Стабилизатор тока в обмотке электродвигателя переменного тока

 

Использование: в электроприводах с частотно-токовым управлением. Сущность изобретения: устройство содержит электродвигатель (1), формирователь (2) сигналов управления, зэдэтчик (3) момента вращения , датчике (4) положения ротора электродвигателя , датчик (5) скорости вращения ротора электродвигателя, регуляторы (6, 7) фазных токов электродвигателя. Каждый регулятор (6, 7) включает в себя элемент (8) сравнения, релейный элемент (9), ключевой преобразователь (10) напряжения, элемент

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/44

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

М (21) 4929390/07 (22) 04,03.91 (46) 23,08.93. Бюл. N 31 (71) Научно-производственное обьединение ., "Ротор" (72) M.È.ßðocëàâöåâ (73) Научно-производственное объединение

"Ротор" (56) Бродовский.В.Н., Иванов E.Ñ. Приводы с частотно-токовым управлением. Под ред.

В.Н.Бродовского. M. Энергия, !974, с. 75—

94, рис. 2-1.

Авторское свидетельство СССР

N . 1686420, кл, G 05 F 1/56, 1989, (54) СТАБИЛИЗАТОР ТОКА В ОБМОТКЕ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Использование: в злектроприводах с частотно-токовым управлением, Сущность

„.,5U „„1836669 А3 изобретения: устройство содержит электродвигатель (1), формирователь (2) сигналов управления, задатчик (3) момента вращения, датчике (4) положения ротора электродвигателя, датчик (5) скорости вращения ротора электродвигателя, регуляторы (6, 7) фазных токов электродвигателя. Каждый регулятор (6, 7) включает в себя элемент (8) сравнения, репейный элемент (9), ключевой преобразователь (10) напряжения, элемент (11) задержки, источник (12) напряжения постоянного тока и датчик (!3) тока. Использование релейного элемента (9) с элементом (11) задержки позволяет регулировать ширину эоны вынужденных колебаний тока в зависимости от степени нестационарности текущей реализации тока задания без изменения частоты колебаний. Благодаря этому снижается трудоемкость настройки устройства и оно упрощается. 1 ил.

1836669

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах с частотно-токовым управлением.

Целью изобретения является снижение трудоемкости настройки и упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора тока в обмотке двухфазного электродвигателя переменного тока.

Стабилизатор тока в фазных обмотках электродвигателя 1 содержит формирователь 2 сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом задатчика 3 момента вращения, второй вход- с выходом датчика 4 положения ротора электродвигателя, третий вход — с выходом датчика 5 скорости вращения ротора электродвигателя, токоэадающие выходы с первыми входами регуляторов 6, 7 фазных токов электродвигателя, а корректирующий выход — с объединенными вторыми входами регуляторов 6, 7 фазных токов.

Каждый регулятор фазного тока электродвигателя включает в себя элемейт 8 сравнения, опорный вход которого является первым входом регулятора, релейный элемент 9, подключенный входом к выходу элемента 8 сравнения, ключевой преобразователь 10 напряжения, управляющий вход которого подключен через элемент 11 задержки к выходу релейного элемента 9, питающий вход — к выходу управляемого источника 12 напряжения постоянного тока, а выходная цепь — через датчик 13 тока к выводам для подключения фазной обмотки электродвигателя 1. Датчик 13 тока подключен выходом к сигнальному входу элемента

8 сравнения. Вторым входом регулятора является управляющий вход источника 12 напряжения постоянного тока. устройство работает следующим образом. Для конкретности рассмотрим работу устройства применительно к управлению синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов.

На первый вход формирователя 2 сигналов управления приходит от задатчика 3 сигнал, пропорциональный требуемому моменту вращения электродвигателя 1. На второй и третий входы поступает от датчиков 4 ° 5.информаций о положении а и скорости ч вращения ротора электродвигателя

Формирователь 2 сигналов управления вырабатывает на токозадающих выходах напряжения, пропорциональные требуемым фазным токам электродвигателя

1эа 4maxSln Q, эв !этахсо$ Й .а на корректирующем выходе напряжение

5 О, О.+ L(l "1+ К llm.x Ю(+

clt

+ Щч(, где l3mjsx — амплитуда фазных токов, пропорциональная заданному моменту вращения электродвигателя;

L- индуктивность фазной обмотки электродвигателя;

U0, К>, Кг — постоянные величины.

С токозадающих выходов сигналы поступают на первые входы, а с корректирую1б щего выхода — на объединенные вторые входы регуляторов 6, 7 фазных токов.

Каждый регулятор фазного тока электродвигателя представляет собой замкнутую релейную систему автоматического регули20 рования, Пусть ток в обмотке электродвигателя 1 меньше тока задания. В этом случае обмотка подключается к источнику 12 напряжения постоянного тока с помощью ключевого преобразователя 10 таким образом, что ток в ней начнет нарастать. Темп изменения тока будет с достаточной стейенью точности описываться выражением

30 (И Un

Б 1.; где U< — напряжение питания ключевого преобразователя 10. . В момент достижения равенства тока в обмотке электродвигателя и тока задания релейный элемент 9 изменит свое состояние, но ток в обмотке будет продолжать нарастать еще и в течение времени азиз-за запаздывания вносимого элементом 11 задержки. Затем ток в обмотке начнет спа40 дать. При последующем достижении равенства токов релейный элемент 10 вновь изменит свое состояние на противоположное. а ток в обмотке будет продолжать спадать еще в течение времени т. Далее ток в

4 обмотке вновь начнет нарастать и т.д.

С помощью регулятора фаэного тока в обмотке электродвигателя 1 вырабатывается пилообразный ток, который может быть представлен в виде гладкой составляющей, 50 соответствующей току задания, и вынужденной составляющей, определяющей качество стабилизации тока.

Ширина зоны вынужденных колебаний тока и их частота соответственно равны

hi, =2 —. и, 1

1836669

Составитель М.Ярославцев

Редактор Г.Мельникова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Êåðåöìàí

Заказ 3020 Тираж 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

Ширина Л I> зоны вынужденных колебаний пропорциональна напряжению Оп питания ключевого преобразователя 10, а частота 1„, колебаний не зависит от этого напряжения, Поскольку напряжение Un в свою очередь, пропорционально корректирующему напряжению Ux, представляющему собой количественную оценку степени нестационарности, то ширина эоны вынужденных колебаний тока регулируется в зависимости от степени нестационарности текущей реализации тока задания. а частота колебаний остается неизменной.

Таким образом замена в известном устройстве релейного элемента с регулируемой шириной петли гистереэиса на неуправляемый релейный элемент с элементом задержки сохраняет. возможность регулирования ширины зоны вынужденных колебаний тока в зависимости от степени нестационарности текущей реализации тока задания без изменениг, частоты колебаний. При этом такая замена позволяет добиться снижения трудоемкости настройки устройства и его упрощения.

Формула изобретения

Стабилизатор тока в обмотке электродвигателя переменного тока, содержащий формирователь сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом задатчика момента вращения, второй вход — с выходом датчика положения ротора электродвигателя, третий вход — с выходом датчика скорости вращения ротора электродвигателя, токозадающие выходы— с первыми входами соответствующих регулятором фазных токов электродвигателя, а корректирующий выход — с объединенными вторыми входами регуляторов фазных токов электродмюателя, причем формирователь сигналов управления выполнен с возможностью формирования на корректирующем выходе напряжения

Ux — Uo+ 1- (I I + К1/1зп ах ч!)/+ бт

+ К /ч/, где L — индуктивность фазной обмотки электродвигателя;

1эмакс — амплитуда тока задания;

10 ч — скорость вращения ротора электродвигателя;

Uo, K>, Кг — постоянные величины, при этом каждый регулятор фазного тока электродвигателя включает в себя элемент

15 сравнения, опорный вход которого использован в качестве первого входа регулятора фазного тока электродвигателя, релейный элемент, подключенный входом к выходу элемента сравнения, ключевой преобраэо20 ватель напряжения, питающий вход которого соединен с выходом источника напряжения постоянного тока, а выходная цепь через датчик тока, подключенный выходом к сигнальному входу элемента срав25 нения, соединена с выходными выводами регулятора фазного тока электродвигателя, подключенными к выводам для подключения соответствующей фазной обмотки электродвигателя, управляющий вход источника

30 напряжения постоянного тока использован в качестве второго входа регулятора фазного тока электродвигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости настройки и упрощения, каждый регуля35 тор фазного тока электродвигателя снабжен элементом задержки, вход которого подключен к выходу релейного элемента, а выход — к управляющему входу ключевого преобразователя напряжения, 40