Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29. 10. 80 (21) 2998624/24-07 (51) М. КЛ.З с присоединением заявки ¹â€”

Н 02 P 5/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий. (23) Приоритет—

Опубликовано 300882.. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882

РИУДК 621.316. .718.5(088.8) (72) Авторы изобретения

P.Т.Шрейнер и Ю.В.Калуцкий (71 ) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Энамени политехнический институт им. С.М.Кирова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизирован ному электроприводу, и может быть использовано в замкнутых системах автоматизированного электропривода.

Известно устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя, содержащее генератор опорного напряжения, соединенный с входом частотного модулятора, выход которого соединен с входом фазового детектора 1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя, содержащее генератор опорного напряжения, соединенный с входом частотного модулятора, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, к второму входу которого подключен выход индукционной машины, вход которой соединен с генератором опорного напряжения (2) .

Недостатком известных устройств является нелинейность выходной характеристики, связанная с тем, что первый вход фазового детектора соединен с частотно-зависимой цепью, выход которой имеет фазовый сдвиг относительно выхода индукционной машины, в то время как второй вход фазочувствительного выпрямителя непосредственно соединен с выходом индукционной машины. Влияние частотно-зависимой цепи ведет к уменьшению чувствительности устройства по мере возрастания частоты вращения индукционной машины. K недостаткам следует отнести и ограниченное быстродействие известного устройства, связанное с тем, что для уменьшения уровня пульсации выходно15 го сигнала приходится уменьшать полосу пропускания фазового детектора и, следовательно, всего устройства., Цель изобретения - повышение быстродействия и качества регулирования частоты вращения электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен регулятор напряжения, вход которого

25 соединен с выходом фазового детектора, а выход подключен к второму входу частотного модулятора и является выходом устройства.

На чертеже .приведена блок-схема

30 предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, соединенный с входом частотного модулятора 2, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 3, к второму входу которого подключен выход индукционной машины 4, вход которой соединен с генератором 1, регулятор

5 напряжения, вход которого соединен с выходом фазового детектора 3, а выход подключен к второму входу частотногО модулятора 2 и является выходом устройства, который подключен через усилитель 6 мощности к электродвигателю 7. устройство работает следующим образом.

Индукционная машина 4, работающая в режиме фазовращателя, обеспечивает сдвиг по фазе выходного сигнала по отношению к сигналу генератора 1 опорного напряжения на угол пропорциональный углу поворота вала индуКционной машины q

Ч,= »ч> > где К вЂ” кдэффициент пропорциональ25 ности, определяемый числом пар полюсов индукционной машины 4.

При вращении вала индукционной машины 4 вследствие изменения во времени угла ц» частота выходного сигнала индукционной машины 4 описывается выражением

5ц »»м=»"?оп+ р,, З5 где ы »»,, - частота сигнала на выходе индукционной машины 4;

4),„— -частота опорного сигнала на входе индук- 49 ционной MBDIHHbl 4;

К я — скорость изменения фа.

Й сЕ зы сигнала на выходе индукционной машины 4 по отношению к входному сигналу;

ы — скорость вращения вала индукционной машины 4.

Следовательно, индукционную машину 4 можно рассматривать как частотный модулятор опорного сигнала на величину, пропорциональную частоте вращения вала индукционной машины 4.

Частотный модулятор 2 преобразует сигнал генератора 1 опорного напряжения следующим образом:

d (p

Iph DO»> > оп где юд — частота сигнала на 60 выходе частотного модулятора 2; (dq»»- частота опорного сигнала на входе частот. ного модулятора 2; (1Ч, K? U< - скорость изменения фазы сигнала на выходе частотного модулятора

2 по отношению к входному сигналу, К,? — коэффициент пропорциональности;

U< — сигнал на управляющем входе частотного модулятора 2.

Следовательно, частотный модулятор 2 обеспечивает частотную модуляцию опорного сигнала на величину, пропорциональную сигналу управления на его входе. Сигналы на выходе фазового детектора 3 пропорциональны разности фаз сигналов на его входах

»»>Д К>Ь (» »„- » 2) 3 А где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

IIV=(Ч» Чоп1-(Ч» V»>„)=4,-g -сигнал ошибки.

При неподвижном роторе индукционной машины 4 регулятор 5, воздействуя на частотный модулятор 2, сводит сигнал ошибки Ь» к нулю, т.е. обеспечивает равенство »»>„ = Ч. . Так как ц>» не меняется (ротор неподвижен), то и Ц - постоянная величина а так как — — †К, следовательно

» 2 сигнал управления (он же выходной)

У,„= 0.

При вращении индукционной машйны

4, т.е. при изменении Ч„, сигнал ошибки ьЯ преобразуется регулятором

5 таким образом, чтобы изменение щ? было тем же, что и 9« т.е.ы„щ=(,)>»ц, а из выражения для индукционной машины 4 и частотного модулятора 2 следует, что П, = -а. Отсюда видно, К» ? что сигнаЛ П»,, можно использовать в качестве выходного аналогового сигнала, пропорционального частоте вращения индукционной машины 4.

Частотный модулятор 2 обеспечивает переключение с частотой, равной — Так как регулятор 5 обеспечи3@g

Д6 а, аю. вает равенство - à — = ", то частота переключения частотного модулятора 2 строго равна частоте вращения индукционной машины 2, и поэтому этот выход частотного модулятора

2 используется в качестве цифрового выхода Е устройства. устройство с регулятором 5 и частотным модулятором 2 обеспечивает линейную характеристику устройства

К»

Ц» у

955474

Формула изобретения

Составитель Ю. Воробьев

Редактор Е.Папп Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Заказ 6470/74 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 где К и К2 - конструктивные коэффициенты индукционной машины .4 и частотного модулятора 2.

Повышение быстродействия устройства обеспечивается широкополосным регулятором 5, фильтрующим пульсации выходного сигнала фазового детектора

3, .частота которых кратна частоте опорного сигнала, причем частота опорного сигнала выбрана на два порядка выше максимальной частоты вра щения индукционной машины 4.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает регулирование частоты вращения электродвигателя с повьыенной точностью и быстродействием.

Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя, содержащее генератор опорного напряжения, соединенный с входом частотного модулятора, выход которого соединен ,с первым входом фазового детектора, к второму входу которого подключен выход индукционной машины, вход которой соединен с генератором опорного напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я- тем, что, с целью повышения качества регулирования и быстродействия, в него дополнительно введен регулятор напряжения, вход которого соединен с выходом фазового детектдра, а выход — со вторым входом частотного модулятора и является вы15 ходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2п 1. Патент США Р 3564388, кл. Н 02 Р 5/06, 16.02.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 501351, кл.G 01 P 3/46, 23.07.76.