Формирователь опорных гармонических напряжения для управления синхронным двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах лентопротяжных механизмов. Целью изобретения является упрощение. С этой целью в формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем введены определитель 7 знака функции, блок 8 счетных импульсов и триггер 9 со счетным входом. Источник 6 разнополярных постоянных напряжений в формирователе выполнен управляемым и его управляющий вход соединен через последовательно соединенные триггер 9 со счетным входом, блок 8 счетных импульсов, определитель 7 знака функции с выходом измерителя 1 напряжения асимметрии ротора. Такое выполнение формирователя позволяет преобразовать N-фазную систему напряжений двойного угла без дополнительных аппаратурных затрат. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. О о О

Ql

О (2 1) 44932 1 6/07 (22) 14.10.88 (46) 07.07.91. Бюл. ¹ 25 (72) В. Н. Бродовский, Н; В. Буторин, Е. С;

Иванов и М. И. Пятков (53) 62-83:621.316.718.05(088,8) (56) Бродовский В. Н.,Иванов Е. С, Приводы с частотно-токовым управлением, M,: Энергия, 1974, с. 20 — 25.

Авторское свидетельство СССР № 1014117, кл. Н 02 Р5/408,,1983. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНЫХ АРМОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах лентопротяжных механизмов. Целью изо„„Я „„1661959 А1 бретения является упрощение конструкции.

С этой целью в формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем введены определитель 7 знака функции, блок 8 счетных импульсов и триггер 9 со счетным входом.

Источник 6 разнополярных постоянных напряжений в формирователе выполнен управляемым и его управляющий вход соединен через последовательно соединенные триггер 9 со счетным входом, блок 8 счетных импульсов, определитель 7 знака функции с выходом измерителя 1 напряжения асимметрии ротора. Такое выполнение формирователя позволяет преобразовать

N.— ôàçíóþ систему напряжений двойного угла без дополнительных аппаратурных затрат, 4 ил. 1661959

20

ЗО

Изобретение относится к электротехнике а именно к устройствам для управления непрерывными приводами с синхронными двигателями, имеющими различные значения продольной и поперечной индуктивностей фазных обмоток ротора, и может быть использовано, например, в приводах лентопротяжных механизмов, Цель изобретения — упрощение устройства, На фиг. 1 представлена функциональная схема формирования опорных гармонических напряжений; на фиг, 2 — схема блоков умножителей; на фиг. 3 и 4 — графики, поясняющие функционирование формирователя.

Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем содержит измеритель 1 напряжения (фиг, 1) асимметрии ротора с выходами напряжений, изменяющихся по законам sin2 а, cos2 а, фаэорасщепитель

2, входы которого подключены к выходам названного измерителя 1 асимметрии ротора, а многофазный выход — к многофазному входу блока нуль-органов 3 и два блока умножителей 4 и 5, первые два входа которых попарно объединены и подключены к соответствующих выходам источника 6 разнополярных постоянных напряжений, а третьим многофазные входы соединены с выходом блока нуль-органов 3, В названный формирователь введены: определитель 7 знака функции, блок 8 счетных импульсов и триггер 9 со счетным входом, причем источник 6 радиополярных постоянных напряжений снабжен управляющим входом, подключенным через последовательно соединенные триггер 9 со счетным входом, блок 8 счетных импульсов и определитель 7 знака функции — к выходу напряжения измерителя 1 асимметрии ротора, при этом выходы блоков умножителей

4 и 5 образуют выходы формирователя опорных гармонических напряжений, Каждый иэ блоков умножителей 4 и 5 выполнен с операционными усилителями 10—

12 (фиг. 2), работающими в режиме усилителей сумматоров. Инвертирующий вход операционного усилителя 12 подключен к выходу усилителя 10 через последовательно соединенные резисторы 13 и 14, а к выходу .усилителя 11 через последовательно соединенные резисторы 15 и 16. Средние точки резисторов 13 и 14 и 15 и 16 через управляемые ключи 17 и 18 соответственно подключены к общему выводу блока. Первые два входа блока умножителей образованы входами реэисторных матриц 19 и 20, подключенных соответственно через группы 21 и 22 управляемых ключей и инвертирующим входам операционных усилителей 10 и 11, Третий многофазный вход блока умножителей образован управляющими входами групп ключей 21 и 22 и управляемых ключей 17 и

18.

Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем работает следующим образом.

Измеритель 1 асимметрии ротора формирует на выходе двухфазную систему синусоидальных напряжений двойного угла

sin2a и cos2 а, где а — угол поворота ротора синхронного двигателя, графики которой приведены на фиг. 3, а. Эти напряжения поступают в фазорасщепитель 2, на выходах которого формируется N — фазная система напряжений двойного угла, Для конкретности принято, что N=4. На фиг. З,б приведены графики для 4-фазной системы напряжений.

Выгодно иметь N=8, 12, 16 и более, так как при этом в искомых функциях sin а и cosa будет меньший уровень помех.

Четыре синусоидальных напряжения двойного угла поступают на четыре входа блока 3 нуль-органов, на 8-ми выходах которого имеем напряжения прямоугольной формы (фиг, Зв) графики относятся к 8-ми фазной системе прямоугольных напряжений двойного угла. Для наглядности в представлении системы напряжений на этих графиках, максимальные значения напряжений выбраны разными. В реальном:устройстве максимальные значения фазных напряжений 8-ми фаэной системы равны между собой.

Выход sin2a измерителя 1 асимметрии ротора в виде напряжений синусоидальной формы поступает на вход определителя 7 знака функции, на выходе которого образуется прямоугольное напряжение, показанное на графике фиг. 3, r. Это напряжение двойного угла поступает на вход блока 8 счетных импульсов, на выходе которого формируются однополярные импульсы по передним фронтам поступающих на вход сигналов. Они показаны на графике фиг. 3, д. Эти импульсы поступают на счетный вход триггера 9 со счетным входом. Триггер имеет два устойчивых состояния на выходе 1 и

О. Состояние 1 соответствует положительному напряжению, а состояние 0 — отрицательному, На выходе триггера 9 со счетным входом формируется двуполярное прямоугольное напряжение одинарного угла, показанное на графике фиг. 3, е. Данное устройство решает задачу управления нере1661959

D версивными приводами, т,е. подразумевается, что направление вращения ротора синхронного двигателя над заранее известно. Эта информация определяет начальное состояние триггера, Сигналы с этого триггера поступают на вход источника 6 разнополярных постоянных напряжений. С выходов источника стабилизированное двуполярное напряжение прямоугольной формы поступает на попарно объединенные первые два входа блоков умножителей 4 и 5.

Рассмотрим работу блока умножителей

4, схема которого показана на фиг. 2, В интервале 0 < а < л на шины напряжения

+ U, являющиеся первыми двумя входами блока умножителя, поступает прямоугольное напряжение положительной полярности. Ток через ключи протекает в том случае, когда на третьи многофазные входы блока умножителей подается прямоугольное напряжение отрицательной полярности. На управляющий вход управляемого ключа 17 подается напряжение такой фазы, в которой задний фронт двуполярного прямоугольноЛ го напряжения проходит через а =, В

Л интервале 0 <а < ток через ключ 17 не протекает и сигналы с выхода усилителя 10 поступают на вход усилителя 12. В интервале < а < тг ток замыкается на общий

Л вывод блока и сигналы с выхода усилителя

10.на вход усилителя 12 не поступают. На управляющий вход управляемого ключа 18 подается напряжение такой фазы N, в которой задний фронт проходит через а = О. Сигналы с выхода операционного усилителя 11 поступают на вход усилителя 12 только в

K интервале т < а < л . На управляющую цепь группы ключей 21 поступают поочередно напряжения, в которых задние фронты двуполярных прямоугольных напряжений наЛ ходятся в интервале 0 < а < —, В данном

2 конкретном случае таких ключей четыре, что соответствует количеству фаз с Многофазного выхода фазорасщепителя 2. В интервале

0 4а < — через ключ К1 протекает ток, определяемый значением. Кт резисторной матрицы 19. На выходе усилителя 12 появляется первая ступенька прямоугольного напряжетг л ния. В интервале <а < ток протекает через ключи Кт и Kz и суммируется на входе усилителя 10. На выходе усилителя 12 появляется вторая ступенька прямоугольного напряжения, пропорциональная суммедвух монических напряжений для управления синхронным двигателем формируются квазисинусоидальные напряжения sin а и

cos a, графики которых показаны на фиг.

3, и. Для наглядности они показаны в виде первых гармоник напряжений.

Таким образом введение в формирователь опорных гармонических напряжений одного триггера со счетным входом, блока счетных импульсов и определителя знака

45 функции. подключенного к одному из выходов измерителя асимметрии ротора, а также выполнение источника разнополярных постепенных напряжений с управляющим входом, обеспечивают возможность преобразования N-фазной системы напря50 жений двойного угла без установки в каждую иэ фаэных цепей отдельного счетного элемента — триггера, благодаря чему упрощается конструкция, Формула изобретения

Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем, содержащий измеритель

3 Л токов, В интервале — л < а < — ток проте8 2 кает по всем ключам, и на выходе усилителя

12 образуется максимальная ступенька пря5 моугольного напряжения, пропорциональная сумме всех токов. В интервале л 5 < а < z по всем ключам из группы ключей 22 (которых также четыре) протекает ток.

10 В то же время ключ 18 дает возможность прохождения сигналов с выхода усилителя

11; и на выходе усилителя 12 также образуется максимальная ступенька прямоугольного напряжения, пропорциональная сумме

15 всех токов. Поочередное закрывание клю- . чей в группе ключей 18 приводит к nooseредному изменению ступенек на выходе усилителя 12. На графиках фиг. 3, ж, з показано образование ступенчатого напряже20 ния на выходе усилителя 12. Для наглядности образование ступенек на выхо-. де усилителя 12 разнесено. В интервале л < а < 2л меняется знак на первых двух входах блока умножителей. При этом ключи

25 коммутируются в той же последовательности, но на выходе усилителя 12 образуются ступеньки прямоугольного напряжения отрицательной полярности, Блок умножителей 5 работает аналогичным образом. При

30 этом на управляющие входы ключей 17 и 18 и групп ключей 21 и 22 поступают напряжения, в которых задние фронты находятся в интервале 2 < а < 2 л

Л

35 На выходах формирователя опорных гар1661959 напряжения асимметрии ротора с выходами напряжений, изменяющихся по законам

sin2 а, cos2 а, фазорасщепитель, входы которого подключены к выходам названного измерителя напряжения асимметрии ротора, а многофазный выход — к многофазному входу блока нуль-органов, и два блока умножителей, первые два входа которых попарно объединены и подключены к соответствующим выходам источника разнополярных постоянных напряжений, а третьи многофазные входы соединены с выходом блока нуль-органов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, введены определитель знака функции, блок счетных импульсов и триггер со счетным входом, а источник разнополярных постоянных напряжений снабжен управляющим

5 входом, подключенным через последовате.: ьно соединенные триггер со счетным входом, блок счетных импульсов и определитель знака функции — к выходу напряжения, изменяющегося по закону з!п2 а

10 измерителя напряжения асимметрии ротора, при этом выходы блоков умножителей образуют выходы формирователя опорных гармонических напряжений, где а — угол поворота ротора синхронного двигателя, 15

1661959

1661959

Соста вител ь А. Голо вчен ко

Редактор С,Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M Äåì÷èê

Заказ 2134 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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