Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока

 

О П И С А Н И Е (и) 4701049

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.10.72 (21) 1841627/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.05.75. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 10.09.75 (51) М. Кл. Н 02р 7/58

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ю. Дворниченко, И. И. Лозиева и В. И. Марцинюк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области автоматики и может применяться в системах автоматического регулирования для широтно-импульсного управления двигателем переменного тока с двумя независимыми или одной дифференциальной обмоткой управления.

Известно устройство управления двухфазным асихронным двигателем переменного тока, содержащее предварительный усилитель, выпрямитель, компаратор, генератор пилообразного напряжения, нуль-орган, схемы совпадения, импульсный усилитель мощности с диодами, шунтирующими обмотки управления.

B известном устройстве включение диодов, шунтирующих обмотки управления двигателя, устраняет броски напряжения на коллекторе запирающегося силового транзистора. Однако включение диодов, шунтирующих обмотки управления, резко ухудшает динамические свойства двигателя, так как напряжение каждой обмотки управления в ее рабочий полупериод трансформируется в другую обмотку управления и шунтируется в ней диодом, создавая тем самым динамическое торможение двигателя. При этом скорость двигателя уменьшается в 1,7 — 2 раза по сравнению с номинальной.

Предложенное устройство от известного отличается тем, что с целью улучшения динамических характеристик привода последовательно с каждым диодом, шунтирующим обмотку управления, включен ключ, управляющий вход которого подключен к соответствующему

5 выходу нуль-органа.

Указанная схема соединения ключей обеспечивает подключение диода, шунтирующего обмотку управления своего плеча на время рабочего полупериода для данного плеча, что

10 необходимо для устранения выбросов напряжения на обмотке управления в момент выключения силового транзистора. Эта же схема обеспечивает отключение диода, шунтирующего обмотку управления своего плеча, на время

15 нерабочего полупериода для данного плеча, тем самым устраняя явление динамического торможения и предотвращая нерациональные потери мощности. Скорость двигателя становится равной номинальному значению.

20 Устройство упр авления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока содержит предварительный усилитель 1, выпрямитель 2, компаратор 3, генератор пилообразного напряжения 4, нуль-орган 5, схемы совпа25 дения 6, 7, ключи 8, 9, силовые транзисторы

10, 11, диоды 12, 13, обмотки управления двигателя 14, 15.

Вход нуль-органа 5 соединен с выходом предварительного усилителя 1, а каждый из

30 парафазных выходов нуль-органа 5 соединен

470049

55 с одним из входов схем совпадений 6, 7, ко вторым входам схем совпадений 6, 7 подключен выход компаратора 3, один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 4, а другой вход компаратора подключен к выходу выпрямителя 2, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 1.

Выход каждой схемы совпадения 6, 7 соединен с базой силового транзистора 10, 11 импульсного усилителя мощности, коллекторной нагрузкой которого является обмотка управления двигателя 14, 15, зашунтированная диодом 12, 13 с последовательно включенным ключом 8, 9, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом нуль-органа 5.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала напряжение на выходе предварительного усилителя 1, обоих выходах нульоргана 5 и на выходе компаратора 3 равно О.

При этом на выходе схем совпадений 6, 7 сигнал также отсутствует и силовые транзисторы 10, 11 заперты, ток через обмотки управления 14, 15 равен О.

Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока работает следующим образом. Поступающее на вход устройства переменное напряжение усиливается предварительным усилителем 1 и поступает на вход выпрямителя 2. На выходе выпрямителя 2 устанавливается поло>кительное постоянное напряжение, величина которого изменяется пропорционально изменению амплитуды входного сигнала. Напря>кение с выпрямителя 2 подается на один вход компаратора. На другой вход компаратора 3 поступает пилообразное напряжение с генератора пилообразного напряжения 4, частота которого установлена в 10 — 15 раз больше, чем частота входного сигнала. Компаратор 3 осуществляет преобразование величины постоянного напря>кения с выпрямителя 2 в широтномодулированный сигнал. Импульсы с компаратора подаются на вход схем совпадения 6, 7, на другие входы которых поступают импульсы напряжения с парафазных выходов нульоргана, срабатывающего при переходе входного напряжения через нулевой уровень. На выходе схем совпадений 6, 7 получаются пачки модулированных по длительности импульсов, которые вызывают отпирание соответствующих силовых транзисторов 10, 11 и протекание тока через нагрузку — обмотки управления 14, 15. Транзисторы 10, 11 отпираются поочередно — в один полупериод входного сигнала транзистор первого плеча импульсного усилителя мощности заперт, а транзистор второго плеча отпирается и запирает5

40 ся в соответствии с частотой и длительностью импульса широтно-импульсного сигнала, что вызывает соответствующее протекание тока через оомотку управления второго плеча, в другой полупериод заперт транзистор второго плеча, а через обмотку управления первого плеча протекает ток, соответствующий частоте и длителы10сти широтно-имиy"iüñíoÃÎ сигнала.

При изменении величины входного сигнала меняется величина выпрямленного напряжения и длительность импульсов широтно-модулированного сигнала с выхода компаратора, а следовательно, и продолжительность времени и величины тока, протекающего через обмотки управления, в связи с чем изменяется скорость вращения двигателя от 0 (при напря>кении с выхода выпрямителя, равном нулю) до номиналыIОЙ (IlpH цапря>кс!1ии IIB Выходе выпрямителя, равном амплитуде пилообразного напряжения).

В нерабочий полупериод первого плеча (когда транзистор 10 заперт) отрицательное напряжение с нуль-органа 5 держит ключ 8 в запертом состоянии, т. е. обмотка управления

14 откл1очена от диода 12 и не происходит шунтирование обмотки управления диодом.

В рабочий полупериод для данного плеча ключ 8 отпирается положительным напряжением нуль-органа 5, т. е, обмотка управления

l4 шунтируется диодом 12. Во время отпертого состояния транзистора 10 диод 12 заперт обратным напряжением величиной +Е. Когда транзистор 10 запирается, возникающая на обмотке 14 э. д. с. самоиндукции отпирает диод, создавая путь току, вызванному э.д.с. самоиндукции и устраняя броски напря>кения на коллекторе запирающегося транзистора 10.

Управление ключом 9 и работа второго плеча импульсного усилителя мощности происходят аналогично.

Предмет изобретения

Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока с двумя независимыми или одной дифференциальной обмоткой управления, содержащее предварительный усилитель, выпрямитель, компаратор, генератор пилообразного напряжения, нуль-органы, схемы совпадения, импульсный усилитель мощности с диодами, шуптирующими обмотку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик привода, последовательно с каждым диодом, шунтирующим обмотку управления, включен ключ, управляющий вход которого подкл1очен к соответствующему выходу нуль-органа.

470049

Составитель Ю. Андреев

Техред Т. Миронова Корректоры: Е. Давыдкина и В. Дод

Редактор В. Фельдман

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2141/1 Изд. № 780 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5