SU1277339A1

SU1277339A1 - След щий вентильный электропривод

Info

Publication number: SU1277339A1
Application number: SU853840649A
Authority: SU
Inventors: Александр Геннадьевич Микеров; Татьяна Владимировна Алябьева
Original assignee: Предприятие П/Я А-7162
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1986-12-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Целью изобретени вл етс улучшение качества регулировани скорости в области низких частот и повышение помехоустойчивости . След щий .вентильный электропривод содержит двухфазную синхронную машину (СМ) I, корна обмотка к-рой подсоединена к выходам двухканального регул тора 4 скорости. На валу СМ I установлен фазовращатель 10, выходы к-рого подключены к управл ющему 13 и опорному 14 входам импульсно-аналогового преобразовател (ИАП) 12 фазы. Выход ИАП 12 подключен ко входу блока 8 измерени скорости . ИАП 12 выполнен в виде последовательно соединенных узла 20 изменени знака, одновибратора 19, компаратора 18 и узла 17 выделени модул . Вход узла 17 через дифференцирующий узел 21 подключен к узлу 20- Выход узла 20 соединен с одним входом узла 6 сравнени , другой вход к-рого подключен к выходу задатчика 7 скорости. Выход узла 6 через предварительный усили- тепь 5 св зан со входом регул тора 4 скорости , образованного объединенными входами блоков 22, 23 умножени . Вход и выход блока 17 подключены к двум другим входам регул тора 4, образованным в.ходами ком- нараторов 24, 25, выход каждого из к-рых соединен с другим входом одного из блоков 22, 23. Выходы блоков 22, 23 св заны с управл ющими входами усилителей 2, 3. Блок измерени скорости обеспечивает информацию о среднем значении скорости, при этом наличие узла 20 приводит к новы- нению крутизны сигнала на выходе б, ока 8. После сравнени измеренного среднего значени скорости с заданным сигнал ошибки поступает на входы блоков 22, 23. На вторые- входы указанных блоков поступают сигналы с выходов компараторов 24, 25. Сформированные на выходах блоков 22, 23 сигналы, содержание первые гармоники, поступают в корную обмотку. В устройстве обеспечиваетс плавное регулирование скорости вентильного электродвигател . 6 ил. (О (Л ГчЭ со 00 со Раг.

Description

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к тихоходным след щим электроприводам с вентильными электродвигател ми .

Целью изобретени вл етс улучшение качества регулировани скорости в области низких частот и новышение помехоустойчивости .

На фиг. 1 представлена функциональна схема след щего вентильного электропривода; на фиг. 2 - принципиальна схема блока измерени скорости; на фиг. 3 - принципиальна схема импульсно-аналогового преобразовател фазы в напр жение; на фиг. 4-6 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу след щего вентильного электропривода.

След щий вентильный электропривод (фиг. ) содержит двухфазную синхронную машину 1, корна обмотка которой подключенд к выходам двух усилителей 2 и 3 мощности, управл ющие входы которых соединены с выходами двухканального регул тора 4 скорости с дву.м опорными входами , управл ющий вход которого соединен через предварительный усилитель 5 с выходом узла 6 сравнени , первый вход которого соединен с выходом задатчика 7 скорости, а второй подключен к выходу блока 8 измерени скорости, вход которого св зан с одним выходом датчика 9 положени ротора, выполненного в виде фазовращател 10, к входам которого подключен генератор 11 двухфазных напр жений, импульсно-аналоговый преобразователь 12 фазы в напр жение с управл ющим 13 и опорным 14 входами, при этом блок 8 измерени скорости снабжен двум дополнительными выходами 15 и 16 (фиг. 2) и выполнен в виде последовательно соединенных узла 17 выделени модул , компаратора 18, одновибратора 19 и узла 20 изменени знака, второй вход которого соединен через дифференцирующий узел 21 с входом узла выделени модул , а двухканальный регул тор 4 скорости выполнен в виде двух блоков 22 и 23 умножени , к первым входам которых подключены компараторы 24, 25, причем управл ющий вход 13 у импульсно-аналогового преобразовател 12 фазы в напр жение подключен к выходу фазовращател 10, опорный вход 14 соединен с выходом генератора 11 двухфазных напр жений, а выход соединен с входом узла 17 выделени модул , к выходу и входу которого подключены входы компараторов 24 и 25 двухканального регул тора скорости.

Импульсно-аналоговый преобразователь 12 выполнен на двух компараторах 26 и 27 (фиг. 3), выходы которых через дифференцирующие цепи, соответственно содержащие конденсаторы 28 и 29, резисторы 30 и 31 и встречно включенные диоды 32 и 33, объединены на инвертирующем входе операционного усилител 34, снабженного цепью

положительного обратной св зи через резисторы 35 и 36, что придает этому операционному усилителю характеристики триггера Шмитта. В цепь отрицательной обратной

св зи операционного усилител 34 введены два встречно включенных стабилитрона 37 и 38 дл стабилизации выходного напр жени насыщени триггера Шмитта, выход которого соединен с фильтром нижних частот , например, на резисторе 39 и конденсаторе 40.

Узел 17 выделени модул выполнен (фиг. 2) в виде двух подключенных к входу диодов 41, включенных встречно и соединенных через резисторы 42 и 43 соответстс венно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилител 44, имеющего резистор 45 между неинвертирующим входом и общей щиной, а также резистор 46 в цепи обратной св зи. Компаратор 18 выполнен на операционном усилителе 47.

0 Узел 20 изменени знака содержит операционный усилитель 48 с единичным коэффициентом усилени , оба входа которого соединены с выходом дифференцирующего узла 21 через резисторы, а неинвертирующий вход соединен с общей щиной через ключ, выполненный на транзисторе 49, база которого подключена к выходу одновибратора 19. След щий вентильный электропривод работает следующим образом.

Генератор 11 двухфазных напр жений

Q формирует на своих выходах опорные гармонические колебани Us и Uc, подаваемые на входы фазовращател 10 (фиг. 4 а, Ь). С выхода фазовращател 10 снимаетс напр жение (У 10, фаза которого сдвинута относительно фазы входного напр жени на

5 угол в, пропорциональный углу поворота ротора вентильного электродвигател (фиг. 4 с, при t to). Компараторы 26 и 27 (фиг. 3) формируют из гармонических колебаний Us и инверсные пр моугольные колебани /720 и (/21 (фиг. 4 d, е). Проход через

0 дифференцирующие цепи на конденсаторах 28 и 30 и резисторах 31 и 32, эти колебани измен ют состо ние операционного усилител 34. При этом вследствие встречного включени диодов 32 и 33 измен ют

- состо ние операционного усилител , т. е. измен ют пол рность напр жени на его выходе (фиг. 6, /). Если до момента времени /о фазовращатель 10 находитс в нулевом положении (т. е. фаза 6 0), то длительности положительных и отрицательных им0 пульсов на выходе операционного усилител 34 одинаковы Т TZ (фиг. 6 f), поэтому среднее напр жение Utz равно нулю (фиг. 6 g). В момент времени /о вентильный электродвигатель скачком поворачиваетс на некоторый угол ф, что приводит к сдвигу

5 фаз на выходе фазовращател на угол в (фиг. 6 с). Это сопровождаетс таким же сдвигом переднего фронта импульсов напр жени U-26- Продолжительность положительных импульсов напр жени /34 увеличиваетс , а отрицательных - сокращаетс (фиг. 6/), что приводит к изменению напр жени на величину, пропорциональную сдвигу фаз.

При вращении вентильного электродвигател это напр жение имеет вид линейно растущего напр жени (фиг. 5 Q), которое в моменты времени t, 1-), ts и т. д., соответствующие прохождению угла в сдвига фаз через 360°, измен ет свое значение с +/4i2 до -у4|2. При этом врем перехода TO (определ емое посто нной времени фильтра нижних частот преобразовател 12) посто нно и не зависит от скорости врап1,ени .

Проход через дифференцирующее узел 21, напр жение преобразуетс в сигнал (721 (фиг. 5 Ь).

Одновременно сигнал Ui2 поступает в узел 17 выделени модул , в котором паправление включени диодов выбрано таким образом, что при положительном значении входного напр жени сигнал подаетс на пеинвертирующий вход операционного усилител 44 (фиг. 2), а при отрицательном - на инвертируюп1ий вход, в результате чего выходное напр жение узла 17 имеет вид, представленный на фиг. 5 с. Проход через компаратор 18, это напр жение преобразуетс в последовательность импульсов Li8 (фиг. 5 d), причем напр жение срабатывани Lls компаратора 18 подбираетс близКИМ максимальному значению и„ с тем, чтобы длительность т первого отрицательного импульса была достаточно малой: .

Длительность т отрицательных импульсов на выходе одповпбратора 19 (фиг. 5 ) посто нна и выбираетс из того услови , что длительность имнульса Т| гарантированно перекрывает врем TO. В течение времени Т| одновибратор 19 не реагирует на по вление каких-либо и.мпульсов напр жени на его неинвертирующем входе.

Отрицательный импульс напр жени Lm поступает па базу транзистора 49 узла 20 изменени знака (фиг. 3). Если предположить , что транзистор 49 открываетс напр жением отрицательной пол рности, то при положительном напр жении па выходе одновибратора 19 операционный усилитель 48 работает в неинвертируюп1ем режиме , и напр жение на его выходе соответствует входному напр жению U- (фиг. 6, /). При отрицательной пол рности напр жени транзистор 49 открыт, операционный усилитель 48 работает в ипвертируюп1ем режиме, и напр жение на его выходе имеет обратный знак по сравнению с напр жением CLM

Фильтр нижних частот на выходе операционного усилител 48 выдел ет среднее значе1П1е напр жени f/8, равное

и /(8.

Таким образом, блок 8 измерепн скорости осуществл ет измерение среднего значени скорости . При этом узел 20 изменени знака не только обеспечивает работоспособность устройства при наличии резкого падени величины нанр жени с .4i2 до -Л12, по и повышает крутизну сигнала на выходе блока 8 измерени скорости.

Выходное напр жение блока 8 измерени скорости сравниваетс в узле 6 сравнени с напр жением уставки скорости, выработанном задатчиком 7 скорости, в результате чего формируетс сигнал опшбки е, который после прохождени через предварительный усилитель 5 поступает на входы блоков 22 и 23 умножени регул тора скорости. На другие входы блоков 22 и 23 умножени поступают сигпалы соответственно с выходов компараторов 24 и 25. При вращении ротора вентильного электродвигател напр жение на выходе нреобразовател 12 измен етс по линейно возрастающему закону (фиг. 6 а), и сигнал с выхода узла 17 выделени модул имеет вид, показанный на фиг. 6, Ь. Порог срабатывани компаратора 24 определ етс нанр жением -}-и„-2- Порог срабатывани компаратора 25 равен нулю. Напр жение L/2.1 и L2ft с выходов компараторов 24 и 25 (фиг. 6 с, d поступают на входы блоков 22 п 23 умпожени . Таким образом, блоки 22 и 23 осунхествл ют операцию умножени входного напр жени (;, на знак напр жений L-)i и с выходов компараторов 24 и 25.

Первые гармоппки этих напр жений (ноказаны щтриховой линией на фиг. 6, {, g} после усилени в усилител х 2 и 3 мощности прикладываютс к корной обмотке двухфазпой синхронной мащины 1.

Таким образом обеспечиваетс плавное регулирование скорости вентильного электродвигател , пропорциональной напр жепию задатчика скорости и улучи аетс качество регулировапи в области низких частот; кроме того, повьипаетс помехоустойчивость .

Claims

Формула изобретени

Счед щий вентильный электропривод, содержа ций двухфазную синхронную мапшну , корпа обмотка которой подключена к выходам двух усилптелей мощности, унравл юпхие входы которых соединепы с выходамп двухкамального регул тора скорости с двум опорпыми сходамп. управл ющий вход которого соединен через предварительnbui усилитель с выходом узла сравпени , первый вход которого соединен с выходом задагчика скорости, а второй подключен к блока измерени скорости, вход которого св зан с одним выходом датчика положени потопа, выпо.щенпого п виде

фазовращател , к входам которого подключен генератор двухфазных напр жений, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества регулировани скорости в области низких частот и повышени помехоустойчивости , в него дополнительно введен импульсно-аналоговый преобразователь фазы в напр жение с управл ющим и опорным входами, блок измерени скорости снабжен двум дополнительными выходами и выполнен в виде последовательно соединенных узла выделени модул , компаратора, одновибратора и узла изменени знака, второй вход которого соединен через дифференцирующий узел с входом узла выделени

4 4J

Л

модул , а двухканальныи регул тор скорости выполнен в виде двух блоков умножени , к первым входам кото1)ых подключены компараторы , при этом управл ющий вход импульсно-аналогового преобразовател фазы в напр жение подключен к выходу фазовращател , опорный вход соединен с выходом генератора двухфазных напр жений, а выход соединен с входом узла выделени модул , к входу и выходу которого, вл ющимис дополнительными выходами блока измерени скорости, подключены входы компараторов двухканального регул тора скорости , а выход узла изменени знака соединен с вторым входом узла сравнени .

19

4 М

ТнФ5Грк

У .г