блок 8 коррекции подключен к выходу фазового дискриминатора 9, первый вход которого подключен к выходу генератора

7 опорной частоты, а второй — к вьг. ходу датчика 3 частоты вращения.

Вход первого триггера 10 подключен к выходу фазового дискриминатора 9, а выход соединен с вторым входом блока 8 коррекции, четвертым адресНым входом элемента 2И 11, второй

Вход которого подключен к выходу датчика 2 положения ротора и соединен с выходом второго. триггера 12, к выходу которого подключен. пятый адресный вход мультиплексора 5. Вхоц частотного компаратора 13 подключен к выходу датчика 3 частоты вращения, а выход - к первому входу управляемого генератора 14 частоты, второй вход которого подключен к выходу первого триггера 10, а выход - к входу управления глубиной модуляции ш-фаэного широтно-импульсного модулятора 15, второй тактовый вход которого подключен к выходу логического элемента 2И 11, а установочной вход — к выходу мультиплексора 5. ш-фазный широтно-импульсный модулятор 15 выполнен в виде основного счетчика 16 (фиг. 2) с установочным и тактовым входами, к цифровым выходам которого подключены входы четырех постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 1 7-20, к выходам п ер вог о из которых подключены первые входы шести логических элементов 2И 21, вторые входы которых попарно объединены и подключены к выходам соответственно трех дополнительных счетчиков

22-24, информационные входы которых подключены соответственно к выходам второго 18, третьего 19 и четвертого

20 ПЗУ. Тактовые входы упомянутых счетчиков объединены и подключены к выходу формирователя 25 импульсов, а объединенные вычитающие входы являются входом управления глубиной модуля ции .

Стабилизированный вентильный электропривод с комбинированным управлением работает следующим образом.

При пуске на тактовый вход ш-фазного широтно-импульсного модулятора

15 через мультиплексор 5 подаются импульсы с выхода делителя 6 частоты. При этом первый 10 и второй 12 триггеры находятся в нулевом состоянии и на обоих адресных входах мультиплексора 5 — логические нули„

В этом случае сигналы управления преобразователем 4 частоты формируются модулятором 15 с частотой несколько ниже частоты приемистости синхронного электродвигателя 1. Ротор синхронного электродвигателя 1 начинает проворачиваться до момента появления импульса на выходе датчика 2 положения ротора, который переключает триггер 12 в единичное состояние и устанавливает модулятор 15 в начальное состояние. При этом на тактовый вход модулятора 15 через мультиплексор 5 подаются импульсы напряжения с выхода датчика 3 частоты вращения, частота которых повышается по мере разгона электродвигателя 1. Синхронный электродвигатель

1 разгоняется до момента времени, когда частотный компаратор 13 определит, что частота вращения больше допустимой, определяемой величиной предельного скольжения полей ротора и статора, при котором электродвига5 16 тель 1 может еще втянуться в синхронизм. При этом частота импульсов на выходе управляемого генератора 14 частоты повышается, что приводит к дискретному уменьшению глубины мо. дуляции импульсов на выходах модулятора 15. Таким образом обеспечивается грубая стабилизация частоты вращения электродвигателя при изменении напряжения питания, момента сопротивления и температуры окружающей среды.

В моменты времени, когда фазы частот на выходе генератора 7 опорной частоты и на выходе датчика 3 частоты вращения совпадают, на выходе фазового дискриминатора 9 появляются импульсы, которые переключают триггер

10 в единичное состояние, По этому сигналу на выходе триггера 10 блокируется прохождение импульсов с датчика 2 положения ротора через логический элемент 2И 11 на установочный вход модулятора 15 и разрешается прохождение импульсов с фазового дискриминатора 9 на вход блока 8 кор-. рекции. На тактовый вход модулятора

15 через мультиплексор 5 поступают импульсы с выхода блока 8 коррекции и синхронный электродвигатель 1 переводится из режима вентильного электродвигателя, работающего по сигналам датчика 2 положения ротора, в синхронный режим тради а онной синхронной машины. При этом стабилизация частоты и фазы вращения синхронного электродвигателя в синхронном режиме осуществляется фазовым способ ом, пут ем изменения фа зы напряжений преобразователя 4 частоты.

Импульсы управления силовыми вентилями преобразователя 4 частоты формируются т-фазным широтно-импульсным модулятором 15. По сигналу с датчика 2 положения ротора счетчик 16 устанавливается в нулевое состояние и является счетчиком интервалов, на которые разбит период импульсов управления вентилями преобразователя

4 частоты.

В ПЗУ 18-20 записаны, например, для случая синусоидальной формы ЭДС вращения, значения квазисинусоид для соответствующих фаз. Число, записанное в i þ ячейку памяти ПЗУ 18, 19 или 20, определяется путем округления до целых чисел вычисленного по формуле

10588 6 з пГ/2п = 1 --к — — — sin — (2i-1)1! п/2n 2n гд е x — номер яч ейки памяти ПЗУ, или номер интервала, или текущее значение числа в счетчике 16;

2n — число интервалов за период

{выбирается кратным числу фаз якорной обмотки);

К вЂ” разность ПЗУ.

Таким образом, за счет определенной организации работы т-фазного широтно-импульсного модулятора обеспечивается повьппение качества стабилизации частоты вращения в широком диапазоне регулирования.

15

Фор мула и з обр ет ения

Стабилизированный вентильный электропривод с комбинированным управлением, содержащий тп-фазньп синхронный электродвигатель, с валом которого механически связаны датчики

25 положения ротора и частоты вращения, а якорная обмотка электр од вигат еля подключена к выходам преобразователя частоты, мультиплексор с пятью вхоЗ0 дами, первый пз которых подключен к выходу датчика частоты вращения, второй вход мультиплексора подключен через делитель частоты к выходу генератора опорной частоты, а третий

35 вход через блок коррекции, снабженnb@ вторым входом, — к выходу фазового дискриминатора, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй вход фазового дискриминатора — с выходом датчика частоты вращения, первый триггер, вход которого подключен к выходу фазового дискриьпгнатора, а выход триггера соединен с вторым

45 входом блока коррекции, четвертым входом мультиплексора и первым входом логического элемента 2И, второй вход которого подключен к выходу датчика положения ротора и к входу вто50 рого триггера, выходом соединенного с пятым входом мультиплексора, частотньп компаратор, входом подключенный к выходу датчика частоты вращения, отличающийся тем, 55 что, с целью повьш ения качества стабилизации частоты вращен tH ь пороком диапазоне регулирования путем улучшения организации широтно-импульсной модуляции, введены управляемьп гене1б 10588

Ока

Составитель М. Сон

Т ехр ед М. Дидык Корр ектор Т. Колб

Редактор А.Маковская

Заказ 3744

Тираж 451

Подписное

ННИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произвоцственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ратор частоты с двумя входами и шфазный широтно-,импульсный модулятор с тремя входами, вып лненный в виде основ го счетчика с установочными тактовыми входами, четырех постоянных запоминающих устройств трех дополнительных счетчиков с информационными, тактовыми и вычитающими входами, формирователя импульсов и шести логических элементов 2И, при этом к цифровым выходам основного счетчика подключены входы четырех постоянных запоминающих устройств, к выходам первого из которых подключены первые входы шести логических элементов 2И, вторые входы которых попарно объединены и подключены к выходам соответствующих дополнительных счетчиков, информационные входы которых подключены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого постоянных запоминающих устройств, тактовые входы указанных счетчиков объединены и соединены с выходом формирователя импульсов, а объединенные вычитающие входы дополните ь5 ных счетчиков образуют вход управления глубиной модуляции широтно-импульсного модулятора, установочный и тактовый входы которого, образованные установочным и. тактовым входами основного счетчика, подключены соответственно к выходам мультиплексора и логического элемента 2И. вентильного электропривода, а вход уп. равления глубиной модуляции соединен с выходом управляемого генератора частоты, выходы широтно-импульсного модулятора, образованные выходами логических элементов 2И, подключены к входам управления преобразователя частоты, первый вход управляемого генератора частоты соединен с выходом частотного компаратора, а второй вход — с выходом первого триггера.