Устройство для управления электро-двигателем переменного toka
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски к
Социалистическик
Республик (i>) 813653 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2669265/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл э
Н 02 P 7/42
Гасударственный камнтет по делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 621.313. .323 072.9 (088.8) Опубликовано 15.03.81. Бюллетень № 10
Дата опубликования описания 25.03.81 (72) Автор изобретения
Б. 3. Брейтер з тГ Н1Ы;. м! -
Ордена Трудового Красного Знамени эксперим нтальзгйй :йаучнЮ исследовательский институт металлорежуптттх-ттзтткои — - -- —(7l ) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводом, преимущественно с частотным управлением.
Известно устройство для управления электродвигателем, содержащее генератор пилообразного напряжения, формирователь импульсов силовых ключей преобразователя частоты с релейным операционным усилителем на входе, блок автоматического регулирования и генератор синусоидальных сигналов, включающий операционный усилитель, выходной сигнал которого аппроксимирован прямоугольно-ступенчатой кривой. Амплитуда синусоидального сигнала задается управляющим сигналом напряжения электродвигателя из блока автоматического регулирования. Генератор синусоидальных сигналов включает также распределитель импульсов, формирователь амплитуды импульсов и весовые резисторы (ij.
Однако распределитель импульсов выдает систему парных импульсов, количество которых равно числу шагов аппроксимации на периоде выходной частоты, деленному на два. Такое устройство управления отличается сложностью схемы и содержит большое количество усилителей.
Наиболее близким к предложенному является устройство для управления электродвигателем переменного тока, содержащее преобразователь частоты в цепи статора электродвигателя, генератор напряжения несущей частоты, блок автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигнала, входом подключенный к выходным зажимам электродвигателя, формирователь импульсов управления силовыми ключами преобразователя частоты и генератор синусоидальных сигналов, составленный из формирователя амплитуды импульсов, выполненного в виде многоканального аналогового коммутатора, двух одноканальных аналоговых коммутаторов полупериодов выходной частоты и распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом блока автоматического регулирования, а выходы соединены с цифровыми входами одноканальных коммутаторов и формирователя амплитуды импульсов, выходы которого связаны через весовые резисторы с входом суммирующего операцион813653 гцно уcHëèòåëH, ко входу которого подклюен гспсрятор напряжения несущей частоты.
Распределитель импульсов формирует парIlhI(. импульсы, число кс) горых ряВИО коли:(< TI3) шагов за полупериод выходной «астоты, делеlIHOxlу на два. Н3 выходе суммиpvI0IIIcго операционного усилителя образует 5l II(c,1 IoB3T< .,1hIIocTh Однополи()ных полУ—
ПСРИОДОВ СИНУСОИДЯ,:IЬНОГО СИГНЯЛЯ, КОТОРЯЯ через два коммутатора поступает на прямой инверсный входы инвертирующего уси IHтеля. Г!утем поочередного открывания этих коммутаторов B положительном и отрицаi(;!k>IIo3I полуперио !ах выходной частоты на Быхо ic инвертирующего усилителя форх! Ирх етс5! Двмxlio<151 pHbiH сHH)cOH альный (2) .
Однако наличие инвертирующих усилитслсй и релейных усилителей у<хчожняет схему устройства и увеличивает нестабильность его работы и несимметричность трехфазного синусоидяльног0 сигнала по фазам и !Голупериодам. Указанное выше приводит
1(иска жс1!ию синусОидя,!ьно! 0 HBIIp51?K< .IIHH
:! тока преобразователя частоты, а в результате -- к !Говышению нагрева и неравномерi!0cTH вра<цения электродвигателя. ! (ег!ьк) изобретения является упрощение
;I повышение стабильности выходного напря кения устройства.
Указанная цель достигается Tcм, что цепь
1олпена на последовательно соединенных ОП(()31(IIOI I klbi X (СИГ(ИТСЛ ЯХ, БЫХО ДЫ ОДНОканальных коммутаторов объединены и подклю<епы к аналоговому входу формировате,1Я ЯМП, П(тм.lhl ИМ!1 . IbCOB, К BliB,:10ГОВЫМ Б; Одам о,шоканальных коммутаторов под,"0(..1,И НЕHhl СООТБЕТСТВ(II HO БЫ МОДЫ Х КЯЗЯ ННЫХ ОIIcpBik»ofIHhlx усилителей цепи $0pxiHpoBBIilI 5i (пр!! !3.1я !Оц(е! 0 си Гна;1 а. На чертеже представлены струK l урная cxcìà устройства для управления электродвигателем переменного тока. Устройство содержит генератор напряжения несущей частоты 1, формирователь 2 импульсов силовых ключей преобразователя 3 частоты, блок 4 автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигнала Uигенератор,5 синусоидальных сип!алов (условно показан в однофазном исполнении). Генератор 5 состоит из распреде. лителя 6 импульсов, выходы которого соединены с цифровыми входами формирователя 7 амплитуды импульсов и одноканальных коммутаторов 8 и 9 полупериодов. 1(аналоговому Входу формирователя 7 подключен обьединенный выход коммутаторов 8 и 9, к аналоговым входам которых подсоединены соответственно выходы последовательно соединенных усилителей 10 и 1! цепи формирования управляющего сигнала () электродвигателя 12. Весовые резисторы 13 соединяют выходы формирователя 9 и вход суммирующего (для генератора 5) и релей50 55! 0 ! З0 З5 45 ноГО (д.!я фо()мироват(.ЛH 7) оп(.рационно1» усилителя 14, который подключен также к выходу I енератора напряжения нес(шей астоты 1. Вход распредс?ппеля 6 импульсов соединен с выходом усилителя (5 цен;1 формирования управляю(не<о си.: !Ястоты (.; блока 4. Устройство работал следукп.(I:, )бразом. Для управления инвертором, входящим в состав преобразователя частоты, по методу п(иротно-импульсHQA модуляции формирователь 2 импульсов образует импульсы управления на несущей частоте, ширина которых модулируется Но синусоидальному закону. Зто формирование происходп путем сравнения синусоидального сип(ала генератора 5 с пилообразным напряжением генера Гора напряжения несущей частоты 1, частота которого равна несущей на входе релейного усилителя 14. Выхо Iíûå импульсы у силителя 14 поступают lli преобразователь 13cтоты. Лмпг!Ит,да и !Яс!От(! ге !ератора 5 33JBK)i пяпря?к На каждый цифр<И30й Б 0.1 формирователя 7 из первой гру.llihl выходов распределителя 6 поступает паря импульсов, ссвазиpoBB llHbIx си мметрич)ю оп!Оситс ль:!о точек максимума синусоиды и с<ил ветству IO(lkHx ее равным Но модул!0 ор lHkIBTBм. "-1исло каналов Гп соедине!!Ия распредели геля 6 форм прова 1(.ля 7 равно,,:Idc i о l d (KBзанной выше последовательности импульсов превышает в 2 раза Выходцу!о, Iëèòåëüíîñòü и МГ!млhcÎВ РЯБH d —, I .д (. К вЂ” ч и с
)..(.(блока 4. На аналоговый Вхо формирователя 7 поступает д!Зухг!Олярн!!Р управляю(ций сип(ал напряжения:!а Выходной частоте. (1оэтому кая(дый канал формирователя 7 пропускает полож!псльный сигнал на одном полупериодс, я в течение дру!.ого-отрицательный сигнал (Б соответствии с интервалом времени Водных импульсов). В результате усилитель 14 формирует двухполярнук) квазисинусоидальнуK) кривуlo. Двухполярный управляющий сигнал образуется Hd обьединснном выходе коммутаторов 1и)лупериодов 8 и 9, на цифровые входы которых со второй (руllllbl выходов распределителя 6 импу ihcoB приходит два импульса на выходной частоте длите IbHOcтью 180, сдвинутые между собой на 180, и определяющие положительный и отрицательный полупериоды синусоиды данной фазы, а на аналоговые входы комму TdTopOB полупериодов 8 и 9 с выходов усилителей 10 и 1 цепи формирования управляк)ще:0 813653 Формула изобретения Устройство для управления электродвигателем переменного тока, содержащее преобразователь частоты в цепи статора электродвигателя, генератор напряжения несущей частоты, блок автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигнала, входом подключенный к выходным зажимам электродвигателя, формирователь импульсов управления силовыми ключами преобразователя частоты и генератор синусоидальных сигналов, составленный из формирователя амплитуды импульсов, выполненного в виде многоканального аналогового коммутатора, двух одноканальных аналого15 сигнала поступают управляющие сигналы— U< и Ug. Цепь блока автоматического регулирования иногда проецируется с сигналом инверсным выходному, который используется в данном устройстве. Если указанная цепь не содержит инверсный управляющий сигна., то в устройство встраивается дополнительный инвертирующий усилитель (один на все устройство) . 1О Благодаря указанной схеме устройства управления оно упрощается (исключаются три инвертирующих усилителя их трехфазного генератора синусоидальных сигналов). BbIx коммутаторов полупериодов,ыходной частоты и распределителя импульсов, вхо1 которого соединен с выходом блока автоматического регулирования, а выходы сое:чинены с цифровыми входами одноканальных коммутаторов и формирователя амплитуды импульсов, выходы которого связаны через весовые резисторы с входом суммируюшего операционного силителя, ко входу которого подключен ге ратор напряжения несушей частоты, отли .аюи ееся тем, что, с целью упрошения и повышения стабильности выходного напряжения устройства, цепь формирования управляющего сигнала выполнена на последовательно соединенных операционных усилителях, выходы однокана lbных коммутаторов объединены и подключены к аналоговому входу формирователя амплитуды импульсов, к аналоговым входам одноканальных коммутаторов подключены соответственно выходы указанных операционных усилителей цепи формирования управляюшего сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l. Обухов С. Г. и Рогулин А. Ч. Цифровая система управления инвертором с широтно-импульсным модулятором. Г1рименение тиристорных преобразователей в электроэнергетике. Труды совещания. Вып. 1, М., 1972. 2. Автоматизированный электропривод. Экспресс-информация. 1977, М 4, реф. 13. 8!3653 Составитель А. Головченко Редактор П. Косссй Техрсд А. Бойкас Корректор Е. Рогнко Заказ 415, 73 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 415 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
