RU1781810C

RU1781810C - Электропривод с частотно-токовым управлением

Info

Publication number: RU1781810C
Application number: SU914923671A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Ярославцев
Original assignee: Научно-производственное объединение "Ротор"
Priority date: 1991-04-01
Filing date: 1991-04-01
Publication date: 1992-12-15

Abstract

Использование: в станкостроении, Сущность: в электропривод с частотно-токовым управлением введен второй формирователь 10 коротких импульсов, а преобразователь 8 сигналов датчика 2 положени снабжен вторым квадратурным выходом, к которому подключен входом второй формирователь 10 коротких импульсов, при этом формирователи 9, 10 коротких импульсов подключены выходами к управл ющим входам блока 4 выборки-хранени . В результате при формировании задани дл фазных токов электродвигател исключаетс погрешность формировани импульсов выборки. 2 ил. -s Ё

Description

VI 00

00

о

Фи.1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в приводах с частотно-токовым управлением, в частности в линейном электроприводе.

Известен электропривод с частотно-токовым управлением, содержащий синхронный двигатель, датчик положени типа сельсина, ротор которого механически соединен с ротором двигател , блок фазированных выпр мителей, подключенный информационными входами.к выходным обмоткам датчика положени , опорным входом к выходу генератора синусоидального напр жени , а выходами через регулируемый источник тока к фазным обмоткам двигател , блок умножени , подключенный первым входом к выходу генератора синусоидального напр жени , вторым входом к за- датчику тока, а выходом к обмотке возбуждени датчика положени .

Недостатком известного электропривода вл етс невысокое быстродействие, обусловленное инерционностью цепи возбуждени датчика положени .

Известен электропривод с частотно-токовым управлением, содержащий синхронный двигатель, датчик положени , ротор которого механически соединен с ротором двигател , а цепь возбуждени подключена к источнику синусоидального напр жени , блок выборки-хранени с опорными и управл ющим входами, подключенный выходами через регулируемый источник тока к фазным обмоткам двигател , блоки умножени , подключенные первыми входами к выходам источника синусоидального напр жени , вторыми входами к задатчику тока, а выходами к опорным входам блока выборки-хранени , преобразователь сигналов датчика положени , подключенный входами к выходным обмоткам датчика положени , формирователь коротких импульсов , подключенный входом к выходу преобразовател сигналов датчика положени , а выходом к управл ющему входу блока выборки хранени .

В известном электроприводе управление моментом вращени двигател осуществл етс путем регулировани амплитуд его фазных токов. Амплитуды фазных токов пропорциональны амплитудам синусоидальных напр жений, поступающих на опорные входы блока выборки-хранени , и регулируютс с помощью блоков умножени . Поскольку дл блоков умножени характерна погрешность перемножени сигналов, то при формировании фазных токов двигател возникает неравенство их амплитуд , привод щее к пульсаци м момента вращени .

Недостатком известного электропривода вл етс невысока точность управлени моментом вращени двигател , обусловленна возникающим неравенством амплитуд

его фазных токов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс электропривод , содержащий синхронный двигатель, датчик положени , ротор которого механически соединен с ротором двигател , а цепь возбуждени подключена к первому выходу источника опорных сигналов , блок выборки-хранени с опорным и управл ющими входами, подключенный выходами через регулируемый источник тока к фазным обмоткам двигател , блок умножени , подключенный первым входом к второму выходу источника опорных сигналов, вторым входом к задатчику тока, а выходом

к опорному входу блока выборки-хранени , преобразователь сигналов датчика положени , подключенный входами к выходным обмоткам датчика положени , формирователь коротких импульсов, подключенный входом

к выходу преобразовател сигналов датчика положени . Кроме того, электропривод содержит формирователь импульсов выборки, подключенный входами к выходу формировател коротких импульсов и к третьему выходу источника опорных сигналов, а выходами к управл ющим входам блока выборки-хранени .

В известном электроприводе на опорный вход блока выборки-хранени приходит

ступенчатый сигнал с регулируемой амплитудой , принимающий значени UmCos2jrfNt в моменты времени tc 2k At и значени UmSln 2 jrfNt в моменты времени ts (2k + 1) At, где fw, At, - посто нные величины, k

0,1,2,... На управл ющие входы блока выборки-хранени поступают импульсы управлени Sc и Ss. вырабатываемые формирователем импульсов выборки.

В момент смены знака входного сигнала формировател коротких импульсов с от- рицательного на положительный вырабатываетс опросный импульс S. Импульсы управлени Sc и S$ формируютс из опросного импульса S путем синхронизации с моментами времени tc и ts соответственно . В результате на выходах блока выборки-хранени вырабатываютс необходимые задани дл фазных токов двигател ,

Недостатком известного электропривода вл етс невысока точность управлени моментом вращени двигател , обусловленна погрешностью формировани импульсов выборки.

Цель изобретени - повышение точности управлени моментом вращени двигател за счет повышени точности формировани заданий дл фазных токов двигател путем уменьшени погрешности формировани импульсов выборки.

Поставленна цель достигаетс тем, что в электропривод с частотно-токовым управлением , содержащий синхронный двигатель , датчик положени , ротор которого механически соединен с ротором двигател , а цепь возбуждени подключена к первому выходу источника опорных сигналов, блок выборки-хранени с опорным и управл ющими входами, подключенный выходами через регулируемый источник тока к фазным обмоткам двигател , блок умножени , подключенный первым входом к второму выходу источника опорных сигналов, вторым входом к задатчику тока, а выходом к опорному входу блока выборки-хранени , преобразователь сигналов датчика положени , подключенный входами к выходным обмоткам датчика положени 1, формирователь коротких импульсов, подключенный входом к выходу преобразовател сигналов датчика положени , в него введен второй формирователь коротких импульсов, а преобразовал тель сигналов датчика положени снабжен вторым квадратурным выходом, к которому подключен входом второй формирователь коротких импульсов, при этом формирователь коротких импульсов подключены выходами к управл ющим входам блока выборки-хранени ,

На фиг. 1 представлена схема электропривода; на фиг. 2 - схема преобразовател сигналов датчика положени .

Электропривод содержит синхронный двигатель 1, датчик 2 положени , ротор которого механически соединен с ротором двигател 1, а цепь возбуждени подключена к первому выходу источника 3 опорных сигналов, блок 4 выборки-хранени , подключенный выходами через регулируемый источник 5 тока к фазным обмоткам двигател 1, блок б умножени , подключенный первым входом ко второму выходу источника 3 опорных сигналов, вторым входом к задатчику 7 тока, а выходом к опорному входу блока 4 выборки-хранени , преобразователь 8 сигналов датчика 2 положени , подключенный входами к выходным обмоткам датчика 2 положени , а выходами через формирователи 9, 10 коротких импульсов к управл ющим входам блока 4 выборки-хранени .

Задатчиком 7 тока может быть регул тор скорости или углового положени ротора двигател .

Датчиком 2 положени вл етс синус- но-косинусный преобразователь.

Преобразователь 8 сигналов датчика 2 положени может быть выполнен по схеме, 5 содержащей последовательно соединенные первое фазосдвигающее звено 11, суммирующий усилитель 12 и второе фазосдвигающее звено 13. При этом первым входом преобразовател 8 вл етс

0 второй вход суммирующего усилител 12, вторым входом - вход первого фазосдвига- ющего звена 11. Первым выходом преобразовател 8 вл етс выход второго фазосдвигающего звена 13, вторым выхо5 дом - выход суммирующего усилител 12. Фазосдвигающее звено может быть выполнено на основе дифференциатора.

Блок 4 выборки-хранени состоит из двух одМотйпШх УБтрГбйств выборки-хране0 ни . Опорным входом блока 4 вл ютс объ- единенные информационные входы устройств выборки-хранени , а управл ющими входами-коммутирующие входы устройств выборки-хранени .

5 Электропривод работает следующим образом.

В качестве синхронного двигател 1 рассматриваетс двухфазна машина с возбуждением от посто нных магнитов. В слу0 чае применени m-фазного двигател 1 регулируемый источник 5 тока снабжаетс преобразователем числа фаз и выполн етс т-фазным.

Задатчик 7 тока вырабатывает управл 5 ющий сигнал U в виде напр жени посто нного тока. Этот сигнал поступает на вход блока 6 умножени , на другой вход которого подаетс синусоидальное напр жение. На опорном входе блока 4 выборки-хранени

0 формируетс напр жение

Ue As U Cos on.

0)

где Аб, (О- посто нные величины.

45Источник 3 опорных сигналов запитывает синусоидальным напр жением также цепь возбуждени датчика 2 положени . С его выходных обмоток снимаютс синусоидальные значени , модулированные по ам50 плитуде,

LJ2-1 А2 Cos #Sin an.

1)2-2 А2 Sin #Sin an,

где В- угол поворота ротора двигател ,

А2 - посто нна величина. Эти напр жени поступают на входы блока 8. который преобразует сигналы, модулированные по амплитуде, в сигналы, модулированные по фазе.

На фиг, 2 представлена схема преобразовател 8 сигналов датчика положени , выполненна на основе дифференциаторов 11,13с коэффициентом усилени k суммирующего усилител 12.

На выходах преобразовател вырабатываютс синусоидальные напр жени

Us-1 -Ae Cos (ол-#),

1)8-2 As Sin ( Г/Л-ф,

где As посто нна величина. Эти напр жени поступают на входы формирователей 9, 10, которые преобразуют входные синусоидальные сигналы в две последовательности коротких импульсов, смещенных друг относительно друга по фазе на угол nil.

Короткий импульс вырабатываетс в момент смены знака входного сигнала формировател с отрицательного на положительный . Следовательно, на первый и второй управл ющие входы блока 4 выборки-хранени проход т импульсы выборки соответственно в моменты времени

2л + %+0 () -от-

tio(l)..1.2...

(2)

Поскольку на опорный вход блока 4 выборки-хранени поступает синусоидальное напр жение (1). а на его управл ющие входы приход т импульсы выборки в моменты времени (2), то на выходах блока 4 формируетс ступенчатый сигнал, аппроксимирующий двухфазное напр жение

U4-1 А4 U COS в, U4-2 А4 U Sin в, (3)

где Аз - посто нна величина.

Сформированное двухфазное напр жение (3) и вл етс заданием дл фазных токов двигател 1.

Определим задание дл фазных токов двигател , вырабатываемое в известном электроприводе. Воспользуемс прин тыми обозначени ми

На опорный вход блока выборки-хранени поступает ступенчатый сигнал, принимающий значени сигнала AeU Cos w t в моменты времени tc 2k At и значени функции AeU Sin MI в моменты времени ts (2k+ 1) At, где At - некоторый интервал времени , k 0,1,2...

Формирователь коротких импульсов вырабатывает импульсы в моменты време- ни

fl). Ц ,-0.1.2,...

Эти импульсы поступают на формирователь импульсов выборки, который формирует на первом и втором управл ющих входах блока выборки-хранени импульсы выборки в моменты времени

tg(i) + (5i, tio(i) + 52,

где (5i и 6г - запаздывани , вл ющиес случайными величинами. Следовательно, заданием дл фазных токов двигател , вырабатываемым в известном электроприводе, будет двухфазное напр жение

Cos(9 +

$1

0)

),A4U7Sin(0 + |f).

Полученный результат непосредственно подтверждает преимущество предлагаемого электропривода, поскольку вырабатываемое в нем задание дл фазных токов двигател не содержит погрешности, характерной дл известного электропривода

Таким образом, введение в известный электропривод дополнительного формировател коротких импульсов и выполнение преобразовател сигналов датчика положени с квадратурными выходами позвол ет

повысить точность управлени моментом вращени двигател , путем уменьшени погрешности формировани импульсов выборки .

Claims

Формула изобретени

Электропривод с частотно-токовым управлением , содержащий синхронный двигатель , датчик положени , ротор которого механически соединен с ротором двигател , а цепь возбуждени подключена к первому

выходу источника опорных сигналов, блок выборки-хранени с опорным и управл ющими входами, подключенный выходами через регулируемый источник тока к фазным обмоткам двигател , блок умножени , подключенный первым входом к второму выходу источника опорных сигналов, вторым входом - к задатчику тока, а выходом-к опорному входу блока выборки-хранени , преобразователь сигналов датчика положени , подключенный входами к выходным обмоткам датчика положени , формирователь коротких импульсов, подключенный входами к выходу преобразовател сигналов датчика положени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности управлени моментом вращени двигател за счет повышени точности формировани заданий дл фазных токов двигател , в него введен дополнительный формирователь коротких

импульсов, а преобразователь сигналов датчика положени снабжен дополнительным квадратурным выходом, при этом дополнительный формирователь коротких импульсов подключен входом к дополнительному квадратурному выходу преобразовател сигналов датчика положени , а выходом - к второму управл ющему входу блока выборки-хранени .

Фиг.г