Устройство для регулирования частоты и напряжения электромашинных преобразователей

 

Класс 21с, 64во

21с, 64»

% 135945

acct!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 91

В. П. Шорин

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И

НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАШИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Заявлено 10 июня 1960 г. за № 669752/24 в Комитет по лелам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Опуолнковано в «6юллегене изоорегсиий» № 4 за 1961 г.

Настоящее изобретение относится к устройствам для регулирования частоты и напряжения электромашинных преобразователей связанного типа с перекрестным взаимодействием каналов регулирования. В таких устройствах применяются полупроводниковыс усилители релейного действия с модуляцией ширины импульса, а измерительным органом служит стабилитрон.

Предлагаемое устройство отличается от известны.х тем, что в качестве измерительного органа канала, воздействующего на возбуждение генератора, применен контур автопараметрического резонанса, выполненный из последовательно соединенных трансформаторов, конденсатора и индуктивности.

Гакое выполнение устройства улучшает быстродействие системы регулирования и позволяет осуществлять коррекцию для снижения статической ошибки регулирования.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Электромашинный преобразователь имеет два канала регулирования, один из которых воздействует на обмотку возбуждения ОВ, двигателя Д постоянного тока, изменяя частоту выходного напряжения преобразователя, а другой — на обмотку возбуждения ОВв генератора Г, изменяя величину выходного напряжения. Кроме того, предусмотрено перекрестное взаимодействие каналов регулирования. Связь регулируемых параметров (частоты и напряжения) осуществляется через объект регулирования и комбинированный чувствительный элемент. В качестве такого элемента используется контур автопараметрического резонанса, состоящий из двух последовательно соединенных трансформаторов Тр, и Тр2, конденсатора С, и индуктивности Lp. Контур автопараметричес№ 135945 кого резонанса включен в канал, воздействующий на возбуждение генератора Г, и служит его измерительным органом. При работе электромашинного преобразователя в контуре автопараметрического резонанса возникают колебания, амплитуда которых зависит от частоты и величины напряжения на выходе преобразователя. В зависимости от величины затухания этот контур может иметь любую крутизну рабочего участка амплитудных и амплитудно-частотных характеристик (что трудно обеспечить в контурах гармонического резонанса из-за их малой добротности). В канале, воздействующем на возбуждение электродвигателя Д, в качестве измерительного элемента используется трансформатор напряжения Тр .

Каналы регулирования выполнены на полупроводниковых триодах с использованием импульсного способа регулирования. В каждом канале имеется по два каскада. в качестве которых применяются модулятор, изменяющий ширину импульсов в зависимости от значения величины входного сигнала, и усилитель мощности в виде бесконтактного реле на мощных триодах. Каскады соединены между собой через эмиттерный повторитель, обеспечивающий согласование их выходного и входного сопротивлений. Модулятор ширины импульсов канала регулирования частоты работает на принципе использования остаточных пульсаций выпрямленного напряжения, сглаженного 1 С-фильтром. Выпрямленное напряжение, пропорциональное среднему значению регулируемого напряжения преобразователя с наложенными на него пульсациями, подается на нелинейный мост, образованный сопротивлениями Л1 и R и опорными диодами ОД1 и ОД>. Когда напряжение на входе этого моста превышает заданную величину, срабатывает триггер, состоящий из триодов ПТ, и ПТ, который подает сигнал на срабатывание полупроводникового реле второго каскада, выполненного на триодах ПТЗ, ПТ4 и ПТ, Канал, воздействующий на возбуждение двигателя Д, остается в проводящем по отношению к нагрузке состоянии до тех пор, пока сумма постоянной составляющей и мгновенного значения напряжения пульсации не становится меньше напряжения срабатывания модулятора. В этот момент происходит опрокидывание триггеров модулятора и выходного каскада и процесс формирования управляемого импульса заканчивается. Для уменьшения заднего фронта импульсов в цепь базы выходного триода подается напряжение от выпрямителя В,.

Аналогично работает канал, воздействующий на возбуждение генератора Г. Широтная модуляция импульсов в этом канале осуществляется посредством изменения амплитуды сигнала на входе нелинейного моста, образованного сопротивлениями R3 и R4 и опорными диодами ОД и ОД1.

Канал остается в проводящем состоянии, пока мгновенное значение пульсирующего напряжения на входе упомянутого моста, которое подается от контура автопараметрического резонанса, остается ниже уровня срабатывания модулятора, собранного на полупроводниковых триодах ПТ6 и ПТ,. На выходе канала включено полупроводниковое реле на триодах ПТ8, ПТ9 и ПТ,О, формирующее мощный управляющий импульс. Для уменьшения заданного фронта этого импульса в цепи базы выходного триода 17Т» подано напряжение от выпрямителя В>.

В системе регулирования предусмотрены органы настройки, из которых переменная линейная индуктивность Lo для настройки контура автопараметрического резонанса на возбуждение колебаний при заданных значениях частоты и напряжения преобразователя и переменные со противления Rs и R< для регулирования чувствительности контура расположены в канале, воздействующем на возбуждение генератора, а потенциометр Rg для одновременного изменения уровня регулирования ча№ 135945 стоты и напряжения преобразователя и переменное сопротивление (не .показано на чертеже), включаемое последовательно с конденсатором С2 фильтра, для регулирования чувствительности канала к изменению напряжения входят в канал, воздействующий на возбуждение двигателя.

При подключении нагрузки и генератору Г напряжение на его выходе снижается, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний в контуре автопараметрического резонанса. На уменьшение сигнала, сни-маемого с контура автопараметрического резонанса, канал, воздействую.щий на возбуждение генератора, реагирует таким увеличением тока возбуждения, при котором напряжение генератора возрастает до прежнего уровня, Канал же, воздействующий на возбуждение двигателя, на снижение напряжения отвечает уменьшением тока возбуждения, что приводит к увеличению частоты. Отсюда следует, что в первый момент включения нагрузки сигнал, получаемый двигателем, компенсирует снижение его скорости вращения вследствие увеличения механической нагрузки на валу. Снижение скорости вращения двигателя приводит в контуре автопараметрического резонанса к уменьшению частоты, что вызывает увеличение амплитуды автопараметрических колебаний, а следовательно, понижение уровня напряжения и увеличение частоты изменения напряжения преобразователя.

Таким образом, внешнее возмущающее воздействие вводится одновременно в оба канала регулирования через изменение напряжения, а взаимная коррекция каналов относительно уровня настройки осуществляется последовательно: изменение напряжения приводит к изменению частоты, а изменение частоты изменяет уровень поддерживаемого напряжения. Изменяя чувствительность измерительных органов системы регулирования, можно осуществлять настройку системы на регулирование частоты с любым знаком статизма, а также получить астатическоерегулирование частоты преобразователя.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования частоты и напряжения электромашинных преобразователей связанного типа с перекрестным взаимодействием каналов регулирования,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения быстродействия и повышения точности регулирования, в качестве измерительного органа канала, воздействующего на возбуждение генератора, применен контур автопараметрического резонанса, выполненный из последовательно соединенных трансформаторов, конденсатора и индуктивности. № 135945

Редактор В. М. Парнес

Техрсд А. М, Токер

Корректор Б, Нанкина

Подн. к печ. 8Л 1-6! г

Бак. 5057

Формат бмм. 70р, 108 j;.Тираж 1150

ЦБТИ при Комитете по дслам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Объем 0,85 изд. л.

Цена 7 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.