Способ управления асинхронным двухфазным электродвигателем

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15. I I.1968 (№ 1218957/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 03.V1.1970. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 11.1Х.1970

Кл. 21с, 57/30

МПК Н 02р 7/58

УД1 621.316.718.5.077. .65-83 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Э. М. Панченко

Заявитель

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВУХФАЗНЫМ

ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ ЕМ

Предлагается способ управления асинхронным двухфазным электродвигателем (АДД) .

Для регулирования и реверсирования скорости (мосяента) АДД применяют различные способы и схемы управления.

Известны частотный, широтно-частотный и широтно-импульсный способы регулирования, основанные на создании в машине кругового или эллиптического вращающегося магнитного поля.

B случае кругового поля (симметричный режим работы) одинаковые обмотки АДД питаются равными по величне переменными напряжениями, сдвинутыми .по фазе на 90 эл. град.

При создании эллиптического, поля (несимметричный режим работы) изменяется напряжение на управляющей обмотке, а напряжение на обмотке возбуждения остается неизменным. Регулирование эллиптическим полем в технике используется значительно шире благодаря меньшей сложности схем управления.

Известен широтно-импульсный способ регулирования, при,котором изменяется длительность прямоугольных импульсов управляющего напряжения на несущей частоте. Для реализации этого способа наиболее целесообразны усилители класса Д (импульсные) на полупроводниковых приборах, обладающие известными достоинствами.

Однако специфика автоматических систем с асинхронными двухфазными двигателями, в частности необходимость иметь широкий диапазон регулирования скорости (момента) при отсутствии самохода и гистерезиса характеристик, ограничивает возможность использования существующих импульсных схем. В числе других причин это объясняется и трудностью получения ма Iblx начальных значений импульсов напряжения на обмотке управления

АДД. Другим недостатком таких схем является пх сложность.

По предлагаемому способу с целью повышения глубины регулирования и компенсации самохода импульсы подают с частотой, равной двойной частоте сети, при фазовом сдвиге их передних фронтов относительно друг друга на 180 эл. град, причем при подаче сигнала управления длительности импульсов че20 редуются.

На фиг. 1 приведены осциллограммы напряжений на обмотках АДД; на фиг. 2 — векторные диаграммы магнитных полей; на фиг.

3 — вариант схемной реализаци предлагаемг

25 го способа.

На обмотку возбуждения асинхронного двигателя подается синусоидальное напряжение бов от источника переменного тока (l, а на обмотку управления — однополярные прямо30 угольные импульсы напряжения Upv удвоен272417

АДД. ной частоты,,передние фронты которых сдвинуты по фазе относительно друг друга на л (см. фиг. 1). Наличие индуктивности обмотки управления приводит к возникновению э.д.с.сам оиндукции ll, причем перенапряжение выбирается так, чтобы обеспечить режим прерывистых токов и безопасную работу выходных элементов усилителя.

В исходном состоянии все импульсы напряжения на обмотке управления АДД имеют одинаковую продолжительность, составляя

0,2 — 0,25 периода (см. фиг. 1,а), т. е. к обмотке управления подводится .постоянная составляющая напряжения и его четные частотные гармоники. Отсутствие основной частотной гармоники напряжения соответствует отсутствию результирующего вращающего момента, развиваемого двигателем. Вследствие того что передние фронты управляющих импульсов сдвинуты по фазе относительно друг друга на л, в машине создается магнитное поле, вектор которого, изменяясь по величине, в течение одного периода питающего напряжения дважды меняег направление вращения (см. фиг. 2,а), что способствует компенсации самохода двигателя. Такое магнитное, поле может быть названо симметрично качающимся.

Для создания и регулирования вращающего момента АДД производится равнозначная широтная модуляция чередующихся импульсов напряжения (т. е. длительности и япульсо в чередуются), благодаря чему происходит уменьшение четных гармоник, возникновение и возрастание основной и нечетных гармоник управляющего напряжения, сдвинутых по фазе относительно напряжения возбуждения приблизительно на угол л/2. Качающееся магнитное поле становится асимметричньгм (фиг. 2,б), Благодаря тому, что: разностное значение чередующихся импульсов управляющего на,пряжения может быть выбрано как угодно малым, обеспечивается максимальная разрешающая способность по .моменту и максимальная глубина регулирования скорости

Реверсирование АДД осуществляется изменением порядка следования коротких и длинных импульсов.

5 ю

4

Следует отметить, что импульсы управляющего напряжения могут иметь форму, отличную от прямоугольной, и частоту, кратность которой по отношению к частоте сети выше двух.

Принципиальная схема разомкнутого электропривода с АДД, реализующая предлагаемый способ управления (см. фиг. 3), содержит чувствительный датчик 1 переменного тока, блок 2 удвоения частоты, сумматор 8, полупроводниковое реле 4 и каскад усиления мощности, собранный на транзисторе 5 и элементах, обеспечивающих получение импульсов требуемой формы (стабилитрон б, диоды 7, 8, резистор 9). Конденсатор 10 создает требуемый фазовый сдвиг напряжения возбуждения на обмотке 11 двигателя 12.

В исходном состоянии (при отсутствии сигнала U датчика 1) напряжение Uq блока 2 обеспечивает .переключение реле 4 с частотой, равной двойной частоте сети. Выходной сигнал U„реле 4 управляет усилителем мощности, формирующим на обмотке И АДД импульсы напряжения, как на фиг. 2, а.

При управлении двигателем сигнал U датчика 1 суммируется с напряжением U блока

2. Результирующее напряжение U обеспечивает формирование на обмотке И импульсов, как на фиг. 2,б, что приводит к возникновению момента АДД.

Реверсирование двигателя происходит при изменении на л фазы сигнала U, что приводит к изменению порядка следования коротких и длинных импульсов.

Предмет изобретения

Способ управления асинхронным двухфазным электродвигателем, путем питания одной из его обмоток синусоидальным напряжением, а другой — однополярными прямоугольными импульсами, изменяемыми по длительности при регулировании двигателя, отличающийся тем, что, с целью .повышения глубины регулирования и компенсации самохода, импульсы подают с частотой, равной двойной частоте сети при фазовом сдвиге их передних фронтов относительно друг друга на 180 эл. град, причем при подаче сигнала управления длительности импульсов чередуются. иг.

Составитель 5. Минц

Редактор В. В. Фельдман Техред T. П. Курилко Корректор А. П. Васильева

Заказ 2513/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2