Усилитель для управления двухфазным асинхронным двигателем
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3687I2
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 05.1 V.1971 (И 1643,137/26-9) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описания 23.111.1973
Ч. Кл. Н 03f 3/20
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.375.4 (088.8) Авторы изобретения
М. Г. Беядовский и Н. С. Голиусов
Заявитель
УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ
АСИНХРОННЫМ ДВИ1АТЕЛЕМ
Изобретение может быть использовано в аналоговых системах автоматического регулирования с корректирующими контурами на постоянном токе, в которых исполнительным устройством служит двухфазный асинхронный двигатель.
Известны усилители для управления двухфазным асинхронным двигателем, содержащие широтно-импульсный модулятор, промежуточный каскад усиления и выходной каскад с трансформатором и дросселем, который включен последовательно с обмоткой управления двигателя. 11ри использовании этих усилителей в аналоговых следящих системах с корректирующими контурами на постоянном токе для управления двухфазными асинхронными двигателями с повышенными рабочими частотами необходимо между корректирующим контуром и усилителем установить амплитудный модулятор. При этом сигнал постоянного тока преобразуется в прямоугольное напряжение с частотой, равной рабочей частоте двигателя. Если это напряжение усилить с помощью усилителя, то двигатель будет перегреваться высшими гармониками рабочей частоты двигателя, Использование же
1 С-цепей для формирования синусоидального сигнала из прямоугольного напряжения, поступающего с амплитудного модулятора, нежелательно, поскольку температурная нестабильпость индуктивности и емкости приводит к фазовым сдвигам полученного синусоидального напряжения по отношению к опорному напряжению сети переменного тока, что снижает точность управления.
С целью повышения к.п.д. и точности управления, в предлагаемый усилитель введен коммутатор из четырех вентилей. Коммутатор управляется нуль-органом, подключенным через
lO трансформатор к сети переменного тока. Входы вентилей коммутатора подключены к двум раздельным выходам широтно-импульсного модулятора, соединенного с источником входного сигнала. Выходы вентилей подключены
1 к базам четырех транзисторов выходного кас; када, в коллекторную цепь каждого из которых включены последовательно диод и одна из вторичных обмоток упомянутого трансформатора, средние выводы которых соединены соответственно с началом и концом обмотки управления двигателя, средним выводом подключенной и эмиттерам транзисторов выходного каскада.
На чертеже изображена блок-схема описываемого усилителя.
Усилитель содержит выходной каскад на четырех транзисторах 1, 2, 8, 4 и четырех диодах б, 6, 7 и 8, питающийся от сети переменного тока через трансформатор 9, четыре вен30 тиля 10, 11, 12, 18, нуль-орган 14, триггер 1б, 368712
3 широтно-импульсный модулятор 1б, включающий в себя задающий генератор 17, например мультивибратор, с ключом 18 в цепи питания, генератор пилообразного напряжения 19 и сравнивающее устройство 20. Обмотка 21 управления двигателя 22, имеющая средний вывод, подключена двумя концами к соответствующим выводам вторичных обмоток трансформатора 9, а средний вывод ее подключен к эмиттерам транзисторов, соединенным вместе. Обмотка 28 возбуждения двигателя подключена к сети переменного тока через фазосдвигающий конденсатор 24.
На вход широтно-импульсного модулятора
1б поступает сигнал постоянного тока положительной или отрицательной полярности.
Этот сигнал преобразуется широтно-импульсным модулятором в последовательность промодулированных по ширине однополярных импульсов с частотой следования намного выше рабочей частоты двигателя, причем положительная полярность входного сигнала и» формирует широтно-модулированные импульсы на выходе 25 широтно-импульсного модулятора, а отрицательная полярность — на выходе 2б. Прямоугольные импульсы подаются на вентили 10 — 18. Вентили 10 и 11 открываются импульсами, поступающими с одного плеча триггера 15, а вентили 12 и 18 — импульсами, поступающими с другого плеча этого триггера. Триггер управляется короткими прямоугольными импульсами, поступающими на его раздельные входы с нуль-органа 14 и формирующимися в моменты перехода через нуль синусоиды напряженйя переменного тока.
Прямоугольные импульсы, поступающие с триггера 1Б, по длительности равны полупериодам сети переменного тока и синфазны с ними.
Короткие прямоугольные импульсы с нульоргана 14 подаются и на ключ 18, который на короткое время снимает напряжение питания с задающего генератора 17. В связи с этим задающий генератор возбуждается в одной и той же фазе каждый раз, когда синусоидальиый переменный ток сети равен нулю. Этим устраняется паразитная модуляция тока в нагрузке усилителя, которая в противном случае имела бы место, поскольку частоты сети переменного тока и задающего генератора пе синхронизированы.
Вентили 10, 11 и 12, 18 открываются поочередно на время, равное полупериоду сети переменного тока, и пропускают на один из входов 27 или 28 и 29 или 80 выходного каскада серии импульсов с одного из выходов 2б или
26 широтно-импульсного модулятора.
При положительной полярности входного сигнала силовые транзисторы 1 и 2 открыва5
35 ются поочередно сериями импульсов, поступающих с вентилей 10 и 12, и подключают половины обмотки управления двигателя ко вторичным обмоткам трансформатора 9. При этом через каждую половину обмотки управления двигателя за время, равное одному полупериоду сети переменного тока, протекают импульсы тока, длительность которых пропорциональна текущему значению управляющего сигнала, а амплитуда этих импульсов определяется текущей величиной напряжения сети переменного тока.
Среднее значение тока в обмотке управления двигателя определяется величиной управляющего сигнала, а информация о рабочей частоте двигателя вводится с помощью напряжения питания, которое является напряжением сети переменного тока.
Реверс двигателя осуществляется при изменении полярности входного сигнала в результате включения в работу второй пары силовых транзисторов 8 и 4 и соответственно включенных вторичных обмоток трансформатора 9, при этом транзисторы 1 и 2 выключены.
Необходимый сдвиг по фазе между напряжениями обмоток управления и возбуждения осуществляется с помощью конденсатора 24, включенного в цепь обмотки 28 возбуждения, которая питается от сети переменного тока.
Частота следования широтно-модулированных импульсов определяется частотой задающего генератора 17 и выбирается в пределах
8 — 15 кги в зависимости от рабочей частоты двигателя.
Предмет изобретения
Усилитель для упр авл ения двухфазным асинхронным двигателем, содержащий широтно-импульсный модулятор и выходной каскад, подключенный к обмотке управления двигателя, имеющей средний вывод, отличаюи ийсл тем, что, с целью повышения точности управления и к.п.д., в него введен управляемый нуль-органом, подклЮченным через трансформатор к сети переменного тока, коммутатор из четырех вентилей, входы которых соединены попарно и подключены к двум раздельным выходам ширОтно-импульсного модулятора, соединенного с источником входного сигнала, а выходы подключены к базам четырех транзисторов выходного каскада, в коллекторную цепь каждого из которых включены последовательно диод и одна из вторичных обмоток упомянутого трансформатора, средние выводы которых соединены соответственно с началом и концом Обмотки управления двигателя, средним выводом подключенной к эмиттерам транзисторов выходного каскада.
368712
Составитель М. Порфирова
Редактор Л. Жаворонкова Техред Л. Грачева Корректоры. А. Степанова и Е. Сапунова
Заказ 612(12 Изд. № 180 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5
Типография, пр. Сапунова, 2
