Устройство для формирования гармонических многофазных сигналов управления электроприводом переменного тока

 

О П И С А Н И Е („,736328

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсимк

Соцмалмстмческмк

Республик

9е (6l ) Дополнительное к иит. синд-ву

2 (5l)М, Кл.

Н 02 P 7/42 (22) Заявлено 16.05.77 (2} ) 2494352/24-07 с присоединением заявки .%

Гооумрстоенкык комитет

СССР (23) Приоритет ао лолам кзобретеиий о открытий

Опубликовано25.05.80. Бюллетень .%19

З,ата опубликования описания 28.05.80 (53) УДК 62-83:

:62 1.3 13.333. .072.9(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Бродовский, Е. С. Иванов и А. С. Жилин (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ

МНОГОФАЗНЫХ С)И НАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКЧ РОПРИВОЙОМ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования сигналов управления в электроприводах переменного тока.

При проектировании частотно-управляемьтх электроприводов с высокими о5 каэателями качества ре. улирования возникает задача обеспечения в схеме гармонических сигналов управления, не содержаших пульсаций. Получение в элетрою приводе сигналов обратной связи беэ пульсаций связано, например, с фильтраимпульсным характером работы преобразователя частоты. Частотный спектр этих помех лежит, как правило, в области вы15 соких частот, превышаюших в несколько раз диапазон регулируемых частот.

Известны устройства, в которых формирование многофазных сигналов без пульсаций может быть обеспечено за счет введения низкочастотных фильтров (1).

Недостатком известных устройств являет2 ся наличие фазового сдвига по основному сигналу в установившихся режимах работы.

Иэ известных устройств наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержашее блок датчиков фехфазных ст.гналов, подключенный выходами к формирователю двухфазных сигналов, и определитель круговой частоты сигналов, выполненный с использованием фазового дискриминатора и пропорционально-интегрального р4 гулятора. Выход пропорционально-интегрального регулятора подключен к управляемому по частоте генератору синусоидальных колебаний, выходы которого являются выходами устройства f2).

Такое устройство не вносит фазового сдвига по основному сигналу в установившихся режимах работы, обепечнвает по,давление помех, но имеет сложную конструкцию и ненадежно в работе.

3 736

Цель изобретения — утфоепение устройства и повышение надежности в ра.боте.

Это достигается тел, что в устройство для формирования гармонических многофазных сигналоп, содержащее блок датчиков многофазных сигналов, подключепный к формирователю двухфазных сигналов, определитель круговой частоть. сигналов и форл-.ирователь лпеогофазных сигналов, введены два множительных устройства, два сумматора с инвертщ5уюшими и неинвертирующими входами и два апериодических звена, вход каждого из которых подключен к выходу одного из сумматоров, а выход — к форлщювателю миогофазных сигналов, при этом один нз не1ппзертирующих входов первого сумiiIT0pQ пОдключен к первОму выходу фОр— мирователя двухфазпых сигналов непосред— ственно, а другой его пеипвертируюший вход — ко второму выходу форлеирователя двухфазных сигналов через Одно мнОжиТОльнОе ус fройствО, нек1пюртируюепий вход второго сумматора подключен ко ггорому выходу формирова Tеля двухфазных сигналов непосредственно, а его инвер п:рующий вход — к первому выходу форлпязова елл двухфазных сегналов че— рез друго» л.пожчтель;-еое устройство, вторые входы которых подключены к в. ходу определителя кру-. оной частоты сигналов.

На чертеже представлена функционал»,— пая схема предлагаемого устройства.

Блок .1 датчиков многофазных сигналов подключен выходами к формирователю 2 двухфазных сигналов. Один из выходов формирователя 2 соединен с неипвертирующим входом сумматора 3 непосредственно, а с инвертирук>шим входом сумматора 4 — через множительное устройство 5. Другой выход формирователя

2 соединен с неинвертирующим входом сумматора 4 непосредственно, .а с неинвертирующим входом .сумматора 3— через множительпое устройство 6.

Выходы сумматоров 3 и 4 через апериодические звенья 7 и S подключены к формирователю 9 многофазных сигналов. Множительные устройства 5 и 6 подключены также к выходу определителя 10 круговой частоты с сигналом Ш .

Устройство работает следующим образом. Исходная система многофазных гармонических сигналлв Ж круговой частоты, содержащих высокочастотные

328 4 пульсации, поступает с выхода блока 1 и преобразуется с помощью формирователя 2 в двухфазную систему сигналов

Q + Zq, Q + Z. (а, Q — Основные сиг— палы, 2, Z — высокочастотные помехи) .

На выходе сумматоров 3 и 4 имеют а,.Ь„:

Ol., К (с tg ) ф у ()

Ь =(<- Ф+ ) к к (ж(с(7,„) ), 1" где К, К„„— коэффициенты передачи сумматора и умножителя соответственно.

Для двухфазпой системы основных сигналов Q, е,1 справедливо уравнение

cub(p) =рс (p) («Ц)» (,1 (2)

2и где Р -- оператор дифференцировании.

Учитывая уравнение (2) преобразуют уравнекке (1) в операторном виде ((р = ((piu+v(>. (p (Р1(И 1 2 (3)

Ь1(Р) с P2(P 3(<+PK 3+ Z<(P) Z (Р) Щ)

На выходах апериодических звеньев 7 и

8 получают сигналы С(.„,. )д () к Га(Р И+Р1<щ tz„(p)pg (ра и (- р (4)

b,(p)-K 4 ЪЕК р .»-« ) с д, .(+ рТ.

A где К„,Т-коэффициент передачи и постоян

А д ная времени апериодического звена.

Выбирая Т из условия подавления высокочастотных помех 7., Z< и при выполнении условий, при которых из уравнения (4) получа м, что С, .=д, 45

1-1апример, при выборе Т вЂ” 1/IIiI „, „, где Жрщ о предельная рабочая частота для основных сигналов, ослабление помехи на выходе апериодических. звеньев определяется отношением

Полученная на выходе апериодических

55 звеньев система двухфазных сигналов с подавленными помехами преобразуется затем с пОмОшью формирователя 9 В систему много4азных сигналов.

736328 6

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гузенко A. И. Основы теории автоматического регулирования, М., Высшая школа, 1967, с. 241.

2. Патент Франции Ио 2060101, кл. Н 02 P 7/00, 1975.

Сигналы С1, 4> могут иметь различные амплитуды иэ-эа разброса пара-, метров входяших в устройство элементов. Если это различие является недопустимым, то с целью его устранения 5 устройство может быть дополнено схемой выравнивания амплитуд, содержащей измерители 11 и 12 фазных сигналов, блок 13 сравнения и блоки 14 и 15 коррекций (показаны на чертеже штриха- »6 выми линиями) .

Измеренные на выходах апериодических звеньев 7 и 8 двухфазные сигналы Og, Ь сравниваются с помошью блока 13. Сигнал рассогласования дифференциальным образом воздействует на блоки 14 и 15 коррекции, выравнивая коэффициенты передачи по каналам прохождения сигналов О, b.

При использовании предложенного уст- 20 ройства в электроприводе переменного тока, например в синхронном электроприводе, в качестве определителя 10 круговой частоты сигналов может быть использован тахогенератор, установленный на валу машины.

Определитель 10 может быть выполнен так же, как и в известном устройстве (2). В этом случае входы определителя 10 подключены к выходам формиро- ЗО вателя 2 и апериодических звеньев 7 и 8 (показано на чертеже штрих-пунктирными линиями) .

Экспериментальная проверка макета устройства, проведенная в электроприводе 35 переменного тока с асинхронной корот.козамкнутой машиной А-32-2 для получения гармонических сигналов обратной связи по фазным токам, подтверждает его работоспоспособность. При этом

40 отсутствуют фазовые сдвиги по основным сигналам в установившихся ражимах работы и обеспечивается подавление высокочастотных помех, определяемых работой преобразователя частоты.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство проше по конструкции, так как содержит меньшее число функциональных элементов, легче и настройке (не содержит специального генератора 50 сииусоидальных колебаний) и надежнее в работе.

1. Устройство для формирования гармонических многофазных сигналов управления электроприводом пераме»пк»го тока, содержашее блок датчиков мпогофазных сигналов, подключенный к формирователю двухфазных скгналов, определитель круговой частоты сигналов и формирователь г многофазных сигналов, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в ного введены два множительных устройства, два сумматора с инвертируюшнми rf неинвертируюшими входами и два апериощщеских звена, вход каждого иэ которых подключен к выходу одного иэ суммато ров, а выход — к формирователю многофазных сигналов, при этом один из неинвертируюших входов первого сумматора подключен к первому выходу формирователя двухфазных сигналов непосредственно, а другой его непнвертируюший входко второму выходу формирователя двух фазных сигналов через одно множительное устройство, неинвертируюший вход второго сумматора подключен ко второму выходу формирователя двухфазных сигналов непосредственно, а его»щвертируюшпй вход — K первому выходу формирователя двухфазных сигналов через другое множительное устройство, вторые входы которых подключены к выходу определителя круговой частоты сигналов.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что в него введены два измерителя фазных сигналов, блок сравнения и два блока коррекции, каждый из которых включен между одним из сумматоров и одним из апериодических звеньев, причем управля»ошие входы блоков коррекции через блок сравнения и измерители фазных сигналов подключены к выходам апериодических звеньев.