SU1277345A1 - Устройство дл частотного регулировани скорости двигател посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в глубокорегулируемых автоматизированных электроприводах металлорежуплих станков с числовым программным управлением. Целью изобретени   вл етс  увеличение КПД и улучн1ение массогабаритных показателей. Регулирование скорости двигател  осуществл етс  с помощью автономного инвертора нанр жени , коммутаци  ключей которого производитс  в определенной последовательности , согласно выбранному алгоритму управлени . В устройстве, содержащем формирователь 3 сигналов управлени , нульорганы 5-7, генератор 4 опорного сигнала, блок 12 совпадений, задатчик 11 состо ни  и мультиплексоры 8-10, коммутапионный цикл ключей инвертора 1 образуетс  минимальным числом коммутаций каждого ключа, что позвол ет уменьншть коммутационные потери, повысить КПД и уменыпить массу и габариты радиаторов нолунроводниковых ключей. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных глубокорегулируемых электроприводах металлорежущих станков с частотнопрограммным управлением (ЧПУ).

Целью изобретени   вл етс  увеличение КПД и улучшение массогабаритных показателей .

На фиг, 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений на элементах устройства.

Устройство дл  частотного регулировани  скорости двигател  переменного тока, содержащее автономный инвертор 1 напр жени  с трем  выходами, подключенными к выводам . статорной обмотки двигател  2 переменного тока и трем  управл ющими входами, формирователь 3 сигналов управлени , генератор 4 опорного напр жени , три нуль-органа 5-7 с двум  входами и одним выходом каждый, три выхода формировател  3 сигналов управлени  подключены к первым входам соответствующих пульорганов 5-7, вторые входы которых подключены к выходу генератора 4 опорного напр жени , три мультиплексора 8-10 с двум  основными и одпим управл ющим входами и одним выходом, задатчик 11 состо ни , блок 12 совпадений с трем  входами и одним выходом, подключенным к управл юа1им входам всех мультиплексоров 8-10} выходы которых подключены к соответствующим управл ющим входам автономного инвертора 1 напр жени , первые основные входы мультиплексоров 8-10 подключены к выходам соответствующих нуль-органов 5-7, вторые основные входы мультиплексоров 8-10 подключены к выходу задатчика 11 состо ни , входы блока 12 совпадений подключены к выходам нуль-органов 5-7. На фиг. 2 указаны напр жение 13 на выходе генератора 4 опорного напр жени ; напр жени  14, 15 и 16 на выходах формировател  3 сигналов управлени ; напр жени  17, 18 и 19 на выходах нуль-органов 5, 6 и 7; напр жение 20 на выходе блока 12 совпадений, напр жени  21, 22 и 23 на выходах мультиплексоров 8, 9 и 10; линейные 24, 25 и 26 и фазные 27, 28 и 29 напр жени  на статорной обмотке двигател .

Формирователь 3 сигналов управлени  может быть выполнен по любой из известных схем, реализующих один из способов управлени  двигателем переменного тока. Нульорганы 5-7 могут быть собраны, например, на базе операционного усилител  К9531Д1В без цепей частотной коррекции, причем один из входов должен быть соединен с общей щиной, а на другой должны быть поданы через весовые сопротивлени  выходные сигналы формировател  3 сигналов управлени  и генератора 4 опорного напр жени . Генератор 4 опорного напр жени  может состо ть , например, из интегратора с обнулением и нуль-органа, включенных последовательно

и охваченных положительной обратной св зью. При этом формируетс  пилообразное линейное напр жение с модулирую.щим передним или задним фронтами. Блок 12

совпадений может быть, например, выполнен на базе логической микросхемы, реализующей функцию ЗИ-НЕ. Мультиплексоры 8-10 могут быть собраны по любой из известных схем двухвходового управл емого переключател . Автономный инвертор 1 собран по

известной схеме трехфазного автономного инвертора напр жени , кажда  пара ключей одного плеча которого имеет общий вход управлени . Задатчик 11 состо ни  должен быть выполнен таким образом, чтобы формировать выходной сигнал, равный одному из логических уровней.

Устройство работает следующим образом. На нуль-органах 5, 6 и 7 (фиг. 1) выходные сигналы формировател  3 сигналов уп0 равлени  сравниваютс  с опорным напр жением . Опорное напр жение, формируемое генератором 4 опорного напр жени , может быть напр жением любой формы с модулирующим передним или задним фронтом. Выходные сигналы 17, 18 и 19 (фиг. 2) нульорганов 5, 6 и 7 через мультиплексоры 8, 9 и 10 поступают на соответствующие входы автономного инвертора 1, формирующего напр жение на фазных обмотках электродвигател  2 переменного тока в соответствии

Q с принципом широтно-импульсной модул ции . В момент одновременного равенства выходных сигналов 17, 18 и 19 нуль-органов 5, 6 и 7 одному из логических уровней, выбранному в зависимости от алгоритма управлени , блок 12 совпадений воздействует на управл ющие входы мультиплексоров 8, 9 и 10, разрыва  путь прохождени  сигналов 17, 18 и 19 и принудительно присваивает сигналам 21, 22 и 23 значение выходного сигнала задатчика 11 состо ни . Выходной сигнал задатчика 11 состо ни  может

0 иметь значение логической «1 либо «О, Б зависимости от прин того алгоритма. Например (фиг. 2), если сигналы 17, 18 и 19 принимают значени  логической «1, то сигналам 21, 22 и 23 принудительно присваиваетс  значение логического «О.

Таким образом, введение в известное устройство трех мультиплексоров 8, 9 и 10, блока 12 совпадений и задатчика 11 состо ни  приводит к тому, что в течение промеQ жутка времени между 1з и 4 (фиг. 2) концы фазных обмоток электродвигател  2 переменного тока подключаютс  одновременно к одному полюсу источника питани  автономного инвертора 1, но не к положительному (дл  алгоритма, показанного на фиг. 2),

5 как было бы без введени  указанных элементов , а к отрицательному. Независимо от пол рности полюса источника питани  инвертора 1, к которому одновременно присоедин ютс  концы фазных обмоток электродвигател  2 переменного тока, напр жение на них в этот момент будет равно нулю. Это означает, что введение указанных элементов не измен ет мгновенного значени  напр жени  на фазных обмотках. Однако введение указанных элементов приводит к тому, что число коммутаций силовых вентилей сократилось с шести до четырех за период опорного напр жени , поскольку значение сигнала 23 (фиг. 2) за этот период неизменно, а сигналы 21 и 22 изменили свое значение столько же раз, причем переключение , прошедшее в момент времени ts, переводит схему в состо ние, соответствуюшее началу следуюшего периода коммутации , поэтому в момент времени 4 переключений не происходит. Сигнал 23 не мен ет значени  до тех пор, пока соответствующий ему сигнал формировател  3 импульсов управлени  16  вл етс  наименьшим. При изменении соотношени  сигналов 14, 15 и 16 коммутации отсутствуют в фазе, сигнал управлени  в которой имеет наименьшую дл  данного алгоритма величину.

Таким образом, благодар  введению с соответствующими св з ми трех мультиплексоров , задатчика состо ни  и блока совпадений достигаетс  уменьщение числа коммутаций силовых вентилей инвертора в 1,5 раза, что приводит к соответствующему снижению мощности коммутационных потерь, и, следовательно, к увеличению КПД и улучшению малогабаритных показателей за счет

снижени  массы и габаритов радиаторов ключей инвертора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   г Устройство дл  частотного регулировани  скорости двигател  переменного тока, содержащее автономный инвертор напр жени  с трем  выходами, подключаемыми к выводам статорной обмотки двигател  переменного тока, и трем  управл ющими

   0 входами, формирователь сигналов управлени  с трем  выходами, генератор опорного напр жени , три нуль-органа с двум  входами и одним выходом каждый, три выхода формировател  сигналов управлени  подключены к первым входам соответствующих

   5 нуль-органов, вторые входы которых подключены к выходу генератора опорного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  КПД и улучщени  массогабаритных показателей, в него введены три мультиплек0 сора с двум  основными и одним управл ющим входами и одним выходом, задатчик состо ни , блок совпадений с трем  входами и одним выходом, подключенным к управл ющим входам всех мультиплексоров, выходы которых подключены к соответствую5 щим управл ющим входам автономного инвертора напр жени , первые основные входы всех мультиплексоров подключены к выходам соответствующих нуль-органов, вторые основные входы мультиплексоров подключены к выходу задатчика состо ни , входы блока совпадений подключены к выходам нуль-органов.