Устройство для регулирования скорости вращения и момента асинхронного электродвигателя
и в т м: н .; I з r. т " т. к е и
ОП йс-АНИ Е
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Соиэз Советских
Социалистических
Ресттубпик
J Ф" (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.04.78 (21) 2616847/24 — 07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— Опубликовано 30.09.80 Бюллетень № 36 (5I) М. Кл.в Н 02 P 7/42 Государственный комитет (53) УДК 621.316. .718.5 (088.8) но делам иэобретеиий и открытий Дата опубликования описания 09.10.80 (72) Автор изобретения С, А. Баранов Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я РЕ ГУЛ И РОВАН И Я СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ И МОМЕНТА. АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокоточных следящих цифровых системах, в системах . автоматического управления и в электроприводе. Известно устройство для управления .асинхронным электродвигателем, в котором использованы .обратные связи по току и по скорости и два канала по напряжению и по частоте (1). В данном устройстве регулирование момента осуществляется только в одной области изменения скорости. Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровое устройство для регулирования скорости и момента асинхронного электродвигателя, которое содержит последовательно соединенные между собой формирователь импульсов, входом подключенный к сети, и синхронизатор, преобразователь код-временный интервал, включающий реверсивный счетчик, выходы которого через схемы И подключены к входам счетчикамодулятора, генератор импульсов, выходом подключенный к другим входам счетчика-модулятора и синхронизатора, триг2 гера-реверса, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, триггермодулятор, подключенный входом к выходу счетчика-модулятора, последовательно соединенные между собой управляемый узел задержки импульсов, триггер тактовой частоты, модулятор управляющего сигнала и усилитель постоянного тока. Выход триггера-реверса подключен ко второму входу модулятора управляющего. сигнала, третий вход которого связан с to выходом триггера-модулятора 121 . Недостатком данного устройства является малый диапазон регулирования скорости вращения, в котором момент сохраняется номинальным,,Это объясняется тем, что с уменьшением скорости вращения электродвигателя момент на его валу также уменьшается, что приводит к колебаниям .ротора в областях низких скоростей электродвигателя. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости вращения и момента асинхронного электродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в цифровое устройство для регулирования скорости вращения и момента асинхронного 767928 3 4 электродвигателя введен преобразователь с С одной стороны код 22, пройдя функуправляемой задержкой импульсов, содер- циональные элементы преобразователя 14 жащий дешифратор, входом подключен- код-временный интервал, преобразуется на ный к одной из схем И преобразователя выходе триггера-модулятора 20 в широтнокод-временный интервал, последовательно импульсную модуляцию (ШИМ) прямоуголь; соединенные между собой линию задержек, ных импульсов (фиг. 2 к, л), скважность схему И, схему ИЛИ, причем вход линии -которых меняется от нуля до единицы задержек соединен с выходом синхрониза- в зависимости от кода 22. тора, выход схемы ИЛИ подключен к од- Частота ШИМ выбирается настолько ному входу- управляемого узла задержки: большой (F»> = 1,5 кГц), что управляюимпульсов, другой вход которОго связан щее напряжение Uy, подводимое к электс выхо4ом дешифратора, нодключениым ко 1в родвигателю за счет фильтрующих свойств второму входу схемы И, преобразователя- индуктивности рассеяния. электродвигателя с управляемой задержкой импульсбв; .:., в достаточной степени сглаживается (фиг. 2 На фиг. 1 представлена блоК-схема циф- о, п). В итоге сигнал ШИМ„снимаемый рового устройства для регулирования ско- с выхода триггера-модулятора 20, пройдя ростй вращения и момента "асинхронного . модулятор 6 управляющего сигнала и усиэлектродвигателя; на фиг. 2 —. диаграммы, литель 7 постоянного тока, представляет - ФЗ. поясняющие работу цифрового устройства.. собой среднее значение напряжения упЦифровое устройство для регулирования равления U>, с помощью которого осускорости Вращения и момента асинхрон- ществляется амплитудное управление сконого электродвигателя содержит - последо- ростью асинхронного электродвигателя. вательно соединенные между собой фор= i@ С другой стороны параллельный двоичмирователь 1 импульсов (фиг. 1) и син- ный код 22 с выхода реверсивного счетхронизатор 2, преобразователь 3 с управ- чика 19 через схемы 17 И преобразоляемой затяжкой импульсов, управляе- вателя 14 код-временный интервал постумый узел 4 задержки, триггер 5 такто- = пает на вход преобразователя 3., На вой чйстоты модулятор 6 управляющего выходе преобразователя 3 формируется сеФ Н сигнала, усилитель 7 постоянного тока, рня импульсов, которая задает частоту fy выход которого подключен к обмоткам 8 управляющего напряжения, подводимого к асинхронного электродвигателя. Вход фор- . электродвигателю. мирователя 1 импульсов подключен к сети 9 .: Формирование серии импульсов на выпеременного тока. - ходе преобразователя 3 происходит следуПреобразователь 3 с управляемой за- зв ющим образом. Импульсы, полученные фордержкой импульсов включает в себя дешиф-: мирователем 1: при переходе через нуль ратор 10 и последовательно соединенные: синусоидального напряжения сети 9, пройдя между собой линию 11 задержек„схему 12 И синхронизатор 2, который необходим для и схему 13 ИЛИ.. - синхронизации сети 9 с импульсами генеВ состав устройства входит преобразо-" ратора 15 импульсов, поступают на входы ватель 14 код-временный интервал, вклю- 3> линий 11 задержек. Линии 11 задержек .чающий генератор 15 импульсов, выход построены таким образом, чтобы иа кажкоторого подключен к одному из вхо- дом выходе линии задержек формирова дов счетчика-модулятора 16, к другим лась частота fy в определенной зависимостн входам которого через схемы И 17 и 18 от управляющего кода 22., " nодключены "выходы реверсивного счетчи- 4О Дискретность зависимости частоты fy зака. 19 преобразователя код-временный висит от величины управляющего кода 22, интервал. Выход счетчика-модулятора 16 " т, е. Ойа зависит от количества разрядов, подключен к одному-"входу григгера -моду- в счетчике 19. :лятора 20, другие -входы."которого "под- Эта зависимость выбйрается таким обключены и схемам, И 17 и 18 соответствен- разом, чтобы момент при изменении ско-. йо, а выход трйггера-модуля гора связан рости вращения электродвйгателя сохраc одним из вхбдов модулятора 6 уйравляю- нялся неизменным, то есть подбирается от- щего сигнала, другой вход которо1 о под- ношение Цу/f> —— const. ключеп к выходу трйггера-реверса 21, вхо- - Дальнейшее прохождение импульсов .с дом соединенный c одним из-выходоВ рейер- " выхода линий 11 задержек осуществляется сивн6го счетчика 19 преобразователя. код- >o путем открытия дешифратором 10 схем 3 стройство работает следувщйм- об-: мер, N = 15 (фиг. 2 д), дешифратор 10 рлзом. " . .. "..:"""" " " " через схему 12 И открывает только одну Управляющий параллельный двоичный из линий 11 задержек. Тогда выход схемы код 22 йоступает одновременйо на входы 12 И через схему 13 ИЛИ на вход управпреобразователя 14 код-времейный ин- . ляющего узла 4 задержки поступает серия тервал и преобразователя. 3 с управляе- импульсов с периодом Т„., мой задержкой через реверсивный двоич- Таким образом, серия импульсов, полу,иый счетчик 19 и схемы 17 И. чаемая на выходе схемы 13 ИЛИ преоб767928 5 6 разователя 3, предназначенная для зада- мого к электродвигателю. В частности, подния частоты подводимого напряжения Uz держание соотношения Ь/у/1ч = const, кок электродвигателю, осуществляет управ- торое эквивалентно регулированию величиление моментом асинхронного электродви- ны момента электродвигателя, имеет перво- . гателя. степенное значение, когда к устройству Управляемый узел 4 задержки им- предъявляются требования высокой точноспульсов предназначен для формирования ну- ти, надежности при переменной нагрузке, левой паузы путем задержки серии импуль- прикладываемой к валу электродвигателя. сов (фиг. 2 е, ж), поступающих с выхода схемы 13 ИЛИ преобразователя 3. Управляющий узел 4 задержки импуль- Формула изобретения сов состоит из линий задержек, которые 1в управляются дешифратором 10. На выходе Устройство для регулирования скорости управляемого узла 4 задержки импульсов вращения и момента асинхронного электроорганизуется серия импульсов необходимой двигателя, содержащее последовательно частоты fy и нулевой паузы Фв (фиг. 2 е, ж). соединенные между собой формирователь имС выхода управляемого узла 4 задерж- пульсов, синхронизатор, преобразователь ки импульсов импульсы поступают на вход код-временный интервал, включающий ретриггера 5 тактовой частоты, на выходе версивный счетчик, выходы которого через которого образуется перепад напряжений схемы И подключены к входам счетчика(фиг. 2 з, и), который подводится на один модулятора, генератор импульсов, выхо из входов модулятора 6 управляющего сиг- дом подключенный к другим входам счетнала. Зв . чика-модулятора и синхронизатора, тригНеобходимо отметить, что перепад на- ., гера-реверса, вход которого соединен с пряжения, образованный на выходе триг- выходом реверсивного счетчика, триггергера 5 тактовой час готы, представляет собой модулятор, подключенный входом к вытолько форму (фиг, 2 з, и) управляю- ходу счетчика-модулятора, последовательщего напряжения с заданной частотой -и . но соединенные между собой управляемый величиной нулевой паузы 3% узел задержки импульсов, триггер такДля того, чтобы этот сигнал (перепад товой частоты, модулятор управляющего напряжений на выходе триггера 5 такто- сигнала и усилитель постоянного тока, вывой частоты 5) нес информацию и о вели- ход триггера-реверса подключен ко вточине (амплитуде) управляющего напря- рому входу модулятора управляющего сигжения Uy, на другой вход модулятора 6 - 1в нала, третий вход которого связан с выуправляющего сигнала от триггера-моду- ходом триггера-модулятора, отличающееся лятора 20 поступает ШИМ (фиг. 2 к, л). — тем, что, с целью расширения диапазона Модулятор 6 управЛяющего сигнала кон- регулирования скорости вращения и моменструктивио представляет собой логическую та асинхронного электродвигателя, устройсхему И-ИЛИ. ство снабжено преобразователем с управВ модуляторе 6 управляющего сигнала ляемой задержкой импульсов, содержащим происходит модулирование сигнала ШИМ дешифратор, входом подключенный к од прямоугольными перепадами напряжения,:: йой из схем И преобразователя код-врепоступающие с выхода триггера 5 тактовой менный интервал, последовательно соедичастоты (фиг. 2 м, н). ненные между собой линию задержек, После модуляции на выходе модулято- ав схему И, схему ИЛИ, причем вход линии ра 6 управляющего сигнала в соответ- задержек соединен с выходом синхрониствии с кодом 22 организуется уйравляю- . затора, выход схемы ИЛИ подключен щий сигнал заданной амплитуды, частоты к одному входу управляемого узла задержи нулевой паузы.. ки - импульсов, другой вход которого свяТаким образом, изменяя код 22 можно зан с выходом дешифратора, йодключенупрайлять скоростью и моментом двига- ным ко второму входу схемы И прео6ра4$ теля, поддерживая Q/ty = const. зователя с управляемой задержкой имРеверс электродвигателя осуществляется пульсов . триггером 21 путем подключения к мо- Источники информации, дулятору управляющего сигнала 6 единич-, принятые во внимание при экспертизе ного или нулевого выходов триггера 5 так- je 1. Автоматизированный электропривод. товой частоты 5. . .. - . .. - Электротехнология. Электроснабжение. СиТаким образом, йредлагаемое устрой- ловая преобразовательная. техника. «Эксство позволяет увеличить диапазон регули- пресс-информация.i М., 1975, .,% 32, рования скорости вращения. асиихронйого. с. 1 — 3. . электродвигателя путем варьирования пара- : 2. Авторское свидетельство СССР по за метров управляющего сигнала> подводи- явке Ю 2064708/24, кл. Н 02 Р 7/42. 767928 Составитель А. Головченко Редактор И. Нанкнна Техред К.Шуфрич Корректор H. Стен Заказ 7028/22 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела и изобретений и открытий t 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП а Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
