Устройство широтно-импульсного управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ

Coes Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.Х||.1966 (№ 1117978/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Опубликовано 12.III.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 20Л .1968

Авто ры изобретения

В. Е. Агеев, Э. Г. Кузнецов, О. Д. Гончаров, А. К. Тищенко и Г. П, Мудрый

Государственный научно-исследовательский электротехнический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛ ЕКТРО П Р И ИОДОМ С ABTOHOM H bI M И Н В ЕРТО РОМ

И ГИСТЕРЕЗИСНЪ|М СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Известное устройство широтно-импульсното управления электроприводами с автономным инвертором и гистерезисным .синхронным двигателем, содержащее цепь обратной связи модулирующего ключа с двигателем, сложно и не дает плавного перехода с пускового режима на синхронный.

Отличительная особенность предложенного устройства состоит в том, что в,цепь обратной связи последовательно включены ждущий мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов и реле времени. | акая конструкция устройства проще указанной выше и позволяет получать плавные переходы с пускового режима на синхронный. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства управления; на .фиг. 2— принципиальная схема автономного инвертора; на фиг. 3 — 8 даны эпюры напряжений. При подключении источника питания переменное напряжение с кварцованного задающего генератора 1 через систему триггерных делителей частоты 2--8 подаегся на вход фазорасщепителя 9, где оно расщепляется на трехфазное прямоугольное напряжение и через выходы а, б, в подается на предварительные усилители мощности 10, 11 (фиг. 2), которые управляют выходным устройством (автономным инвертором), собранным по бестрансформаторной мостовой схеме на транзисторах .12 — 17.

Одновременно с триггера 4 прямоугольные импульсы напряжения с частотой следования

2400 га подаются через конденсатор 18 в базу транзистора 19 (см. эпюру Uei фиг. 3) и запускают ждущий мультивибратор, собранный на транзисторах 19, 20 и 21.

На высокой скорости (6000 об/лсин) в коллекторе транзистора 21 образуются прямоугольные импульсы напряжения, соответствующие эпюре U,д,, которые через диод 22 подаются в базу модулирующего ключа на, l транзисторе 28 (эпюра U » фиг. 4). Вместе с тем в базу транзистора 24 через диод 25 с триггера 4 поступают прямоугольные импульсы напряжения с частотой следования 2400 га, но сдвинутые по фазе относительно Uq i> на

180 эл. град. Складываясь в базе модулирующего ключа — транзисторе 28, напряжения

U-zs, приходящее со ждущего мультивибратора, и Uz » приходящее с коллектора тран25 зистора 24, полностью закрывают транзистор

28 (U,.»ô на фиг. 4), и транзисторы 12 — 17 управляются только одним сигналом, приходящим с фазорасщепителя 9. Таким образом обеспечивается перевозбуждение электродви30 гателя на время пуска. Форма напряжения на

21316З

65 коллекторах силовых транзисторов соответствует эпюре U,дф (фиг, 6), а линейного напряжения — эпюре U,ф (фиг. 8).

При:входе двигателя в синхронизм выпрямленное диодами 26, 27, 28, 29 напряжение с датчика оборотов пробивает стабилитрон 80 и, прикладываясь к переходу эмиттер — база транзистора 81, закрывает его. Конденсатор

82 реле времени заряжается напряжением источника 88, à транзистор 84 по мере заряда конденсатора 82 постепенно открывается. Напряжение источника 88 по цепи плюс 88 — 84—

21 — 19 — сопротивление 85 — диод 86 — минус 88 — прикладывается к переходу эмиттер — база составного триода 19, 21 и открывает его.

Ждущий мультивибратор затормаживается, напряжение на коллекторе транзистора 21 соответствует эпюре U>i, (фиг. 3), и управляющий сигнал на модулирующий ключ не подается. Таким образом, транзистор 28 переключается только одним сигналом U„;a образуя в коллекторе прямоугольные импульсы напряжения U,u, (фиг. 4) с частотой следования

2400 гц, которые через диод 87 поступают в базу предварительного усилителя мощности

10 одновременно с сигналом, приходящим с

:фазорасщепителем 9 и, управляя транзистором 10, уменьшают время открытого состояния силового транзистора 12, тем самым снихкается действующее значение напряжения на обмотках двигателя и перевозбуждение электродвигателя прекращается. Плавное отключение перевозбуждения исключает возможность выхода электродвигателя из синхрониз.ма при резком отключении перевозбуждения.

Частота следования импульсов, подаваемых с фазорасщепителя 9 на высокой скорости равна /„р — — 200 гц, а частота модулирующих импульсов U,qq равна 2400 гц. В одном полупериоде основного сигнала укладывается шесть периодов модулирующего си гнала, чем обеспечивается необходимая величина действующего значения напряжения на обмотках электродвигателя при синхронной его работе на высокой скорости. Форма напряжения, подаваемого на фазу электродвигателя при синхронной его работе на высокой скорости, соответствует эпюре U

Для о беспечения низкой скорости вращения электродвигателя (750 об1мин) вход фазорасщепителя 9 через контакты 88, 89 реле переключается с триггера 5 на триггер 8, и частота основного у- равляющего сигнала, подаваемого на двигатель, равна 25 .гц.

Необходимая величина действующего значения напряжения на обмотках электродвигателя для перевозбуждения и синхронной работы его обеспечивается модулирующим сигналом, который для низкой скорости формируется следующим образом. В момент пуска и повторного перевозбуждения электродвигате5

4 ля в базу транзистора 28 через диоды 40, 41, 22 поступают импульсы напряжения с коллекторов 21, 42, 24. Напряжение U,-» имеет форму, соответствующую эпюре U >i„(фиг. 3).

Время закрытого состояния транзистора 21 определяется постоянной времени т=С2к,Р2.

Напряжение U, q (эпюра U„4 на фиг. 5), имеющее частоту 1200 гц и скважность 16, формируется путем сложения напряжений ров 2, 8, 4, 5 и имеющих частоту 9600 гц, 4800 гц, 2400 гц и 1200 гц соответственно. Импульсное напряжение U,г4 (фиг. 5), имеющее частоту 1200 гц и ск важность 8, формируется с помощью напряжений Ьб 4 U,"д„УД4 (фиг, 5), снимаемых с триггеров 8, 4, 5 и имеющих частоту 4800 гц, 2400 гц и 1200 г 1 соответственно. Напряжения U,4 и U ã сдвинуты по фазе на 45 эл. гранд.

Складываясь в базе транзистора 28 напряжения К,д, U,-4>, У„, формируют в его коллекторе импульсное напряжение с частотой

1200 гц и скважностью 16/3, имеющее форму

Uê, гз ф (фиг. 5) . Это напряжение подается на базу предварительного усилителя мощности 10 и через него управляет силовыми транзисто.рами, обеспечивая необходимую для перевозбуждения электродвигателя величину действующего напряжения на его обмотках. Форму напряжения, которое подается на фазу,двитателя на низкой скорости при пуске и повторном перевозбуждении, показывает эпюра

Ui @ (фиг. 7). Когда двигатель вошел в синхронизм, выпрямленное напряжение с датчика оборотов двигателя через контакты 48, 44 реле складывается с напряжением стабилизированного источника 45, пробивает стабилитрон 80, и уже описанным методом происходит затормаживание нодущего мультивибратора, Сигнал в коллекторе транзистора 28 принимает форму эпюры Ь,д, (фиг. 5), а напряжение, подаваемое на фазу двигателя,— эпюры U>z, (фиг. 7). Действующее значение напряжения на обмотках электродвигателя уменьшается, и перевозбуждение прекращается.

При случайном выходе электродвигателя из синхронизма напряжения, снимаемсго с датчика оборотов, недостаточно для того, чтобы удерживать ста билитрон 80 в пробитом состоянии, он восстанавливается, а ждущий мультивибрагор начинает переключаться, обеспечивая перевозбуждение электродвигателя. Применение описанной выше схемы, использующей импульсный метод для получения необходимого эффективного напряжения на обмотках электродвигателя, позволило производить перевозбуждение гистерезисного электродвигателя с помощью узлов, включаемых в маломощные цепи преобразователя, что в значительной мере упрощает схему преобразователя, повышает. его надежность, снижает габариты и вес.

213163 оборотов

Предмет изобретения

Устройство широтно-импульсного управления электроприводом с автономным инвертором и гистерезисным синхронным двигателем, содержащее цепь обратной связи модулирующего ключа с двигателем, от.тча ощееся тем. что, с целью упрощения и плавного перехода с пускового режима на синхронный, в указанную цепь обратной связи последовательно включены ждущий мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов и реле времени.

213163

"лву лвс

Составитель Л. Борисов

Редактор Кречетова Техред Р. М. Новикова Корректоры: С. А. Башлыкова и Г. И. Плешакова

Заказ 1038/18 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2