Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой



Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой
Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой
H02P23/28 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2714297:

Романцов Дмитрий Павлович (RU)
Васильев Борис Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для управления трехфазными двигателями, и может быть использовано в промышленности (в автомобилестроении, а также в производствах, где используются управляемые по скорости вентиляторы и насосы). Техническим результатом является обеспечение управления скоростью и мощностью двигателя. Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой выполнен в виде генератора перестраиваемой частоты, соединенного с двоичным счетчиком, выходы которого соединены с дешифратором; последний выход дешифратора, кратный трем, но не менее шести, соединен с входом сброса счетчика, что создает базу для формирования трехфазного напряжения. Устройство снабжено переключателем на три направления, который имеет не менее двух положений, тремя RS-триггерами, и выполнено таким образом, что передние фронты импульсов в трех фазах формируются за счет подачи на входы S RS-триггеров импульсов с дешифратора, обеспечивающих сдвиг между фазами 120 градусов; задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора через три направления переключателя к входам R RS-триггеров. Ширина импульсов регулируется положением переключателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для управления трехфазными двигателями и может быть использовано в промышленности (в автомобилестроении, а также в производствах, где используются управляемые по скорости вентиляторы и насосы).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой» (http://www.tehnari.ru/attachments/f23/12439d1272245472-aaiadhaoidh-odh-ooaciiai-oiea.jpg).

Принцип действия прототипа основан на том, что с помощью генератора перестраиваемой частоты задается последовательность импульсов исходной частоты, которая подается на микросхему К561ИЕ8, представляющую собой 4-х разрядный двоичный счетчик импульсов с дешифратором. 6-ой выход микросхемы соединен с ее входом сброса R, что позволяет создать базу из 6-ти шагов, с помощью которой можно сформировать 3-х фазное напряжение. Каждая фаза формируется с помощью 3-х элементов «ИЛИ», реализованных на диодах и резисторах. Элементы «ИЛИ» подключены к выходам микросхемы К561ИЕ8 таким образом, чтобы обеспечить формирование 3-х фазной импульсной последовательности, причем ширина импульсов фиксирована и определяется количеством входов схем «ИЛИ».

Недостатком прототипа является отсутствие возможности управления шириной трехфазных импульсов.

Указанный недостаток устраняется в предлагаемом изобретении. Техническим результатом изобретения является возможность управления скоростью электродвигателя и его мощностью.

Названный технический результат достигается тем, что генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой снабжен переключателем на три направления, тремя RS- триггерами, счетчик с дешифратором разделены и в дешифраторе использованы 13 выходов, выход 12 дешифратора соединен с входом сброса R счетчика, вход S первого RS-триггера соединен с 0 выходом дешифратора, а вход S второго RS-триггера соединен с 4 выходом дешифратора, вход S третьего RS-тригтера соединен с 8 выходом дешифратора. Задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора через направления переключателя к входам R RS- триггеров. Минимальная ширина импульсов получается при положении переключателя (и всех направлений) - 1, удвоенная ширина импульсов будет при положении переключателя - 2, утроенная при положении - 3, учетверенная при положении - 4.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре изображена функциональная схема генератора трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой.

Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой выполнен в виде блока генератора перестраиваемой частоты 1, частота которого может регулироваться, например, переменным резистором. Выход генератора перестраиваемой частоты соединен со входом блока 2 счетчика, количество разрядов которого может быть от трех и более. На фигуре приведен 4-х разрядный двоичный счетчик. Выходы с каждого разряда счетчика подаются на блок 3 -дешифратор. Выходов дешифратора может быть использовано от 7 и выше, но это число должно быть кратно трем плюс единица. На фигуре приведен дешифратор с 13 выходами (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12). Двенадцатый выход дешифратора соединен с входом сброса R счетчика 2, что обеспечивает деление частоты генератора перестраиваемой частоты на 12. Промежуток между фазами в этом случае равен 12:3=4. Таким образом, если формирование импульса первой фазы начать с «0», то формирование импульса второй фазы будет с вывода «4», а третьей - с вывода «8». Эти выводы соединены соответственно со входами S RS-триггера 4, RS-триггера 5, RS-триггера 6. Переключатель 7 состоит из трех направлений - 8, 9 и 10, причем первые входы направлений соединены с такими выводами дешифратора, которые обеспечивают минимально требуемую ширину импульсов. Если требуется самая малая ширина импульсов, то первые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 1,5 и 9 выходами дешифратора, вторые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 2,6 и 10 выходами дешифратора, третьи входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 3,7 и 11 выходами дешифратора, четвертые входы направлений 8, 9 и 10 соединены соответственно с 4,8 и 12 выходами дешифратора. Количество положений переключателя 7 может быть от 2 и больше, но скважность сформированных импульсов не должна превышать 50%. Выходы направлений 8, 9 и 10 переключателя 7 соединены с входами R RS-триггера 4, RS-триггера 5 и RS-триггера 6.

Устройство работает следующим образом. При использовании генератора трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой для работы с трехфазным двигателем, при разгоне двигателя устанавливают минимальную частоту генератора перестраиваемой частоты 1, а переключатель 7 устанавливается в положение, обеспечивающее максимальную ширину импульса (в приведенном на фигуре устройстве это положение 4). При увеличении частоты генератора перестраиваемой частоты 1 двигатель набирает обороты. При выходе на необходимый стационарный скоростной режим можно при помощи переключателя 7 подобрать оптимальную ширину импульсов, при которой их энергии будет достаточно для работы двигателя и расход электроэнергии будет минимальным.

Испытание устройства в рабочих условиях подтвердили его работоспособность. При управлении авиационным асинхронным двигателем с номинальным напряжением питания 115 вольт 400 герц изменялась частота импульсов, подаваемых на двигатель, от 20 герц до 1200 герц, что позволяло изменять скорость двигателя от 0 до трех номинальных. Уменьшение ширины импульсов при выходе на стационарный режим позволяет уменьшить величину потребляемого тока на 15-20%.

Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой, состоящий из генератора перестраиваемой частоты, двоичного счетчика импульсов, дешифратора, отличающийся тем, что в генератор трехфазного тока введены переключатель на три направления, три RS-триггера, а количество выходов дешифратора равно коэффициенту деления входной частоты от генератора перестраиваемой частоты, увеличенное на единицу, который кратен трем и не менее шести, при этом промежуток между выводами дешифратора для формирования фаз определен путем деления коэффициента деления на три, а выход дешифратора, равный коэффициенту деления, соединен с входом сброса R счетчика, вход S первого RS-триггера соединен с выходом начала первого промежутка дешифратора, а вход S второго RS-триггера соединен с выходом конца первого промежутка дешифратора, вход S третьего RS-триггера соединен с выходом конца второго промежутка дешифратора, а задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора к входам R RS-триггеров по трем направлениям переключателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в силовых преобразователях систем управления синхронными машинами, оснащенными датчиками положения ротора и работающими в режиме вентильного двигателя.

Изобретение относится к управлению входными сигналами с широтно-импульсной модуляцией. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к управляемым электромоторам постоянного тока. Метод формирования сигналов широтно-импульсной модуляции для управления двигателями постоянного тока, включающий управляющую систему на основе универсального компьютера, цифровой канал связи по протоколу старт-стопного интерфейса rs-485, схему сопряжения цифрового старт-стопного канала связи rs-485 с электронным силовым ключом и управляемый двигатель постоянного тока, при этом формирование импульсного сигнала для управления двигателем постоянного тока осуществляется в самом управляющем компьютере, а импульсный сигнал управления передается по каналу связи со старт-стопным протоколом передачи данных rs-485, на электронный силовой ключ, причем импульсные старт-стопные блоки передаваемого сигнала разбиваются на периоды управляющего воздействия, в которых программным способом формируется серия из определенного количества байт старт-стопного интерфейсного протокола сигналов, составляющий в интегральном уровне значение требуемого тока, который задает скорость вращения двигателя постоянного тока.

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в преобразователях частоты для управления электродвигателями переменного тока. Технический результат заключается в формировании различных законов регулирования напряжения в функции частоты силового преобразователя и обеспечении возможности независимого регулирования максимальной частоты напряжения и широтно-импульсной модуляции.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках вторичного электропитания, системах управления электрическими машинами, устройствах измерительной техники и автоматики.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки PWM-данных. Технический результат заключается в уменьшении размера PWM-данных.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности. Техническим результатом является упрощение технической реализации цифрового широтно-импульсного модулятора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в силовых преобразователях электромагнитных подшипников. Техническим результатом является упрощение конструкции цифрового модулятора для силового преобразователя электромагнитного подшипника.

Изобретение относится к области цифрового формирования модулированных импульсных сигналов для усилительных и генераторных устройств гидроакустических передающих трактов ультразвукового диапазона.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для подачи высоковольтных импульсов на различные приборы и устройства. Техническим результатом является увеличение надежности блока электронных ключей за счет равномерного распределения напряжения, прикладываемого между отдельными ключевыми элементами.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение эксплуатационной безопасности.

Настоящее изобретение относится к системе для управления позициями суппорта и троса электрического стояночного тормоза (EPB). Согласно варианту осуществления настоящего изобретения система для управления позициями суппорта и троса EPB содержит: приводной мотор актуатора, используемый для зацепления и расцепления стояночного тормоза EPB-системы; электронный модуль управления для управления мотором; и аккумулятор транспортного средства для подачи мощности к мотору и электронному модулю управления, при этом электронный модуль управления включает в себя блок измерения пульсации для измерения пульсации мотора посредством приема выходного сигнала мотора и блок измерения тока для измерения изменения в токе возбуждения мотора.

Изобретение относится к области электротехники и касается усовершенствованного управления электродвигателем, соединенного во время работы с частотно-регулируемым электроприводом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах регулирования для отработки и регулирования задаваемых угловых скоростей вращения объекта управления в широком диапазоне: от тысячных долей градуса в секунду до сотен градусов в секунду.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромотором. Техническим результатом является обеспечение стабильности управления моментом.

Настоящее изобретение относится к контроллеру транспортного средства с электрическим приводом. Причем контроллер устанавливается в транспортном средстве с электрическим приводом, включающем в себя мотор для движения, инвертор, который приводит в действие мотор, и устройство аккумулирования электричества, которое обменивается электричеством с мотором через инвертор, причем контроллер содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью выполнять управление переключением по переключающему элементу инвертора посредством переключения между управлением с широтно-импульсной модуляцией и управлением с прямоугольным сигналом согласно коэффициенту модуляции, при этом электронный блок управления выполнен с возможностью выполнять управление переключением посредством управления с прямоугольным сигналом в первом режиме переключения, когда скорость вращения мотора равна или выше первой предварительно определенной скорости вращения, электронный блок управления выполнен с возможностью выполнять управление переключением посредством управления с прямоугольным сигналом во втором режиме переключения, когда скорость вращения мотора ниже первой предварительно определенной скорости вращения, первая предварительно определенная скорость вращения является скоростью вращения ниже первой резонансной области, первый режим переключения является режимом последовательности переключения, который подавляет LC-резонанс в первой резонансной области, и второй режим переключения является режимом последовательности переключения, который подавляет LC-резонанс во второй резонансной области ниже первой предварительно определенной скорости вращения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в машиностроении, электромашиностроении, измерительной, испытательной технике, трибологии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления двигателем. Техническим результатом является обеспечение защиты двигателя в области низких частот вращения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам защиты асинхронных электродвигателей от аварийных режимов. Технический результат заключается в обеспечении беспрерывной работы двигателей переменного тока, управляемых частотными преобразователями, при кратковременном пропадании электропитания.

Изобретение относится к области электромеханики, а именно к электроприводу с многофазным вентильно-индукторным двигателем (ВИД), и предназначено для приведения в движение машин и механизмов.

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом изобретения является повышение надежности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для управления трехфазными двигателями, и может быть использовано в промышленности. Техническим результатом является обеспечение управления скоростью и мощностью двигателя. Генератор трехфазного тока прямоугольной формы с регулируемой частотой выполнен в виде генератора перестраиваемой частоты, соединенного с двоичным счетчиком, выходы которого соединены с дешифратором; последний выход дешифратора, кратный трем, но не менее шести, соединен с входом сброса счетчика, что создает базу для формирования трехфазного напряжения. Устройство снабжено переключателем на три направления, который имеет не менее двух положений, тремя RS-триггерами, и выполнено таким образом, что передние фронты импульсов в трех фазах формируются за счет подачи на входы S RS-триггеров импульсов с дешифратора, обеспечивающих сдвиг между фазами 120 градусов; задние фронты импульсов сформированы подключением остальных выходов дешифратора через три направления переключателя к входам R RS-триггеров. Ширина импульсов регулируется положением переключателя. 1 ил.

Наверх