SU1332506A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и увеличение стабильности характеристик. Указанна  цель достигаетс  введением в электропривод переменного тока термодатчика 11, установленного на статоре синхронного двигател  1, масштабирующего усилител  12, сумматора 13, элемента уставки 14, блока делени  15 и датчика 16 напр жени , В электроприводе сигнал задани  момента формируетс  т.о., что ни один из токовых контуров не выходит из скольз щего режима при любых изменени х питающего напр жени  и температуры. Это исключает режимы работ, в которых про вл ютс  нелинейные свойства электропривода. 2 ил. « (Л

Description

11

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к управл емому электроприводу переменного тока на основе синхронного двигател , и може быть использовано во всех област х промьгашенности дл  регулировани  скорости и положени  нагрузки при высоких требовани х к точности и качеств регулировани .

Цель изобретени  - повьпиение надежности и увеличени  .стабильности характеристик.

На фиг.1 представлена функциональна  схема электропривода переменного тока; на фиг.2 - схема ограничител  напр жени ,

Электропривод переменного тока содержит синхронный двигатель 1 (фиг.1 подключенный обмотками статора через датчик фазных токов 2 к выходам усилител  3 мощности, датчик угла 4, механически св занный с синхронным двигателем 1, и последовательно соединенные регул тор 5 угла, ограничител 6 напр жени  с дополнительным входом управлени , инерционное звено 7, узел 8 токоограничени , преобразователь 9 координат и регул тор 10 токов, другой вход которого, подключен к соответствующим выходам датчика 2 фазных токов, а выход регул тора 10 токов подключен к управл ющим входам усилител  3 мощности, при этом выход датчика А угла соединен с выходом обратной св зи регул тора 5 угла и опорным входом преобразовател  9 координат.

В электропривод переменного тока введены термодатчик 11, установленный на статоре синхронного двигател  1, масштабирующий усилитель 12, сумматор 13, элемент 14 уставки, б-лок 15 делени  и датчик 16 напр жени , подключенный входом к выходу звена посто нного тока усилител  3 мощности. При этом выход датчика 16 напр жени  соединен с входом делимого блока 15 делени , вход делител  которого подключен к выходу сумматора 13. Выход блока 15 делени  соединен с входом управлени  ограничител  6 напр жени , а выход термодатчика 11 через масштабирующий усилитель 12 подключен к одному из входов сумматора 13, другой вход которого соединен с выходом элемента 14 уставки.

Ограничитель 6 напр жени  содержит инвертирующий усилитель 17 (фиг.2), ограничительный резистор 18 и два

0

5

о 5

0

5

0

5

0

5

диода 19 и 20. Выводы ограничительного резистора 18 образуют вход и выход ограничител  6 напр жени , вход управлени  которого образован катодом диода 19 и входом инвертирующего усилител  17. Выход инвертирующего усилител  17 соединен с анодом диода 20, катод которого и анод диода 19 подключены к выходу ограничител  6 напр жени .

Синхронный двигатель 1 может быть обычным или с электромагнитной редукцией частоты вращени . Усилитель 3 мощности представл ет собой транзисторный или тиристорный импульсный преобразователь энергии со звеном посто нного тока. Датчик 4 угла может быть выполнен на основе сельсина, поворотного трансформатора или оптичес- кого кодирующего преобразовател .

Регул тор 10 штоков содержит несколько элементов сравнени  (по числу фаз двигател ), выход каждого из которых соединен с входом релейного элемента с гистерезисом.

В качестве узла 8 токоограничени  может быть использован ограничитель напр жени , а в качестве регул тора 5 угла - пропорциональный регул тор, реализованный на суммирующем операционном усилителе. Инерционное (апериодическое ) звено 7 может быть выполнено на операционном усилителе с RC-це- пью в обратной св зи. Датчик 16 напр жени  может быть выполнен на основе делител  на резисторах с потенциальной разв зкой.

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Синхронньш делитель 1 производит перемещение нагрузки. Дл  отработки заданной координаты регул тор 5 угла производит сравнение сигнала задани  углового положени  с выходным сигналом датчика 4 угла. В результате на выходе регул тора 3 угла формируетс  управл ющий сигнал, который через ограничитель 6 напр жени , инерционное звено 7 и узел 8 токоограничени  поступает на вход преобразовател  9 координат . При этом уровень насьпцени  ограничител  6 напр жени  зависит от величины напр жени  в звене посто нного тока усилител  3 мощности и от температуры статорных обмоток синхронного двигател  1. На вход преобразовател  9 координат поступает также информаци  об угловом положении ротора двигател  с датчика 3 угла.

313

На выходе преобразовател  9 координат формируютс  сигналы задани  фазных токов,  вл ющиес  синусоидальными функци ми угла. Амплитуда этих напр жений пропорциональна сигналу задани  момента, поступающему с выхода узла 8 токоограничени . В регул торе 10 токов производитс  сравнение токов, притекающих в фазах синхронного двигател  1, с сигналами их задани . При этом регул тором 10 токов осуществл етс  включение и отключение соответствующих силовых ключей усилител  3 мощности. В результате токи в фазах синхронного двигател  1 соответствуют сигналам задани .

В зависимости от знака сигнала задани  момента, поступающего на вход

преобразовател  9 координат, фаза токов в обмотках мен етс  на 180 , при этом мен етс  знак электромагнитного момента на валу синхронного двигател  1.

При по влении положительного (отрицательного ) углового рассогласовани  сигнал управлени , вьфабатываемый регул тором 5 угла, создает на входе преобразовател  9 координат положительный (отрицательный) сигнал задани  момента. В результате обеспечиваетс  положительное (отрицательное) приращение угловой скорости двигател  привод щее к отработке углового рассогласовани .

При изменении уровн  напр жени  в звене посто нного тока мен етс  выходной сигнал датчика 16 напр жени , поступающий на вход делимого блока 15 делени . В то же врем  изменение температуры  корных обмоток, привод щее к изменению их активного сопротивлени , фиксируетс  термодатчиком

11и через масштабирующий усилитель

12подаетс  на один из входов сумматора 13, на другой вход которого с выхода элемента 14 уставки поступает сигнал и f, пропорциональный активному сопротивлению обмоток Rg при базовой температуре tg. В результате на вход делител  блока 15 делени  с выхода сумматора 13 поступает сигнал, пропорциональный активному сопротивлению  корных обмоток при данной температуре

R (t-tg),

где oL - средний температурный коэффициент сопротивлени .

0

5

0

На выходе блока 15 делени  формируетс  сигнал, пропорциональный току короткого замыкани   корной обмотки

IK UH/R.

который поступает на вход ограничител  6 напр жени . Этот сигнал поступает на анод диода 19 (фиг.2) и через инвертирующий усилитель 17 на катод диода 20 в качестве опорного напр жени , определ ющего уровень насыщени  ограничител  6. В случае, если напр жение на входе инерционного звена 7 положительно и больще уставки, то открываетс  диод 19 и напр жение становитс  равным опорному, а излишек напр жени  падает на ограничительном резисторе 18. Если же напр жение отрицательно и меньще уставки, открываетс  диод 20 и на входе инерционного звена 7 устанавливаетс  отрицательное опорное напр жение, поступающее с выхода инвертирующего усилител  17.

Инерционное звено 7 ограничивает 25 максимальный темп изменени  сигнала задани  момента в соответствии с возможност ми силовой части.

Узел 8 токоограничени  ограничивает по величине сигнал задани  момента . Одновременно с этим осуществл етс  ограничение токов в обмотках двигател , так как амплитуда сигналов задани  токов пропорциональна величине выходного сигнала узла 8 токоограничени .

В электроприводе сигнал задани  момента формируетс  таким образом, что ни один из токовых контуров не выходит из скольз щего режима при любых изменени х питающего напр жени  и температуры, следовательно ошибки в контурах тока отсутствуют, чем исключаютс  режимы работы, в которых про вл ютс  нелинейные свойства электропривода , привод щие к дополнительным ощибкам системы в динамике, благодар  чему повышаетс  надежность работы и стабильность динамических характеристик электропривода в сравнении с известным устройством.

0

35

40

45

50

55

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод переменного тока, содержащий синхронный двигатель, подключенный обмотками статора через датчик фазных токов к выходам усилител  мощности, выполненного со звеном посто нного тока, датчик угла, меха513

   нически св занный с синхронным двигателем , и последовательно соединенные регул тор угла, ограничитель напр жени  с дополнительным входом управлени , инерционное звено, узел токоог- раничени , преобразователь координат и регул тор токов, другие входы которого подключены к соответствующим выходам датчика фазных токов, а выходы регул тора токов подключены к управл ющим входам усилител  мощности, при этом выход датчика угла соединен с входом обратной св зи регул тора угла и с опорным входом преобразовател  координат, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  надежности и увеличени  стабильности характе

   6

   ристик, введены термодатчик, установленный на статоре синхронного двигател , масштабирующий усилитель, сумматор , элемент уставки, блок делени  и датчик напр жени , подключенный входом к выходу звена посто нного тока усилител  мощности, при зтом выход датчика напр жени  соединен с входом делимого блока делени , вход делител  которого подключен к выходу сумматора , выход блока делени  соединен с входом управлени  ограничител  напр жени , а выход термодатчика через 5 масштабирующий усилитель подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом элемента уставки.

   Редактор Н.Лазаренко

   Составитель А.Жилин

   Техред И.Попович Корректор А.Т ско

   Заказ 3846/54Тираж 659Подписное

   ВНИИПИ государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4