Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике Цель изобретения - улучшение качества стабилизации частоты вращения и ускорения„ Вентильный электропривод содержит два узла 7 и 8 сравнения, два нелинейных элемента 11 и 12, блок 14 умножения, релейный элемент 10, блок 13 дифференцирования , которые осуществляют в зависимости от режима, работы регулирование частоты вращения, ускорения и тока. 5 ил. (Л С оэ Јъ 00 О ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОфф ПИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1640806

А1 (51)5 Н 02 Р 6/02, 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4677224/07 (22) 27,01„.89 (46) .07,04„91. Бюл. № 13 (71) Днепропетровский горньп институт им. Артема (72) В.И. Бабай, С.N. Довгань, Н.Н. Казачковский, А.В. Лысенко и А„А. Иусиенко (53) 621.316„718(088.8) (56) Кагар В.Г. и др, Транзисторные приводы с бесконтактными синхронными двигателями для станков с ЧПУ.

Электротехническая промышленность; сер. Электропривод, 1984, вып. (123), с. 11-14 „

Поздеев A,Ä. и др. Транзисторный электропривод на базе синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов для станков и промыш.ленных роботов. Электротехника, 1988, № 2, с. 10-14.

Авторское свидетельство СССР № 1277346, кл. Н 02 Р 7/42, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1439727, кл. Н 02

2 (54) ВЕНТИЛЬНБЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Пель изобретения — улучшение качества стабилизации частоты вращения и ускорения. Вентильный электропривод содержит два узла 7 и 8 сравнения, два нелинейных элемента 11 и 12, блок 14 умножения, репейный элемент 10, блок 13 дифференцирования, которые осуществляют в зависимости от режима, работы

1 регулирование частоты вращения, ускорения и тока. 5 ил.

1640806

55

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированному электроприводу с вентильным электродвигателем.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации частоты вращения и ускорения.

На фиг. 1 представлена блок-схема вентильнога электропривода; на фиг.. 2 и 3 — статические характеристики нелинейных элементов; на фиг. 4 — принципиальная электрическая схема одного нелинейного элемента; на фиг. 5 — принципиальная электрическая схема второго нелинейного элемента.

Вентильный электропривод содержит синхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), ротор которого выполнен с постоянными магнитами, а якорная обмотка подключена к выходу транзисторного .инвертора 2, силовой вход которого подключен к выходу выпрямителя 3, подключенного входом к сети переменного тока. Многоканальный управляющий вход инвертора 2 подключен к многоканальному выходу распределителя 4 импульсов, три входа которого подключены к выходам датчика 5. положения ротора, установленного на валу синхронного двигателя 1, а четвертый вход распределителя 4 импульсов соединен с выходом релейного элемента 6, На валу синхронного электродвигателя 1 установлен датчик 7 частоты вращения, выход которого подключен к второму входу первого узла 8 сравнения, первым входом соединенного с выходом задатчика частоты вращения (не показан). Электропривод содержит также блок 9 датчиков тока, включенных в выходные цепи инвертора 2.

Вход релейного элемента 6 подключен к выходу второго узла 10 сравнения, снабженного первым, вычитающим, и вторым и третьим, суммирующими, входами. Электропривод снабжен первым 11 и вторым 12 нелинейными элементами, блоками дифференцирования 13 и умножения 14.

Выход первого узла 8 сравнения подключен к третьему входу второго узла 10 сравнения и входам второго нелинейного элемента 12 и блока 13 дифференцирования. Выходы нелинейного элемента 12 и блока 13 дифферен5

40 цирования соединены с входами блока

14 умножения соответственно, выход которого подключен к первому входу узла 10 сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого нелинейного элемента 11, входом связанного с выходом блока 9 датчиков тока.

Первый нелинейный элемент 11 реализующий трехступенчатую статическую характеристику с зоной нечувствительности (фиг. 2), содержит два компаратора 15 и 16 и операционный усилитель 17. Порог срабатывания компараторов 15 и 16 задается напряжениями, снимаемыми с потенциометров, установленных на входах компараторов. Сигнал на выходе операционного усилителя

17 пропорционален разности выходных сигналов компараторов 15 и 16. Компараторы 15 и 16 могут быть реализованы, например, на микросхемах.

Второй нелинейный элемент 12, реализующий представленную на фиг. 3 статическую характеристику, содержит три операционных усилителя 18-20 (фиг. 5) . Операционный усилитель 18 реализует схему выделения модуля входного сигнала. Коэффициент усиления усилителя 18 задается переменным сопротивлением в цепи обратной связи.

Операционный усилитель .19 с помощью встречно-параллельно включенных стабилитронов реализует схему ограничения. Операционный усилитель 20. является сумматором выходных сигналов операционных усилителей 18 и 19 и напряжения смещения, снимаемого с делителя.!

Вентильный электропривод работает следующим образом.

При малых ошибках регулирования частоты вращения по абсолютной величине, меньших заданной максимальной ошибки О (фиг. 3), выходной сигнал

U второго нелинейного элемента 12 не зависит от входного сигнала, пропорционального текущей ошибке g регулирования частоты вращения и равен С. При этом функция переключения релейного элемента 6 имеет вид

1 где g — производная ошибки, и релейный элемент 6, работая в скользящем режиме, осуществляет стабилизацию частоты вращения.

S 1640806

Формула изобретения

Вентильный электропривод, с одержащий синхронный электродвигатель, 5 ротор которого выполнен с постоянными магнитами, а якорная обмотка подклю чена к выходу транзисторного инвертора, силовой вход которого подключен к выходу выпрямителя, снабженного

E----3=0

ill

3, 50

При этом коэффициент С, имеющий размерность времени, определяет быстродействие замкнутого контура регулирования частоты вращения.

При превышении ошибкой по частоте вращения величины 3 выходной сигнал

Al

Н„нелинейного элемента 12 пропорционален модулю ошибки по частоте в а ения р щ

igi

U = — —— (Э где 3 — заданная производная ошибки

9 (определяется заданным ускорением привода) .

Функция переключения при этом приобретает вид

Благ од аря лине и ной s ави симо с ти выходного сигнала U нелинейного элемента 12 от ошибки отработка больших рассогласований происходит с постоянным ускорением. При этом релейный элемент 6, работая в скользящем режиме, обеспечивает независимость ускорения от параметров объекта управления.

Нелинейный элемент 11 обеспечивает отсечку по току. При .перегрузке электропривода и превышении током величины i (фиг. 2) на выходе нелинейного элемента 11 появляется сигнал

U< = U заведомо больший суммы ь сигналов, поступающих на суммирующие входы элемента 10 сравнения. На выходе релейного элемента 6 при этом появляется сигнал, приводящий к сни— жению тока, и в дальнейшем, работая в скользящем режиме, релейный элемент обеспечивает ограничение тока на уровне iù.

Таким образом обеспечивается повышение качества стабилизации частоты вращения и ускорения при наличии параметрических возмущений в объекте, управления (нагрузке электропривода).

45 входом для подключения к сети, а многоканальный управляющий вход инвертора соединен с многоканальным выходом распределителя импульсов, три входа которого подключены к выходам датчика положения ротора. установленного на валч электродвигателя, а четвертый вход распределителя импульсов соединен с выходом релейного элемента, датчик частоты вращения, установленный на валу электродвигателя, выход которого подключен к второму входу первого узла сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика частоты вращения, второй узел сравнения — с первым, суммирующим,и вторым, вычитающим, входами, выход которого соепинен с входом релейного элемента, блок датчиков тока, включенных в выходные цепи инвертора, отличающийся тЕм, что, с целью повышения качества стабилизации частоты вращения и ускорения, введены первый непинейный элемент с трехступенчатой характеристикой, имеющей зону неч; вствительности, второй нелинейный элемент с характе— ристикой, представленной на фиг. 3, блок умножения и блок дифференцирования, а второй узел сравнения снабжен третьим, суммирук1щим,входом, подключенным к выходу первого узла сравнения. соединенному с входами второго нелинейного элемента и блока дифференцирования, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен к первому вхолу второго чзла сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого нелинейного элемента, входом связанного с выходом блока датчиков тока.

1640806

164 080б

Составитель М. Сон

Редактор Н, Лазаренко Техред М,Моргеитал Корректор М.Демчик

Закяз 1022 Тирлж 358 Подписное

ВНИИПИ Государствечного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ултород, ул. Гагарина, 101