SU1277344A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в синхронных электроприводах дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  и положени  нагрузки при высоких требовани х к точности и качеству регулировани . Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение надежности электропривода. Указанна  цель достигаетс  за счет того, что дл  устранени  дополнительных динамических ощибок при регулировании в широком диапазоне скоростей не требуетс  использовани  датчика скорости, расположенного на валу двигател , а повьинение надежности работы электропривода достигаетс  за счет того, что устран етс  чувствительность к изменению силового питающего напр жени  и не требуетс  точной подстройки параметров системы управлени  под параметры силовой части. Электропривод содержит синхронный электродвигатель 1, датчик 2 угла, усилитель 3 мощности, подключенный выходом через датчик 7 тока к электродвигателю 1, а входом - к выходу релейного регул тора 4 токов, содержащего последовательно включенные блок 5 элементов сравнени  и блок 6 релейных элементов с гистерезисом, последовательно соединенные блок 8 задани  токов, инер (О ционное звено 9, ограничитель 10 напр (Л жени , регул тор 11 угла, вычитающий вход которого объединен со вторым входом блока 8 задани  токов и подключен к выходу датчика 2 угла. Выход блока 5 элементов сравнени  через последовательно соединенные блок 12 релейных элементов с зоной нечувствите.:1ьности, выпр митель 13 ьо и логический сумматор 14 подключен к управл ющему входу ограничител  10 направлени . Выход датчика 7 тока подключен к вычитающему входу блока 5 элементов сравсо нени . 1 ил. NU 4::

Description

1277344

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в синхронных электроприводах дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  и положени  нагрузки нри высоких требовани х к точности и качеству регулировани .

Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение надежности электропривода.

На чертеже представлена функциональна  схема электропривода с синхронным электродвигателем.

Электропривод содержит синхронный электродвигатель 1, датчик 2 угла, механически св занный с синхронным электродвигателем 1, подключенным через усилитель 3 мощности к выходу релейного регул тора 4 токов, состо щего из последовательно соединенных блока 5 элементов сравнени  и блока 6 релейных элементов с гистерезисом, вычитающий вход блока 5 элементов сравнени  подключен к выходу датчика 7 токов, вход которого соединен с выходом уси- лител  3 мощности, суммирующий вход блока 5 элементов сравнени  соединен с выходом блока 8 задани  токов, один вход которого подключен к выходу датчика 2 угла, а другой вход через инерционное звено 9 соединен с выходом ограничител  10 напр жени . Силовой вход ограничител  10 напр жени  соединен с выходом регул тора угла II с суммирующим и вычитающим входами, вычитающий вход регул тора угла подключен к выходу датчика 2 угла, а суммирующий вход предназ- начен дл  подачи сигнала задани .

Выход блока 5 элементов сравнени  через последовательно соединенные блок 12 релейных элементов с зоной нечувствительности , выпр митель 13 и логический сумматор 14 подключен к управл ющему входу ограничител  10 напр жени .

Электропривод работает следующим образом .

Синхронный электродвигатель производит перемещение нагрузки. Дл  отработки заданного положени  в регул торе угла 11 производитс  сравнение сигнала задани  с выходным сигналом датчика 2 угла. В результате на выходе регул тора угла 11 формируетс  управл ющее напр жение, которое через ограничитель 10 напр жени  и инерционное звено 9 поступает на вход блока 8 задани  токов, на другой вход блока 8 задани  токов поступает информаци  об угловом положении ротора двигател  с датчика 2 угла. На выходе блока 8 задани  токов формируютс  напр жени ,  вл ющиес  синусоидальными функци ми угла амплитуда этих напр жений пропорциональна сигналу задани  момента, поступающему с выхода инерционного звена 9.

В блоке 5 элементов сравнени  произ- водитс  сравнение токов, протекающих в фазах электродвигател  1, с сигналами задани  тока, поступающими с блока 8. При

о

0 5

5

2

этом релейные элементы с гистерезисом бло ка 6, число которых равно числу фаз электродвигател , производ т включение и отключение соответствующих силовых ключей усилител  3 мощности. В результате токи электродвигател  соответствуют сигналам задани .

В зависимости от знака сигнала задани  момента, поступающего на вход блока 8 задани  тока, фаза токов в обмотках мен етс  на 180°, при этом мен етс  знак электромагнитного момента на валу электродвигател  1.

При рассогласовании между заданным и действительным угловыми положени ми вала по вл етс  электромагнитный момент электродвигател  соответствующего знака, привод щий к отработке этого рассогласовани .

При работе электропривода с большими скорост ми ЭДС вращени  электродвигател  становитс  сравнимой с силовым питающим напр жением, при этом уменьщает- с  динамический запас по напр жению, в результате чего по вл ютс  ощибки по току, привод щие к нарущению симметрии статорных токов и возникновению «паразитных асинхронных моментов, что вызывает снижение точности управлени .

Дл  устранени  перечисленных  влений ошибки по току измер ютс  на выходе блока 5 элементов сравнени . В случае по влени  хот  бы в одном из контуров тока ошибки, превышающей зону нечувствительности , срабатывает соответствующий компаратор в блоке 12 релейных элементов с зоной нечувствительности и через выпр митель 13 выдает сигнал на вход логического сумматора 14, выходной сигнал которого снижает уровень насыщени  ограничител  10 напр жени  до такой величины , при которой ощибки по току отсутствуют даже при максимальной скорости привода. Если скорость привода меньще максимальной, то логический сумматор 14 (при быстрых изменени х управл ющего напр жени  регул тора угла 11) работает в режиме щнротно-импульсной модул ции, причем средний уровень насыщени  ограничител  10  вл етс  таким, что ошибки по току отсутствуют и соблюдаетс  симметри  статорных токов двигател .

Таким образом, электропривод упрощаетс , так- как дл  устранени  дополнительных динамических ощибок при регулировании в широком диапазоне скоростей не требуетс  использовани  датчика скорости, расположенного на валу двигател . Кроме того, повышаетс  надежность работы электропривода , так как устран етс  чувствительность к изменению силового питающего напр жени  и не требуетс  точной подстройки параметров системы управлени  под параметры силовой части.

Claims (1)

12 Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в синхронных электроприводах дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  и положени  нагрузки нри высоких требовани х к точности и качеству регулировани . Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение надежности электропривода. На чертеже представлена функциональна  схема электропривода с синхронным электродвигателем. Электропривод содержит синхронный электродвигатель 1, датчик 2 угла, механически св занный с синхронным электродвигателем 1, подключенным через усилитель 3 мощности к выходу релейного регул тора 4 токов, состо щего из последовательно соединенных блока 5 элементов сравнени  и блока 6 релейных элементов с гистерезисом, вычитающий вход блока 5 элементов сравнени  подключен к выходу датчика 7 токов, вход которого соединен с выходом усилител  3 мощности, суммирующий вход блока 5 элементов сравнени  соединен с выходом блока 8 задани  токов, один вход которого подключен к выходу датчика 2 угла, а другой вход через инерционное звено 9 соединен с выходом ограничител  10 напр жени . Силовой вход ограничител  10 напр жени  соединен с выходом регул тора угла II с суммирующим и вычитающим входами, вычитающий вход регул тора угла подключен к выходу датчика 2 угла, а суммирующий вход предназначен дл  подачи сигнала задани . Выход блока 5 элементов сравнени  через последовательно соединенные блок 12 релейных элементов с зоной нечувствительности , выпр митель 13 и логический сумматор 14 подключен к управл ющему входу ограничител  10 напр жени . Электропривод работает следующим образом . Синхронный электродвигатель производит перемещение нагрузки. Дл  отработки заданного положени  в регул торе угла 11 производитс  сравнение сигнала задани  с выходным сигналом датчика 2 угла. В результате на выходе регул тора угла 11 формируетс  управл ющее напр жение, которое через ограничитель 10 напр жени  и инерционное звено 9 поступает на вход блока 8 задани  токов, на другой вход блока 8 задани  токов поступает информаци  об угловом положении ротора двигател  с датчика 2 угла. На выходе блока 8 задани  токов формируютс  напр жени ,  вл ющиес  синусоидальными функци ми угла, амплитуда этих напр жений пропорциональна сигналу задани  момента, поступающему с выхода инерционного звена 9. В блоке 5 элементов сравнени  производитс  сравнение токов, протекающих в фазах электродвигател  1, с сигналами задани  тока, поступающими с блока 8. При этом релейные элементы с гистерезисом бло ка 6, число которых равно числу фаз электродвигател , производ т включение и отключение соответствующих силовых ключей усилител  3 мощности. В результате токи электродвигател  соответствуют сигналам задани . В зависимости от знака сигнала задани  момента, поступающего на вход блока 8 задани  тока, фаза токов в обмотках мен етс  на 180°, при этом мен етс  знак электромагнитного момента на валу электродвигател  1. При рассогласовании между заданным и действительным угловыми положени ми вала по вл етс  электромагнитный момент электродвигател  соответствующего знака, привод щий к отработке этого рассогласовани . При работе электропривода с большими скорост ми ЭДС вращени  электродвигател  становитс  сравнимой с силовым питающим напр жением, при этом уменьщаетс  динамический запас по напр жению, в результате чего по вл ютс  ощибки по току, привод щие к нарущению симметрии статорных токов и возникновению «паразитных асинхронных моментов, что вызывает снижение точности управлени . Дл  устранени  перечисленных  влений ошибки по току измер ютс  на выходе блока 5 элементов сравнени . В случае по влени  хот  бы в одном из контуров тока ошибки, превышающей зону нечувствительности , срабатывает соответствующий компаратор в блоке 12 релейных элементов с зоной нечувствительности и через выпр митель 13 выдает сигнал на вход логического сумматора 14, выходной сигнал которого снижает уровень насыщени  ограничител  10 напр жени  до такой величины , при которой ощибки по току отсутствуют даже при максимальной скорости привода. Если скорость привода меньще максимальной, то логический сумматор 14 (при быстрых изменени х управл ющего напр жени  регул тора угла 11) работает в режиме щнротно-импульсной модул ции, причем средний уровень насыщени  ограничител  10  вл етс  таким, что ошибки по току отсутствуют и соблюдаетс  симметри  статорных токов двигател . Таким образом, электропривод упрощаетс , так- как дл  устранени  дополнительных динамических ощибок при регулировании в широком диапазоне скоростей не требуетс  использовани  датчика скорости, расположенного на валу двигател . Кроме того, повышаетс  надежность работы электропривода , так как устран етс  чувствительность к изменению силового питающего напр жени  и не требуетс  точной подстройки параметров системы управлени  под параметры силовой части. Формула изобретени  Электропривод, содержащий синхронный электродвигатель, выпр митель, датчик угла, механически св занный с синхронным элект родвигателем, подключенным через усилитель мощности к выходу релейного регул тора токов, состо щего из последовательно соединенных блока элементов сравнени  и блока релейных элементов с гистерезисом , вычитающий вход блока элементов сравнени  подключен к выходу датчика токов, вход которого соединен с выходом усилител  мощности, суммирующий вход блока элементов сравнени  соединен с выходом блока задани  токов, один вход которого подключен к выходу датчика угла, а другой вход через инерционное звено соединен с выходом ограничител  напр жени  с силовым и управл ющим входами, регул тор угла с суммирующим и вычитающим входами, вычитающими вход регул тора угла подключен к выходу датчика угла , отличающийс  тем, что с целью упрощени  и повыщени  надежности, в него введены логический сумматор и блок, релейных элементов с зоной нечувствительности, вход которого подключен к выходу блока элементов сравнени , а выход через последовательно соединенные выпр митель и логический сумматор подключен к управл ющему входу ограничител  напр жени , силовой вход которого соединен с выходом регул тора угла, суммирующий вход которого предназначен дл  подачи сигнала задани .