Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках и моделирующих стендах. Целью изобретения является упрощение. С этой целью в электроприводе переменного тока выход блока 6 выборки и хранения соединен с третьим входом формирователя 4 управляющих сигналов. Управляющий вход формирователя 4 подключен к выходу фазосдвигающего блока 13. Выход блока 12 сдвига подключен к управляющему входу коммутатора 7. В результате в электроприводе формирование выходного напряжения тахогенератора 3 как на высоких, так и на низких частотах вращения обеспечивается только одним блоком 6. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 " 02 Р 7/42 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4306995/24-07 (22) 16.09,87 (46) 15.08,89. Бюп, М 30 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро автоматизации тяжелого металлорежущего оборудования (72) Б.М.Боченков, И.R,Ãóòåíáåðã, Л.В.Музалевский, С,В.Нечаев н Л.В.Смоляр (53) 62.83.621.313.333.072.9(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

)(1336189, кл, H 02 P 7/42, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1411912, кл. Н 02 P 7/42, 04.12.86.

2 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущнх станках и моделирующих стендах. Целью изобретения является упрощение. С этой целью в электроприводе переменного тока выход блока 6 выборки и хранения соединен с третьим входом формирователя 4 управляющих сигналов. Управляющий вход формирователя 4 подключен к выходу фазосдвигающего блока 13.

Выход блока 12 сдвига подключен к управляющему входу коммутатора 7.

В результате в электроприводе формирование выходного напряжения тахогенератора 3 как на высоких, так и на низких частотах вращения обеспечивается только одним блоком 6. Э ил, 1501241

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в металлорежущих станках, моделирующих стендах и т.д.

Целью изобретения является упрощение электропривода переменного тока °

На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода переменного тока; на фиг. 2 — эпюры, поясняющиь работу второго делителя частоты, блока сдвига и коммутатора; на фиг. 3 эпюры, поясняющие работу блока выборки и хранения, Эпюры на фиг. 2, 3 изображены для случая, когда числа пар полюсов двигателя, синхронного генератора (бесконтактного .тахогенератора) и индуктивного датчика положения равны соответственно трем, двум и одному, а число фаз синхронного генератора равно трем.

Электропривод переменного тока содержит двигатель 1 (фиг.1) переменного тока, индуктивный датчик 2 положения, бесконтактный тахогенератор, выполненный в виде синхронной машины 3, механически связанные с валом двигателя 1, последовательно соединенные формирователь 4 управляющих сигналов с тремя входами и усилитель 5 фазных токов, выходы которого подключены к фазным обмоткам двигателя 1, блок 6 выборки и хранения с информационным и управляющим входами, коммутатор 7 с информационным и управляющим входами, выход которого подключен к информационному входу блока 6 выборки и хранения, последовательно соединенные генератор 8 и первый делитель 9 частоты, выходом подключенный к первому входу формирователя 4 управляющих сигналов, блок 10 согласования частот, подключенный выходом к входу индуктивного датчика 2 положения, последовательно соединенные второй делитель 11 частоты и блок 12 сдвига, фазосдвигающий блок 13 с двумя входами, задатчик 14 сигнала коррекции, выходом подключенный к первому входу фазосдвигающего блока 13, второй вход KoTopol î объединен с BTopblM входом формирователя 4 управляющих сигналов и подключен к выходу индуктивного датчика 2 положения. Вхпды второго делителя 11 частоты и блока

10 согласования ястот объединены и

f 27

U = U in(------- г р: Й

Гтi р p — A 1

Д исг

6 — геометрический у " между осью первичной >Гмотки датчика 2 положения р т ря, питающейся няпря пнем

45 (фиг.З,б) 50 fi 23

U = U sin

rnid " р р

p, ис и осью его ротора.

При этом В г 1 о где f — чяе готя враз. пня 1; горя вр двиг аз еля подключены к выходу генератора 8.

Выход синхронной машины 3 подключен к информационному входу коммутатора

7, выход блока 6 выборки и хранения— к третьему входу формирователя 4 управляющих сигналов, управляющий вход которого подключен к выходу фазосдвигающего блока 13. Выход блока 12 сдвига соединен с управляющим входом коммутатора

В качестве датчика .2 положения может быть испо:ь.овала электричесКаЯ МаШИНа тИПЯ CÅËboÈH; ИЛИ ВРаЩаЮ15 щегпся 1рянсформаторя, работающая в режиме фязпврящателя.

Синхронная машин. 3 представляет собой синхронный генератор с трапецеидальной формой выходного напря20 жения.

Электропривод переменного тока с бесконтяктным тахогенератором работает следующим образом.

Генератор 8 вырабатывает прямо25 угольные импульсы 0 с час тотой (фиг. 2,а; фиг.З,я), которые поступают одновременно на входы делител и 9 и 11 частоты и блока 10 со-лясовяния частот, Ня выходе блока 10

30 согляcовяния частот фopмиpóется тре— буемая двухфазная система синусопдальных напряжений для обеспечения работы датчика 2 положения ротора R режиме фязоrряц;ятеля, !ястптя этих напряжения равна f/Pp Р„ т, где Р

3 и P — — числа полюсов спет ветственысг но двигателя 1 и синхропнпгo генератора 3.

Выходное напряжение; ятчикя 2 положения ротора опрелеляеiся ныра40 жением (фиг,З,в) 501241 е формация на выходе устройства 6 выборки и хранения, соответствующая моменту времени t, сохраняется до

5 прихода сл ед ующе го импульс а .

Для каждого из каналов коммутатора 7 продолжительность присутствия на выходе блока 6 выборки и хранения напряжения, формируемого посредством выборки и хранения иэ отрезков горизонтального участка соответствующей трапецеидальной ЭДС, совпадающих по времени с наличием импульсов управления на управляющем входе одноименного канала коммутатора 7, можно определить как длительность положительного полупериода следующего условного сигнала

Оо — значение угла 8 при и =0.

Коэффициенты деления делителей

9 и 11 частоты равны соответственно

Ра Р „, и Pa PA где P a — число пар полюсов датчика 2 положения ротора.

Импульсы с выхода делителя 11 частоты (идч) с частотой f/PAq Pa (фиг,2,б) поступают на вход блока

12 сдвига, на выходе которого образуется многофазная система прямоугольных импульсов (Ugq, U gq, Uqy) той же частоты (фиг.2,в,г,д), причем импульсы соседних фаз сдвинуты друг ,относительно друга на угол Ч, определяемый числом фаз синхронного генератора 3 и схемой выполнения коммутатора 7. Эти импульсы поступают на соответствующие управляющие входы коммутатора 7, определяя открытое или закрытое состояние его каналов.

При этом на выходе коммутатора 7 формируется напряжение U (фиг.2,и; фиг.З,ж), состоящее из отрезков трапецеидальных ЭДС е<, е<, еz (фиг.2, е,ж,з) соответствующих фазных обмоток синхронного генератора 3, подключенных к информационным входам коммутатора 7.

Напряжение U (фиг.Ç,в) с выхода датчика 2 положения ротора поступает на первый вход фазосдвигающего блока

13, который для согласования положения осей обмоток статора синхронного генератора 3 с осями входных обмоток датчика 2 положения ротора дополнительно смещает фазу сигнала U на угол М, являющийся функцией напряжения U<, поступающего с выхода задатчика 14 сигнала коррекции на второй вход фазосдвигающего блока 13 (фиг.З,в). В моменты времени

Те ь РисГ

40 т,е. в моменты смены знака алгебраической суммы входных напряжений фазосдвигающего блока 13 с отрицательного на положительный, на его выходе формируется импульс U р (фиг.З,г), поступающий на управляющий вход блока 6 выборки и хранения, на информационный вход которого подается на пряжение U . При этом в устройстве

6 выборки и хранения записывается информация с выхода коммутатора 7.

После окончания этого импульса инP r Pa (Рапи +с ) е Г А А

2Tf

2Nf

U«,. sign Г(— — — --- t + P )

20 PAn Ph 1 или, с учетом вышеприведенного выражения для tz, 2

Пчс| = sign 1 sin P (6 + — -) +Ж

Ы

1 ucr Pan где i - порядковый номер канала коммутатора 7, т,е. фаза сигнала Uqci связана с углом поворота ротора коэффициентом

Р „, учитывающим число пар полюсов синхронного генератора 3. Сумма временных интервалов, соответствующих положительным полупериодам всех (по числу каналов коммутатора 7) сигналов

U«; соответствует. полному периоду изменения трапецеидальной ЭДС

Таким образом, выходное напряжение блока 6 выборки и хранения, являющееся выходным напряжением тахогене4> РатоРа (Утг ) состоит из выбРанных

f с частотой Р + Е Р (час Д нсг тотой напряжения (Uy ) значений на горизонтальных участках трапецеидаль" ных ЭДС фазных обмоток синхронного генератора 3 (фиг.З,е), и его велячина прямо пропорциональна частоте вращения двигателя 1.

Напряжение У, которое является сигналом обратной связи по частоте вращения, поступает на третий вход формирователя 4 управляющих сигналож, На егб первый вход поступает напряжение с выхода делителя 9 частоты с

1501241 частотой f/Ð P „«, преобразуемое в этом блоке в гармонический сигнал той же частоты, а на второй вход напряжение Uq с выхода датчика 2 положения ротора. В моменты времени

Рд Рис. РА«6

tî<

23f

10 т.е. в моменты смены знака напряжения Uq с отрицательного на положительный, в формирователе 4 управляющих сигналов производится запись напряжения Ug соответствующего моменту времени to<, и хранение его до прихода следующего импульса. B результате формируются напряжения

2 <

Рд„Р„,„

2« f — — Р„„ Е, P4«Рис г

sin

te< з -" Рдп 6

Us = cps с помощью которых производятся координатные преобразования сигналов иэ системы координат, связанной с ротором, в том числе сигнала задания момента, являющегося функцией ошибки по частоте вращения, в неподвижную систему координат, связанную со статором. Выходные напряжения формирователя 4 управляющих сигналов являются управляющими сигналами усилителя 5 фаэных токов.

Таким образом, подключение в элек35 троприводе переменного тока выхода блока выборки и хранения к третьему входу формирователя управляющих сигналов его управляющего входа — к

40 выходу фазосдвигающего блока, а выхода блока сдвига — к управляющему входу коммутатора позволяет формировать выходное напряжение тахогенератора с помощью одного блока выборки и хранения как для высоких, так и для низких частот вращения, т ° е. позволяет исключить иэ электропривоца переключающий узел и соответствующий ему блок управления и, следовательно, упростить предлагаемый 50 электропривод в сравнении с известным. формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержапэ<й двигатель, индуктивный датчик положения ротора и бесконтактный тахогенератор, выполненный в виде синхронной машины, механически связанные с ротором двигателя, последовательно соединенные формирователь управляющих сигналов с тремя входами и усилитель фазных токов, выходы которого подключены к фазным обмоткам двигателя, блок выборки и хранения с информационным и управляющим входами, коммутатор с информационным и управляющим входами, выход которого подключен к информационному входу блока выборки и хранения, последовательно соединенные генератор и первый делитель частоты, выходом подключенный к первому входу формирователя управляющих сигналов, блок согласования частот, подключенный выходом к входу индуктивного датчика положения ротора, последовательно соединенные второй делитель частоты и блок сдвига, фазосдвигающий блок с двумя входами, задатчик сигнала коррекции, выходом подключенный к первому входу фазосдвигающего блока, второй вход которого объединен с вторым входом формирователя управляющих сигналов и подключен к выходу индуктивного датчика положения ротора, входы второго делителя частоты и блока согласования частот объединены и подключены к выходу генератора, а выход синхронного тахогенератора подключен к информационному входу коммутатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выход блока выборки и хранения подключен к третьему входу формирователя управляющих сигналов, его управляющий вход — к выходу фазосдвигающего блока, а выход блока сдвига соединен с управляющим входом коммутатора, t50i241 Г а

g>au

u{lf

150124 1

Составитель В.Тарасов

Редактор Л.Веселовская Техред M.Õoäàíè÷ Корректор М.Шароши

Заказ 4888/54 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101