Устройство для импульсного управления электродвигателем переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советских

С4щиааистических

Республик

<1652672 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53) М. Кл. (22) Заявлено 0511.76 (21) 2419364/24-07

Н 02 Р 7/36 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР, ио делам изобретений н открытий

Опубликовано150379. Бюллетень № 10 (53) УДК 621. 316. .71(088.8) Дата опубликования описания 15,03,79 (72) Авторы

B.Â. Артамонов и Г..П. Юркевич

P3) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (54 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕК?РОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электропри- воду систем автоматического управления инерционными объектами.

Известны устройства для импульс ного управления электродвигателем переменного тока, содержащие генератор импульсов, формирователь и преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, решающие 10 задачу изменения средней скорости вращения электродвигателя или перемещения исполнительного органа системы автоматического регулирования (CAP) в зависимости от величины сиг- ®5 нала управления (1).

В известном .устройстве возможно получение диапазона изменения средней скорости до 15-20 раз.

Дальнейшему расширению диапазона нО препятствует конечность интервалов . разбега и торможения двигателя, а также ограничение частоты следования импульсов из-за увеличения перегрева электродвигателя и ударных нагрузок пусковыми токами, что ведет к уменьшению ресурса и снижению надежности устройства.

Недостатком известного устройства является уменьшение ресурса и сниже- ЭО ние надежности при расширении диапазона изменения средней скорости.

Цель изобретения — увеличение ресурса, и повышение надежнЬсти уст- ройства путем уменьшения пусковых токов двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для импульсного управлейия электродвигателем переменного тока, содержащем генератор импульсов, формирователь и преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, генератор импульсов выполнен в виде источника пилообразного напряжения с разнополярными выходами, а формирователь состоит из двух сумматоров и четырех диодов, при этом к первым входам сумматоров подключены катодом и анодом соответственно первый и второй диоды, другие электроды которых соединены вместе и образуют вход устройства, а ко вторым входам сумматоров подключены выходы источника пилообразного напряжения, причем выходы сумматоров подключены к аноду и катоду соответственно третьего и четвертого диодов, другие электроды которых соединены со входом преобразователя.

652672

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений вдоль канала передачи сигнала.

Устройство содержит формирователь

1, генератор 2 импульсов, преобразователь 3 и электродвигатель 4. Ге- 5 нератор 2 выполнен в виде источника .пилообразного напряжения с двумя выходами для получения одинаковых по величине и частоте повторения положительных с первого выхода и отрицатель-® ных со второго выхода напряжений.

Первый и второй выходы генератора 2 подключены ко вторым входам соответственно сумматоров 5 и 6, первые- входы которых, через противоположно включенные диоды 7 и 8 соединены и образуют вход устройства. При этом диоды 7, 8 и выходы генератора 2 подключены ко входам сумматоров 5, 6 для сравнения в сумматоре 6 положительного сигнала управления, прошедшего

;через диод 8, с отрицательным пилообразным напряжением, поступающим с выхода генератора 2, а также для сравнения в сумматоре 5 отрицательного сигнала управления, прошедшего 25 через диод 7, с положительным пилообразным напряжением, поступающим с выхода генератора 2 ° Выходы сумматоров 5,6 через противоположно включенные диоды 9, 10 соединены 3() со входом преобразователя 3.

В целом схема формирователя 1симметрична относительно обеих полярностей входного сигнала управ" ления. 35

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал на входе устройства отсутствует, с генератора 2 на вторые входы сумматоров 5,6 поступают пилообразные напряжения, которые блокируются диодами 9, 10 и на вход преобразователя 3 не проходят. Электродвигатель 4 неподвижен.

Поскольку работа устройства при обеих полярностях входного сигнала протекает совершенно одинаково, достаточно рассмотреть какую-либо одну полярность например положительную. 50

Пусть ко входу устройства приложено постоянное по величине напряжение сигнала 0В„,положительной полярности.. Как показано на временной диаграмме фиг. 2, а, для этого напряжения М диод 8 оказывается включенным в прямом направлении и сигнал проходит на первый вход сумматора 6 (диаграмма фиг. 2, б). На выходе сумматора 6 формируется знакопеременное напряже- ЕО ние U (диаграмма фиг. 2, в), отрицательная часть которого представляет собой линейно спадающее напряжение, а положительная часть линейно возрастающее . При этом

-амплитуда положительной части на- пряжения пропорциональна величине входного сигнала Ц . Эта положительная часть напряжения проходит через диод 10 на вход преобразователя 3 (диаграмма фиг. 2, г).

Диод 9 при этом остается закрытым, так как к его катоду приложено более положительное пилообразное напряжение с выхода генератора 2.

На выходе преобразователя 3 формируется переменное напряжение Uoö в случае использования асинхронного электродвигателя 4, повторяющее (по амплитуде, среднему или действующему значению) напряжение U „ (диаграмма фиг, 2, д)Под действием напряжения U электродвигатель 4 постепенно увелйчивает скорость вращения, причем, благодаря медленному росту напряжения, увеличение скорости электродвигателя 4 практически не отстает по времени от напряжения.

Когда напряжение на выходе преобразователя 3 падает до нуля, электродвигатель 4 тормозится под действием момента сопротивления механизма или под действием момента, возникающего во вращающемся роторе от неподвижного магнитного поля (диаграмма фиг. 2,а) в случае торможения постоянным током.

С увеличением сигнала управления пропорционально увеличивается интервал работы электродвигателя 4 и соответственно сокращается йауза (при условии постоянства частоты повторения импульсов пилообразного напряжения генератора 2).

Также пропорционально увеличению сигнала управления увеличивается максимальное значение скорости, которое электродвигатель 4 успевает достичь в каждом цикле работы.

При достаточно большом сигнале, превышающем амплитуду пилообразного напряжения генератора 2, пауза в работе электродвигателя 4 исчезает, электродвигатель 4 увеличивает ско рость до установившегося значения непрерывного режима работы .

В режиме прерывистой работы число оборотов, которое электродвигатель успевает сделать за один цикл, пропорционально квадрату величины сигнала управления.

Благодаря медленному росту напряжения на исполнительном двигателе в каждом цикле его работы, также медленно и плавно растет потребляемый электродвигателем ток, что одновременно с увеличением диапазона изменения средней скорости вращения приводйт к уменьшению перегрева и динамических нагрузок электродвигателя, т.е. к уве-. личению ресурса и надежности устройства.

Одновременно уменьшаются колебания падения напряжения в магистральных . проводах.

652672

Формула изобретения

10 в в 1в

Юие.г

Составитель В. Самохин

Техред М. Петко Корректор В. Куприянов

Редактор Д. Зубов

Заказ 1074/52 1ираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для импульсного управления электродвигателем переменного тока, содержащее формирователь, генератор импульсов и преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, отличающийся

:тем, что, с целью увеличения ресурса и повышения надежности устройства в работе, генератор импульсов выполнен в виде источника пилообразного напряжения с разнополярными выходами, формирователь состоит из двух сумматоров и четырех диодов, при этом к первым входам сумматоров подключены катодом и анодом соот ветственно первый и второй диоды, другие электроды которых соединены вместе и образуют вход устройства, а ко вторым входам сумматоров подключены выходы источника пилообразного напряжения, причем выходы сумматора подключены к аноду и катоду соответственно третьего= и"четвертого диодов, другие электроды которых соединены со входом указанного преобразователя..

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

l. Фельдбаум A.A, Электрические системы автоматического регулирования.

М., Оборонгиз, 1957, с. l22.