Электропривод колебательного движения

 

Использование; при создании колебательных электроприводов сканирования, систем виброподачи, устройств испытания и контроля. Сущность изобретения: устройство содержит двухфазный асинхронный двигатель , содержащий обмотку возбуждения 2 и обмотку управления 3, частотный демодулятор 4, сумматор 5, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения 6, преобразователь напряжение-частота 7 и инвертор 8. За счет чего обеспечивается стабильность частоты колебаний , 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК ся)ю Н 02 P 7/62

ГОСУДАРСТВЕНН/э!Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Оп ИСАН И Е И 3 ОБРЕТЕ Н И5 "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21).4864803/07 (22) 06.09.90 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (71) Томский политехнический институт им.

С.M.ÊèðoBà (72) А.В.Аристов, №Л.Плодистый, А.А.Тимофеев и Д.IÎ.Ùåðáåíêo (56) Луковников В.И. Злектропривод колебательного движения. М.: Знергоатомиздат, 1984, с. 152.

Авторское свидетельство СССР

М 1453577, кл. Н 02 Р 7/62„1987.

„„!Ж„, 1775835 А1 (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД КОЛЕБАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ (57) Использование; при создании колебательных электроприводов сканирования, систем виброподачи, устройств испытания и контроля. Сущность изобретения: устройство содержит двухфазный асинхронный двигатель, содержащий обмотку возбуждения 2 и обмотку управления 3, частотный демодулятор 4, сумматор 5, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения 6, преобразователь напряжение-частота 7 и инвертор 8. 3а счет чего обеспечивается стабильность частоты колебаний. 1 ил.

1775835

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами, и может использоваться при создании колебательных электроприводов сканиронания, систем виброподачи, устройств испытания и контроля.

Известен электропривод колебательного движения, в котором имеется два замкнутых контура регулирования частоты и амплитуды колебаний, построенных по принципу модуляции-демодуляции (1). Этот электропривод включает в себя двухфазный асинхронный двигатель, датчик положения, измерители частоты и амплитуды колебаний вала двигателя, схемы сравнения частоты и амплитуды колебаний с заданными значениями, два амплитудных модулятора, двухфазный управляемый реверсивный генератор, генератор, управляемый напряжением,и два усилителя мощности, Требуемые значения частоты . Q и амплитуды к колебаний вала двигателя автоматически поддерживаются постоянными посредством контуров обратной связи..

Однако наличие контуров обратной связи по частоте и амплитуде колебаний ограничивает предельные характеристики колебательного электропривода, кроме того, делает сам электропривод сложным по исполнению.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа колебательный электропривод на основе устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме колебательного движения (2). Устройство содержит источник переменного тока и преобразователь частоты, включающий в себя инвертор, фазовый детектор, первый и второй делители частоты и преобразователь напряжение-частота, соединенный выходам с входами делителей частоты, входом— с выходом фазового детектора. входы которого соединены с источником переменного тока и выходом первого делителя частоты а выход второго делителя частоты соединен с управляющим входом инвертора. Обмотка возбуждения двухфазного асинхронного двигателя подключена к источнику переменного тока, а обмотка управления к выходу инвертора.

В этом электроприводе выходная частота fz преобразователя, а значит, и частота колебаний Я вала асинхронного двигателя изменяются прямо пропорционально часто.те fi источника переменного тока (сети).

Требуемое значение частоты колебаний устанавливается путем изменения коэффици5

45 ентов деления первого и второго двигателей.

Однако в данном электроприводе нестабильность частоты колебаний Л Q прямо пропорционально зависит от нестабильности частоты источника переменного тока (сети). Следовательно, это техническое решение принципиально не позволяет устранить девиацию частоты колебаний Овала асинхронного двигателя, что, в конечном счете, приводит и к отклонению амплитуды колебаний к.

Целью изобретения является повышение точности электропривода колебательного движения на основе асинхронного двигателя путем стабилизации частоты колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод колебательного движения, содержащий двухфазный асинхронный двигатель, обмотка возбуждения которого снабжена клеммами для подключения к источнику переменного тока, преобразователь напряжение-частота, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, согласно изобретению, введены частотный демодулятор, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения и сумматор. При этом, выход сумматора соединен со входам преобразователя напряжение-частота, выход которого подключен ко входу инвертора, выход прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом частотного демодулятора, вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику переменного тока.

На чертеже показана структурная схема электропривода колебательного движения.

Электропривод содержит двухфазный асинхронный двигатель, состоящий из ротора 1, обмотки 2 возбуждения и обмотки 3 управления, частотный демодулятор 4, сумматор 5, прецизионный регулируемый блок питания б постоянного напряжения, преобразователь 7 напряжение-частота и инвертор 8.

Устройство работает следующим образом.

Сетевое напряжение поступает на обмотку 2 возбуждения двигателя и на вход частотного демодулятора 4, с выхода которого снимается постоянное напряжение, пропорциональное по величине частоте питающей сети

U4 = K4 (f )H + Л f1 H), 1775835 где K4 — коэффициент передачи частотного демодулятора;

f>H — номинальная частота питающей сети, Гц;

Ь|1н — абсолютное значениедевиации 5 частоты сети, Гц, Это напря>кение на сумматоре 5 складывается с постоянным напряжением, поступающим с выхода прецизионного регулируемого блока питания 6 постоянно- 10

ro напряжения, которое в свою очередь пропорционально заданной частоте колебаний

06= К6 fK, где K6 — коэффициент пропорциональности;

fg — частота колебаний, Гц. 15

Полученное в результате сложения постоянное напряжение преобразуется преобразователем 7 напряжение-частота в переменное напряжение с частотой

f2 = K7 (K4(f1H Af1H)+ К6 тк) где К7 — коэффициент передачи преобразователя напряжение-частота.

Сигнал с выхода преобразователя 7 по- 25 ступает на инвертор 8 и затем на обмотку 3 управления асинхронного двигателя. Если учесть что коэффициенты К4, К6, К7 равны соответственно

1 30

К4=К6=К,К7= К, где К вЂ” некоторое заданное постоянное значение, то вал асинхронного двигателя начинает совершать колебания с частотой

При этом стабильность частоты колебаний определяется стабильностью выходного напряжения и рецизион ного 40 регулируемого блока питания 6 постоянного напряжения.

Изменяя величину напряжения, снимаемого с блока питания 6,устанавливают требуемую частоту колебаний. 45

При практической реализации электропривода колебательного движения частотный демодулятор 4 и преобразователь 7 напряжение-частота были выполнены на ос- 50 нове микросхемы КР1108ПП1. В качестве сумматора 5 использовался сумматор на основе операционного усилителя (микросхема

К140УД17). Прецизионный регулируемый блок питания 6 постоянного напряжения был выполнен на основе стабилизатора компенсационного типа, обладающего малым коэффициентом пульсаций и высокой температурной стабильностью. В качестве инвертора 8 использовался мостовой инвертор с транзисторными ключами.

Как показали экспериментальные исследования, при использовании регулируемогоо блока питания постоя нного напряжения с пульсациями выходного напряжения не более 0,01 $ девиация частоты колебаний не превышала 0,01 .

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый электропривод колебательного движения позволяет получить стабильную частоту колебаний вала асинхронного двигателя, не зависящую от изменения частоты питающей сети. Это позволяет сделать вывод, что данный электропривод превосходит прототип по характеристикам в том же диапазоне рабочих частот и мощностей.

В качестве побочного эффекта следует отметить, что при использовании электропривода осуществляется и стабилизация амплитуды колебаний вала асинхронного двигателя, что является для ряда колебательных электроприводов одним из основных требований.

Формула изобретения

Электропривод колебательного движения, содержащий двухфазный асинхронный двигатель, обмотка возбуждения которого снабжена клеммами для подключения к источнику переменного тока, преобразователь напряжения — частота, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, о т ли ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности путем стабилизации частоты колебаний, введены частотный демодулятор, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения и сумматор, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения-частота, выход которого подключен к входу инвертора, выход прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом частотного демодулятора, вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику переменного тока.