Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в робототехнике. Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента. Указанная цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены нуль-орган (НО) 28, входом подключенный к выводу третьей вторичной обмотки трансформатора 1, счетчик 29 и генератор импульсов (ГИ) 30, а постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7 снабжено старшими входными разрядами. Выходы НО 28 и ГИ 30 подключены к входам счетчика 30, выход которого соединен со старшими входными разрядами ПЗУ 7. В результате обеспечивается модуляция фазных напряжений синхронной машины 5 по синусоидальному закону, причем аргумент синуса вычисляется путем суммирования кодов синхронной машины 5 и текущей фазы сети. Вычисление закона модуляции производится табличным способом с помощью ПЗУ 7. Фаза сети вычисляется с помощью генератора 12, НО 28 и счетчика 29. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕ.ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0 О

Ql

ЬЭ >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1585880 (21) 4061308/07 (22) 29.04.86 (46) 15.08.91. Бюл. N 30 (71) Белорусский государственный университет им. В.И. Ленина (72) Л.И. Матюхина. А.С. Михалев, С.Н. Сидорук и И.M. Чушенков (53) 621.313.2.07(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1585880, кл. Н 02 К 29/06, 1990. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в робототехнике.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента, Укаэанная цель достигается тем, что в вентильный

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано е исполнительных механизмах робототехнических устройств с цифровым управлением.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента, На фиг, 1 изображена функциональная схема вентильного электропривода; на фиг.

2 — вариант выполнения функциональной схемы мостового коммутатора; на фиг. 3— графики напряжений i-й фазы питающей сети (LIC), i-й фазы синхронной машины (Ll ) и корректирующей функции д; на фиг. 4— векторные диаграммы; а — магнитного поля стагора Ф, при непосредственном подключении обмоток синхронной машины к фазам питающей сети; б — проекции вектора Фс на оси статорных обмоток синхронной машины; в-магнитные поля Ф создаваемые

i-и обмотками синхронной машины при формировании их напряжений О путем умно. Ы 1670752 А2

is()s H 02 К 29/06, Н 02 P 6/00 электропривод введены нуль-орган (НО) 28, входом подключенный к выводу третьей вторичной обмотки трансформатора 1, счетчик

29 и генератор импульсов (ГИ) 30, а постоянное запоминающее устройство(ПЗУ) 7 снабжено старшими входными разрядами. Выходы

НО 28 и ГИ 30 подключены к входам счетчика

30, выход которого соединен со старшими входными разрядами ПЗУ 7. В результате обеспечивается модуляция фазных напряжений синхронной машины 5 по синусоидальному закону, причем аргумент синуса вычисляется путем суммирования кодов синхроннои машины 5 и текущей фазы сети.

Вычисление закона модуляции производится табличным способом с помощью ПЗУ 7, Фаза сети вычисляется с помощью генератора 12, НО 28 и счетчика 29. 4 ил., 1 табл. жения напряжения Ос соответствующей фазы сети на корректирующую функцию д; 2— результирующие потоки статора Ф и ротора Фг синхронной машины.

Вентильный электропривод содержит подключенный к трехфаэной сети переменного тока грехфазный трансформатор 1 (фиг. 1), средние точки обмоток которого подключены к общей шине, а выходы соединены с силовыми входами трех мостовых коммутаторов 2 — 4, выходы последних подключены к гальваниче ким развязанным обмоткам синхронной машины 5, вал которой соединен с цифровым датчиком 6 угла. Выходы датчика 6 подключены к m младшим входным разрядам постоянного запоминающе о устройства 7, кодовые выходы последнего соединены с входными шинами трех широтно-импульсных модуляторов 8-10, счетные вхОды которых подключены к выходу управляемого делителя 11 частоты, счетный вход

1670752 которого соединен с выходом генератора 12, а входная шина — с шиной модуля управляющего воздействия. Знаковые выходы постоянного запоминающего устройства 7 соединены со вторыми входами первых схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 — 15 трех идентичных блоков 16-18 управления коммутатором, Вторые входы схем 13 — 15 подключены к шине знака управляющего воздействия, а выходы — к входам первых инверторов 1921, выходы последних подключены к первым входам мостовых коммутаторов 2 — 4, третьи входы которых соединены с выходами вторых инверторов 22 — 24, входы которых подключены к выходам вторых схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25-27. Электропривод дополнительно содержит нуль-орган 28, счетчик 29 и генератор 30 импульсов, а постоянное запоминающее устройство 7 снабжено старшими входными разрядами.

Первый выход третьей обмотки 31 трехфазного трансформатора 1 соединен с входом нуль-органа 28, выход которого подключен к входу обнуления счетчика 29, счетный вход счетчика 29 соединен с выходом генератора 30 импульсов. а выходы — со старшими входными разрядами постоянного запоминающего устройства 7, содержащего коды модуля и знака гармонических функций. Выходы широтно-импульсных модуляторов 8-10 соединены со вторыми входами вторых схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25-27.

Первые входы схем 25-27 подключены к выходам первых схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

13-15 и связаны со вторыми входами мостовых коммутаторов 2 — 4. четвертые входы которых связаны с выходами вторых схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 — 27, Вентильный электропривод работает следующим образом, В момент прохождения напряжения третьей обмотки 31 через нуль нуль-орган

28 формирует короткий импульс напряжения, сбрасывающий счетчик 29 в нуль, Указанный импульс формируется лишь при возрастании напряжения, т.е. один раз на период сетевого напряжения Т,. При этом выходной код Л k счетчика 29, ведущего счет импульсов с частотой 1, может быть найден как

Ak=(2 — 1) т/Т, (1) где т — текущее время;

fr{2 -1) Tc — частота генератора 30.

Входной адрес запоминающего устройства 7 состоит иэ двух частей, причем младшие m разрядов адреса равны коду датчика

6 Лт/г, а старшие l разрядов — выходному коду источника 29 A k. Таким образом, те10 где 0 — угол установки датчика 6.

В выражении (3) принято slgnx=O при хМ и sign x=1 при х<0, Оставшаяся часть выходного слова содержит три р-разрядных слова, содержащих коды М =(2Р— 1) i

ЛК АР 1 — 2 ) (4)

2 — 1 2 — 1 где 1= О, 1, 2 в соответствии с номером ШИМ

8-10, Укаэанные коды записываются в ШИМ

8, 9, 10 с частотой f.. При этом коэффициент ) заполнения импульсов ШИМ i-й фазы составит (5)

Частота f, выбирается в соответствии с соотношением

4f1 (6) (2" — 1) (2 — 1 ) а частота f> составляет

fu=- f>/ Ag (7)

Следовательно. результирующее значение коэффициента у составит

25 -(г -1) . гл, - + --г -+ в. ) (8) ь, (гл ь 1 г

35 г"-1 г -1

Блок (16--18) управления коммутатор.. и фазы на основе сигналов signA g, осуществляет формирование сигналов А, В.

40 С, О управления ключами 32-35(фиг. 2) коммутатора (2-4) в соответствии с таблицей.

Логические переменные signA g, s, h определяются следующим образом, Знак воздействия sign h g задается внешним управля

45 ющим устройством и определяет знак вращающего момента. Сигнал s формируется на выходе знаковых разрядов устройства

7 в соответствии с выражением (3). Изменение сигнала s приводит к смене знака напряжения на обмотке синхронной машины

5. Значение выходного сигнала модулятора (8 — 10) h, равное единице, определяет протекание тока в I-й фазе; h=O соответствует ди намическому торможению путем короткого замыкания 1-й фазы.

Компенсация пульсаций вращающего момента синхронной машины 5, обусловленных непосредственным питанием от сети переменного тока, осуществляется путем широтно-импульсной модуляции переменкущий адрес запоминающего устройства 7 составляет 2 Ak+ hp, (2)

Выходное слово запоминающего устрой5 ства 7 состоит из четырех частей, причем в

i-м младшем разряде записан код

5,, 5\ (г,. r, — )>.,,(2, (.,, Я )(, 1670752 ных напряжений, питающих обмотки. Коэффициент у заполнения импульсов LUVIM в приводе зависит, в соответствии с выражением (8), не только от кода Л кругла поворота ротора синхронной машины, но и от кода 20

Л k текущей фазы сети. В соответствии с выражениями (3), (8) нормированное среднее значение U> напряжения на I-й обмотке синхронной машины формируется путем умножения нормированного напряжения Ос 25

i-й фазы питающей сети на корректирующую фун кц ию д (фиг. 3), модул ь и з на к которой определяются выражениями (8), (3) соответственно.

Графики на фиг. 3 построены при изме- 30 нении от 0 до 2л текущей фазы В напряжения фазы питающей сети с номером I=O, что соответствует изменению кода Л k фазы напряжения от 0 до 2 -1, Векторные диаграммы (фиг. 4), построенныее в соответствии с фиг, 3 при изменении о

Р с шагом 30 от 0 до 5/бл, иллюстрируют изменение векторов магнитных полей статорных обмоток.

Указанный алгоритм модуляции фазных 40 напряжений позволяет обеспечить перпендикулярность полей Ф, статора и Фг ротора синхронной машины, а также постоянство амплитуды cD>, задаваемой кодом Л g управляемого делителя частоты.

Амплитуда Ф поля статора при выборе корректирующей функции д, в соответствии с (3). (8) составляет ГЗ Фс/2, т.е, компенсация пульсаций момента достигается за счет некоторого уменьшения предельного момента, развиваемого синхронной машиной 5 при заданном значении питающего напряжения. Указанное уменьшение предельного момента может быть скомпенсировано увеличением в 2/б раз напряжения питания, Компенсация пульсаций вращающего момента CM в приводе достигается лишь при определенном подключении обмоток к фазам питающей сети. Подключение осуществляется таким образом, чтобы при увеличении номера I статорной обмотки фазовый сдвиг питающего ее напряжения U

Формула изобретения

Вентильный электропривод по авт.св.

N 1585880, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций вращающего момента, введены нуль-орган, счетчик и генератор импульсов, а постоянное запоминающее устройство снабжено старшими входными разрядами, причем первый вывод третьей обмотки трехфазного трансформатора подключен к входу нуль-органа, выход которого подключен к входу обнуления счетчика. счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходы — со старшими входными разрядами постоянного запоминающего устройства.

1670752

1670752

1670752

Составитель А. Иванов

Редактор Н, Каменская Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишенец

Заказ 2755 Тираж 323 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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