Частотно-регулируемый электропривод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссеа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от "t I. свидетельства №

Заявлено 20.1.1966 (№ 1049795/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.К1967. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 1 VII.1967

Комитет по делов ивобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

88.8) Автор изобретения

Е. И. Усышкин

Всесоюзный научно-исследовательский кинофогсинститут

Заявитель

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЗЛЕКТРОПРИВОД

Известны частотно-регулируемые электроприводы с широтно-импульсной модуляцией, содержащие двигатель переменного тока, питаемый от сети постоянного тока через преобразователь из однофазных силовых ячеек, и блок управления с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, блоком регулирования частоты и фазосдвигающим блоком.

В предлагаемом электроприводе, с целью упрощения и повышения надежности, применены для каждой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными сбмотками, подключенными к силоьой ячейке соответствующей фазы, а один из указанных регулируемых мультивибраторов снабжен блоком регулирования частоты и обмоткой синхронизации, подключенной через общий фазосдвигающий блок к базам транзисторов второго регулируемого мультивибратора, причем выходные обмотки обоих мультивибраторов подключены к цепям управления каждой силовой ячейки преобразователя.

На чергеже представлена схема предлагаемого электропривода, двухфазный вариант.

Обмотка 1 двигателя включена в диагональ мостовой схемы из транзисторов 8, 4, 5 и 6, а обмотка 2 второй фазы — в диагональ моста из транзисторов 7, 8, 9 и 10. Для управления каждым силовым транзистором 8, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 используются напряжения, получаемые после выпрямления результирующего напряжения двух мультивибраторов 11 и 12.

Особенность использования этого способа в данном устройстве состоит в том, что эти мультивибраторы работают не синхронно, а наоборот, с некоторой разностью частот, которая по абсолютной величине не менее чем в 10 — 20 раз меньше частоты работы мультивибраторов.

В управлении двухфазной схемой частотного регулирования используются четыре идентичных мультивибратора 11, 12, 18 и 14.

Мультивибраторы 11 и 12 работают со стабилизированной частотой порядка сотен герц или нескольких кгтт, причем в их работе посредством фазосдвигающего элемента 15 уста новлен фиксированный фазовьш сдвиг 90".

Фазосдвигающий элемент содержит дроссель

20 с прямоугольной петлей гистерезиса, рассчитанный на насыщение через 1/4 периода частоты работы мультивибраторов 11 и 12.

Мультивибраторы 18 и 14 работают синхронно и несколько различаются по частоте работы от мультивибраторов 11 и 12, причем мультивибратор 18 регулируется по частоте посредством насыщающегося дросселя 16 с подмагничиванием, включенного между база. ми его транзисторов, в цепочку. еинхрониза.

30 ции между мультивибраторамп 18 II 14 вклю196166 транзисторов 7, 8, 9 и 10:п|сют место те жс явления, что и v, мосте из транзисторов 3, 4, 5 и 5, но со сдвигом фазы 90 по основной гармонике напряжения. В остальном напряжения обеих фаз являются совершенно одинаковыми.

Регулирование частоты дросселем 15 и напряжения фазосдвигающим блоком 17 может быть осуществлено совместно путем подключения обмоток подмагничивания дросселя 16 и блока 17 к одному напряжению управления.

Регулируемыми сопротивлениями 20 в цепи обмоток подмагпичиванпя устанавливают требуемую зависимость между токами подмагничивания блока регулирования частоты и фазосдвигающего блока 17 и, следовательно, между напряжением и частотой на обмотках

1 и 2 электродвигателя. Если частота мультивибратора 12 устанавливается равной частоте

О мультивибратора 11, то частота выходного напряжения равна нулю. С увеличением напряжения управления, возрастает частота мультивибратора 12 и тем самым увеличивается выходная частота устройства, которая

5 равна удвоенной разности частот мультивибраторов 11 и 12.

Одновременно с этим увеличивается ток в обмотке подмагничивания блока 17 и выходное напряжение также возраста T по мере возрасташ .я частоты. Если частоту мультпвибратора 12 регулировать в сторону умень. шения и сделать ее меньше, чем частота мультивибратора 11, то последовательность чередова п/я фаз двигателя изменится на o()p2T. г, ю и дви атель реверсируется.

3.. чен мини щд 1ф ф щосдвигающпй блок 17.

Изменением" тока в оомотк подмагничивания можно регу ущзовфц, .фа;др и сдвиг ь рабоге мультивибрат " и 1 3

В подклю одны обмоток мультивибраторов 14щфффЩи 14 к базовым цепям силовых„.транзиыорим2,.: 5, б, 7, 8, 9 и 10 со бл юд а ется сл еду ющ и и и о р я до к.

Для управления транзисторами 3 4 5 и 6 одной фазы устройства используются мульти- 1 вибраторы 11, 13 и 14, причем транзисторы 3 и 4 управляются через обмотки 18 от мультывибратора 11 и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 5 и б — через обмотки 18 от мультивибратора 11 и через обмотки 19 от мультивибратора 14. Лналогичным образом для управления транзисторами

7, 8, 9 и 10 используются мультивибраторы 12, 13 и 14, причем транзисторы 7 и 8 управляются через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратора 13, а транзисторы 9 и 10 — через обмотки 18 от мультивибратора 12 и через обмотки 19 от мультивибратор а 14.

Таким образом, в управлении силовым бло- 2 ком имеются следующие закономерности.

Каждый из мультивибраторов 11 и 12 используется для управления только одной силовой ячейкой, но всеми транзисторами этой ячейки. Мультивибратор 13 используется для 30 управления только левыми ветвями обеих ячеек, а мультивибратор 14 — для управления правыми ветвями.

Порядок переключения транзисторов подчиняется последовательности широтно-моду- 35 лированных прямоугольных импульсов повышенной частоты. Изменением сдвига фазы в работе мультивибраторов 13 и 14 можно регулировать величину напряжения на нагрузке от нуля. Напряжение на нагрузке без высо- 40 кочастотных составляющих имеет форму трапеции, приближающейся по мере увеличения напряжения к равностороннему треугольнику, а по мере уменьшения — к прямоугольнику.

Таким образом, во всем диапазоне регулиро- 45 вания форма напряжения остается более благоприятной в отношении спектрального сост»ва, чем прямоугольная, которая обусловливает ухудшение использования электродвигателя. 50

Что касается высокочастотных составляющих, то при выборе частоты коммутации в

15 — 20 раз больше номинальной, токи, обусловленные составляющими напряжения повышенной частоты, оказываются очень неболь- 55 шими и практически могут не приниматься во внимание.

Благодаря фиксации сдвига фаз 90 в работе мультивибратора 12 относительно мультивибратора 11, в работе мостовой схемы из бО

Предмет изобретения

Частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модуляцией, содержащий двигатель переменного тока, питаемый от сети постоянного тока через преобразователь из однофазных силовых ячеек, блок управления с регулируемыми транзисторными мультивибраторами, с блоком регулирования частоты и фазосдвигающим блоком, отлича(ои1ийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в нем применены для каждой фазы нерегулируемые транзисторные мультивибраторы с выходными обмотками, подключенными к силовой ячейке соответствующей фазы, а один из указанных регулируемых мультивибраторов снабжен блоком регулирования частоты и обмоткой синхронизации, подключенной через общий фазосдвигающий блок к базам транзисторов второго регулируемого мультивибратора, причем выходные обмотки обоих мультивибраторов подключены к цепям управления каждой силовой ячейки преобразователя, 1 6

Редактор А. Шиллер

Заказ 1924)9 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Борисова

Техред Т. П. Курилко

Коррекгоры: Е, Н. Гудзова и Н. И. Быстрова