Способ управления бесколлекторным транзисторным электроприводом постоянного тока

 

l860I8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 21де, 41

Заявлено 06Х1.1962 (№ 716960/24-7) с присоединением заявки №

Комитет по цепам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 02п

УДК 621.313,292-58 (088.8) Приоритет

Опубликовано 12.1Х.1966. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 15.X.1966

Авторы изобретения

И„ 1т

В. Н, Бродовский и Ю. А. Кузнецов

Заявитель

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БЕСКОЛЛЕКТОРНЪ|М

Т РАН 3 ИСТО Р Н Ъ1М ЭЛ ЕКТРО П Р И В ОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Известный способ управления бесколлекторным транзисторным электроприводом постоянного тока с синхронным двигателем, управляемым посредством транзисторных усилителей, сигналы на которые подаются от сельсинного датчика, установленного на одном валу с двигателем, не обеспечивает необходимых характеристик, а сам привод недостаточно надежен в работе.

В предлагаемом способе с целью улучшения характеристик привода путем точной фазировки ампер-витков статора относительно положения ротора, управление двигателем ведут по току в его статорных обмотках.

Передачу управляющих сигналов с постоянной составляющей на выходные каскады усилителей можно осуществлять посредством трансформаторной связи, а суммирование входного сигнала, подаваемого с сельсина, и токового сигнала, снимаемого со статорной обмотки двигателя, осуществляется на трансформаторе, выдающем импульсы напряжения в момент совпадения сравниваемых величин.

На фиг. 1 для пояснения предлагаемогоспособа приведена блок-схема электропривода; на фиг. 2 — принципиальная схема переключающего устройства.

На валу двигателя 1 закреплен сельсин 2, возбуждающийся от усилителя 3, на который подается входной сигнал.

Линейные напряжения, снимаемые с трехфазной обмотки статора сельсина, равны:

Ут — — Usinn = U яптвЫпа

2 2

U2 — — Usin(u — — л) = U„, япаЫп (а — — -)

4. 4

U3 — — Usin(u — л) = U„,sinâÛn (а тт), где U — напряжение на выходе усилителя 8; а — угол поворота ротора двигателя.

Указанные линейные напряжения подаются на фазированные выпрямители 4.

Напряжения на выходах фазированных выпрямителей равны: е,= KUsina е» = KUsin (p л)

3

20 ез — — A Usin (а — — л), 3 где К вЂ” коэффициент передачи фазированного выпрямителя.

Напряжения е подаются на переключающее устройство, состоящее из триггера 5, ключевых усилителей б и трансформатора 7.

Сигналы, поступающие с фазированного выпрямителя, усиливаются и преобразуются в токи 1„ и 1", которые протекают по обмоту 1

30 кам трансформатора 7 (рис. 2,а).

186018

На трансформаторе суммируются ампервитки обмотки управления (1„ — 1„") m, ампер-витки обмоток 8, по которым протекают фазовые токи (I, — 1," ) и, и ампер-витки обмоток подхвата 9 1ы3;

Обмотки на трансформаторе 7 сфазированы так, что когда транзистор 10 открыт, а 11 закрыт, выполняется равенство: (1 — I ) (oi

+ 1ю3 — (I, — 1," ) о3 — — ХАсо, а когда транзистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт, выполняется равенство: (I — 1" ) ы, — lwr3—

g Д вЂ” (I — Ii ) tv3 — — ХАы.

Фазовый ток будет расти до тех пор, пока сумма ампер-витков (ХАв) не изменит своего знака, при этом трансформатор 7 перемагничивается. В обмотке 12 наводится напряжение, которое заставляет триггер переключаться, что, в свою очередь, вызывает переключение ключевых усилителей б.

Момент переключения осуществляется при условии: (1 — I ) ы +1ы3 —— (I, — 1, ) и3, когда фазовый ток возрастает, и при условии (1„1„) ®> 1 3 3= (1 j II ) 3, когда фазовый ток спадает.

Транзисторы выходного каскада усилителя переключаются трансформатором 18. Для переключения при всех режимах работы двигателя, в том числе, когда последний затормо. жен, применен трансформатор специальной конструкции.

По обмоткам сердечника 14 протекает постоянный ток, который намагничивает один сердечник до положительного насыщения, а другой до отрицательного.

В моменты срабатывания триггера в обмотках трансформатора 7 наводится напряжение, форма которого показана на фиг. 2, б, При такой форме напряжения постоянная составляющая отсутствует.

Изменение средней величины фазового тока обеспечивается за счет разного времени пребывания транзисторов выходного усилителя в обратном и закрытом состоянии.

Таким образом, полная регулировка привода осуществляется, начиная с изменения напряжения возбуждения сельсина и кончая управлением фазовыми токами. Закон измене5 ния тока в фазах статора выражается в уравнениях;

1, — 1, =1 sinn

Iÿ, т гп (а

13 13 I p sin(e, л)

3 где 1 — максимальное значение разности токов в плечах фаз. Так как усилители работают в ключевом режиме, то ток в обмотке ста15 тора представляет собой синусоиду с положенной высокочастотной пульсацией.

Для уменьшения пульсаций в силовые цепи поставлены сглаживающие дроссели 15, которые также определяют частоту переклю20 чения транзисторов.

Предмет изобретения

1. Способ управления бесколлекторным транзисторным электроприводом постоянного

25 тока с синхронным двигателем, управляемым посредством усилителей, сигналы на которые подают от сельсинного датчика, установленного на одном валу с двигателем, отличающийся тем, что, с целью улучшения характе30 ристик привода путем точной фазировки ампер-витков статора относительно положения ротора, управление двигателем ведут по току в его статорных обмотках.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что

35 передачу управляющих сигналов с постоянной составляющей на выходные каскады усилителей осуществляют посредством трансформаторной связи.

3. Способ по пп, 1 и 2, отличающийся тем, 40 что суммирование входного сигнала, подаваемого с сельсина, и токового сигнала, снимаемого со статорной обмотки, осуществляют на трансформаторе, выдающем импульс напряжения в момент совпадения сравниваемых ве45 личин.