SU1136292A1 - Электропривод с частотно-токовым управлением - Google Patents

Abstract

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЧАСТОТНрТОКОШМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий синхронный двигатель с установленным на валу датчиком положени  ротора, усилитель фазных токов, выходы кото рого подключены к фазным обмоткам .синхронного двигател , блок фазочувствительных выпр мителей с информационньни и опорньм входами, блок задани  амплитуды тока с опорными входами , генератор синусоцдаАьных напр жений и блок согласовани  частот, . : при згом выходы блока фазочувствительных выпф мителей подключены к управл пцим входам усилител  фазных токов, а информационные входы - к выходам блока задани  амплитуды тока, датчик положени  ротора св зан выходом с опорным входсш блока фазочувствительных выпр мител1ей, о т л и ч аю щ и и с   , тем, что, с целью . упрощени , блок согласовани  частот выполнен в виде последовательно сое .диненных делител  частоты и преобразовател  числа фаз, при этом вход делител  частоты, образующий вход блока согласовани  частот, подключен к выходу генератора синусоидальных напр жений, выход преобразовател  числа фаз, образуювщй выход блока согласовани  частот, подключен к входу датчика положени  ротора, а выходы генератора синусоидальных напр § жений подключены к опорным входам блока задани  амплитуды тока. 2. Электропривод по п. 1 отличающийс  тем, что, с целью повыпени  точности управлени  моментом , |,введены блок здщани  начальной фазы тока синхронного двигател  и фазосмещающий (}лок с двум  входами :   выколощ подключенным к опорному входу блока фазочувотвительных выпр :о мителей, при этом первый вход фазоЭд D Х смещающего блока подключен к выходу блока задани  начальной фазы тока синхронного двигател , а второй вход г о к выходу датчика положени  ротора.

Description

Изобретение относитс  к элекгротехнике , а именно к частотно-управл емым электроприводам, построенным на основе синхронных двигателей, и может быть использовано в промьшшенных системах воспроизведени  движений , в которых определ ющими требовани ми  вл ютс  бесконтактность привода , надежность и точность, например в металлорежущих станках, моделирующих динамических стендах и т.д.

Известен электропривод с частотнотоковым управлением, содержащий синхронный двигатель с установленным на валу датчиком положени  ротора, усилитель фазных токов, выходы которого подключены к фаэным обмоткам синхронного двигател , блок фазочувствительных вьшр мителей с информационными и опорными входами, блок задани  амплитуды тока с опорными входами и генератор синусоидальных напр жений, при этом выходы блока фазочувствительных выпр мителей подключены к управл ющим входам усилител  фазных токов, а информационные входы - к выходам блока задани  амплитуды тока, выход датчика положени  ротора подключен к опорному входу блока фазочувствительных вьшр мителей , а выходы генератора синусоидальных напр жений св заны с опорными входами блока задани  амплитуды тока и входом датчика положени  ротора 1

Однако в указанном электроприводе с частотно-токовым управлением не предусматриваетс  согласование числа пар полюсов положени  ротора и синхронного двигател . Это снижает функциональные возможности электропривода ,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электропривод с частотно-токовым управлением , содержащий синхронный двигатель с установленным на валу датчиком положени  ротора, усилитель фазных токов , выходы которого подключены к фа.зным обмоткам синхронного двигател , блок фазочувствительных вьтр мителей с информационными и опорным входами, блок задани  амплитуды тока с опорными входами, генератор синусоидальных напр жений и блок согласовани  частот, при этом выходы блока фаэочувствительных выпр мителей подключены к управл ющим входам усилител  фазных токов, а информационные входы - к выходам блока задани  амплитуды тока, датчик положени  ро1тора св зан выходом с опорным входом блока фазочувствительных вьшр мителей 2 .

Недостатками известного электропривода с частотно-токовым управлением  вл ютс  конструктивна  сложность и низка  точность управлени  моменто синхронного двигател .

Цель изобретени  - упрощение и повышение точности электропривода с часто -но-токовым управлением.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в электроприводе с частотно-токовым управлением, содержащем синхронный двигатель с установленным на валу датчиком положени  ротора, усилитель фазных токов, выходы которого подключены к фазным обмоткам синхронного двигател , блок фазочувствительных выпр мителей с информационными и опорным входами, блок задани  амплитуды тока с опорными входами,генератор синусоидальных напр жений и блок согласовани  частот, при этом выходы блока фазочувствительных выпр мителей подключены к управл ющим входам усилител  фазных токов, а информационные входь - к выходам блока задани  амплитуды тока датчик положени  ротора св зан выходом с опорным входом блока фазочувствительньк выпр мителей, блок согласовани  частот выполнен в виде последовательно соединенных делител  частоты и преобразовател  числа фаз, при этом вход делител  частоты, образующий вход блока согласовани  частот , подключён к выходу генератора синусоидальных напр жений, выход преобразовател  числа фаз, образующий .выход блока согласовани  частот, подключен к входу датчика положени  ротора , а выходы генератора синусоидальных напр жений подключены к опорным входам блока задани  амплитуды тока.

При этом сцелью повышени  точности управлени  моментом дополнително введены блок задани  начальной фазы тока синхронного двигател  и фазосмещающий блок с двум  входами и выходом, подключенным к опорному входу блока фазочувствительных выпр мителей , при этом первый вход фазосмещающе .го блока подключен к выходу блока задани  начальной фазы тока синхронного двигател , а второй вход к выходу датчика положени  ротора. На чертеже представлена функциональна  схема электропривода с частотно-токовым управлением. Устройство содержит синхронный двигатель 1 с установленным на валу датчиком 2 положени  ротора, усилитель 3 фазных токов, выходы которого подключены к фазным обмоткам синi хронного двигател  1, блок фазочувст вительных выпр мителей 4 с информационными и опорным входами, блок 5 задани  амплитуды тока с опорными входами, генератор 6 синусоидальных напр жений и блок 7 согласовани  час тот, состо щий из последовательно соединенных делител  8 частоты и пре образовател  9 числа фаз. Выходы блока фазочувствительных выпр мителей 4 подключены к управл ю щим входам усилител  3 фазных токов, а информационные входы - к выходам блока 5 задани  амплитуды тока, датчик 2 положени  ротора св зан выходом с опорным входом блока фазочувст вительных выпр мителей 4, вход делител  8 частоты, образующий вход блока 7 согласовани  частот, подключен к выходу генератора 6 синусоидальных напр жений, выход преобразовател  9 числа фаз, образуютщй выход блока 7 согласовани  частот, подключен к вхо ду датчика 2 положени  ротора, а выходы генератора 6 синусоидальных напр жений подключены к опорным входам блока 5 задани  амплитуды тока. Кроме того, электропривод может содержать блок 10 задани  начальной фазы тока синхронного двигател  1 и фазосме1цающий блок 11 с двум  входами и выходом, подключенным к опорному входу блока фазочувствительных выпр мителей 4, при этом первый вход фазосмещающего блока 11 подключен к выходу блока 10 задани  начальной фазы тока синхронного двигател  1, а второй вход - к выходу датчика 2 положени  ротора. Электропривод с частотно-токовь1м управлением работает следующим образом . . Обмотки синхронного двигател  1 (в качестве которого используетс  многополюсна  или с электромагнитной редукцией мащина) питаютс  токами от усилител  3 фазных токов. На валу синхронного двигател  1 установлен 2 датчик 2 положени  ротора, в качестве которого используетс  двухполюсна  машина типа сельсина или вращающегос  трансформатора. Допустим, что обмотки синхронного двигател  1 выполнены двухфазными (в общем случае т-фазными). При этом генератор 6 синусоидальных напр жений вырабатьгаает двухфазную систему напр жений с частотой Q,. Одно из этих напр жений поступает на вход делител  8 частоты , который делит его частоту на р (где р - коэффициент, равный числу пар полюсов синхронного многопрлюсного двигател  1). Сигнал с выхода делител  8 частоты с частотой U /р поступает на вход преобразовател  9 числа фаз, который формирует на своем выходе требуемую многофазную систему синусоидальных напр жений дл  обеспечени  работы датчика 2 положени  ротора в режиме фазовращател . Выходное напр жение датчика 1 положени  ротора, поступающее на опорный вход блока фазочувствительных выпр мителей 4, определ етс  выражением где 8 - угол, равный механическому углу между ос ми первичной обмотки датчика 2 положени  ротора, питающейс  напр жением U(Ujj sin- t, и осью выходной обмотки. Двухфазна  система напр жений с выхода генератора 6 синусоидальных напр жений поступает также на опорные входы блока 5 задани  амплитуды тока, на выходах которого формируютс  напр жени  U UjCoew t- DQ5inQ,t, Sin W, UQ C0,t 5 де Uj,UQ - напр жени  задани  проольной и поперечной составл ющих тоа синхронного двигател  1, Напр жени  f-, 44 поступают на инормационные входы блока фазочувствиельных выпр мителей 4, который в оменты времени i 1.5. т.е. в моенты смены знака напр жени  Uj на го опорном входе с отрицательного а положительный, осуществл ет выбору величин напр жений (J и , соотетствующих моменту времени i, и охран ет эти значени  до следующего периода формиру  на своих выходах напр жени  и U(r задающие токи синхронного двигател  1: в обмотках СИНХРОН UiJUn o p® в p9 Ug.Uj,5inpe4UQCCX9p9. Повышение точности управлени  номентом в электроприводе св зано с возможностью дополнительного воздействи  на фазу токов синхронного двигател  1, которое осуществл етс  с помощью блока 10 задани  начальной фазы тока синхронного двигател  и фазосмещакщего блока 11. Напр жение с выхода датчика 2 положени  ротора поступает на один из входов .фазосме щающего блока 1.1 V который дополнительно смещает его.фазу на угол ,  вл ющийс  функцией напр жени  U у поступающего с выхода блока 10 задани  начальной фазы трка синхронного двига тел  на второй вход фазосме (цающего блока 11. Напр жени  задани  токов в обмотках синзфонного двигате л  1 формируемые на выходах блока фазочувствителышх выпр мителей 4, имеют при этбм следующий ввд: Uii UeCo Cpe yl-UQeinUQ+Kb , и. .Uj,(pe+|f +Uocos(pe + y). Дополнительное фазовое смещение тока на yrcwi у позвол ет компенсировать фазовме запаэдьгаани , вносимые усилителем 3 фазных токов, и повысить точность управлени  моментом. В случае применени  ш-фазного синхронного двигател  электропривод работает аналогично описанному (генераiTop 6 синусоидальных напр жений, усилитель 3 фазных токов и блок фазочувствительных выпр мителей 4 также выполн ютс  ш-фазным. Таким образом, выполнение в электроприводе с частотно-токовым управлением блока согласовани  частот в вцде последовательно соединенных делител   частоты и преобразовател  числа и подключение его к входу датчика положени  ротора позвол ет реBBSTbзадачу согласовани  числа пар полюсов синхронного мнргополюсного двигател  и двухпслюсиого датчика положени  ротора более простьаш средствами в сравнении с известным решением .-- V ./ - .;., Подключение к выходу датчика положени  ротора фазосмещающего блока, св занного с блоком задани  начальной фазы тока синхронного двигател , позвол ет дополнительно повысить точность управлени  моментом синхройного двигател .

Claims (2)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЧАСТОТНОТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий синхронный двигатель с установленным на валу датчиком положения ротора, усилитель фазных токов, выходы которого подключены к фазным обмоткам синхронного двигателя, блок фазочувствительных выпрямителей с информационней и опорным входами, блок задания амплитуды тока' с опорными входами, генератор синусоидальных напряжений й блок согласования частот, при этом выходы блока фазочувствительных выпрямителей подключены к управляющим входам усилителя фазных токов, а информационные входы - к выходам блока задания амплитуды тока, датчик положения ротора связан выходом с опорным входе»* блока фазочувствительных выпрямителей, о т л и ч βίο щ‘ и й с я , тем, что, с целью . упрощения, блок согласования частот выполнен в виде последовательно сое.диненных делителя частоты и преобразователя числа фаз, при этом вход делителя частоты, образующий вход блока согласования частот, подключен к выходу генератора синусоидальных напряжений, выход преобразователя числа фаз, образующий выход блока согласования частот, подключен к входу датчика положения ротора, а выходы генератора синусоидальных напряжений подключены к опорным входам g блока задания амплитуды тока. |

2. Электропривод по π. 1, о т л и- L чающийся тем, что, с целью р повыпения точности управления момен- ^; g том,(введены .блок задания начальной “ фазы тока синхронного двигателя и фазосмещающий блок с двумя входами : и-выходом, подключенным.к опорному входу блока фазочувствительных выпрямителей, при этом первый вход фазосмещающего блока подключен к выходу блока задания начальной фазы тока синхронного двигателя, а второй вход·? к выходу датчика положения ротора.

1136292.