SU1767689A1

SU1767689A1 - Электропривод переменного тока

Info

Publication number: SU1767689A1
Application number: SU884491116A
Authority: SU
Inventors: Александр Витальевич Богдашев; Валерий Геннадьевич Каган; Игорь Эдуардович Кан; Марк Соломонович Каплун; Валерия Владимировна Климовицкая; Леонид Васильевич Смоляр
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Изобретение относитс к частотно-управл емым электроприводам, построенным на базе переменного тока, и может быть использовано, например, в приводах металлорежущих станков, моделирующих стендов , лентопрот жных механизмов Целью изобретени вл етс упрощение электропривода . Указанна цель достигаетс тем, что в электроприводе переменного тока с исполнительным двигателем 1, датчиком 2 углового положени , генератором 3 опорной частоты, формирователем 4 гармонических сигналов и усилителем 5 фазных токов, формирователь 6 управл ющих сигналов дополнительно снабжен триггером 15, первый вход которого подключен к блоку 8 импульсного опроса, второй - к дополнительному выходу счетчика 7, а выход - к входу регул тора 9. При этом реализуетс замкнутый контур регулировани частоты вращени без установки отдельного измерительного синхронного генератора, благодар чему упрощаетс конструкци . 2 ил. со С

Description

vi

Os XI ON 00 Ю

Изобретение относитс к частотно-управл емым электроприводам, построенным на базе машины переменного тока, и может быть использовано, например, в приводах металлорежущих станков, моделирующих стендов, лентопрот жных механизмов и т.д.

Целью изобретени вл етс конструктивное упрощение электропривода,

На фиг. 1 представлена функциональна схема электропривода переменного то- ка; на фиг. 2 - эпюры, по сн ющие его функционирование.

Электропривод переменного тока содержит исполнительный двигатель 1 (фиг, 1) с установленным на его валу индуктивным датчиком углового положени 2 ротора, последовательно соединенные генератор опорной частоты 3 и формирователь гармонических сигналов 4, подключенный выходами к входам индуктивного датчика углового положени 2 ротора, усилитель фазных токов 5, подключенный выходами к обмоткам исполнительного двигател 1, и формирователь управл ющих сигналов 6 с трем входами, снабженный счетчиком 7, блоком импульсного опроса 8, регул тором частоты вращени 9, регистром 10, посто нными запоминающими устройствами 11, 12 и цифроаналоговыми преобразовател ми 13, 14, выходы которых образуют выходы формировател управл ющих сигналов 6, подключенные к управл ющим входам усилител фазных токов 5.

При этом опорные входы цифроанало- говых преобразователей 13, 14 объединены между собой и подключены к выходу регул тора частоты вращени 9, а их информационные входы через соответствующие посто нные запоминающие устройства 11, 12 подключены к выходу регистра 10, ин- формационный и опорный входы которого подключены соответственно к выходам счетчика 7 и блока импульсного опроса 8, образующих своими входами соответственно первый и второй входы формировател управл ющих сигналов 6, подключенные соответственно к выходам генератора опорной частоты 3 и индуктивного датчика углового положени 2, Третий вход формировател управл ющих сигналов 6 образо- ван входом задани регул тора частоты вращени 9.

Формирователь управл ющих сигналов 6 снабжен триггером 15, первый вход которого подключен к выходу блока им- пульсного опроса 8, Счетчик 7 снабжен дополнительным выходом, подключенным ко второму входу триггера 15. Блок импульсного опроса 8 снабжен дополнительным входом , объединенным с входом счетчика 7, а

регул тор частоты вращени 9 выполнен в виде импульсного частотно-фазового детектора , подключенного другим входом к выходу триггера 15.

В качестве исполнительного двигател 1 может быть использован любой серийно выпускаемый двигатель переменного тока. В качестве датчика углового положени 2 может быть использована электрическа машина типа вращающегос трансформатора ,

Генератор опорной частоты 3 может быть выполнен по любой из известных схем генератора импульсов. Усилитель фазных токов 5 представл ет собой многофазный усилитель напр жений, охваченный пофаз- но жесткой отрицательной обратной св зью по току и может быть выполнен на базе непосредственного преобразовател частоты .

Регул тор частоты вращени 9 представл ет собой частотно-фазовый детектор и снабжен суммирующим узлом и выходным фильтром низких частот.

Блок импульсного опроса 8 может быть выполнен на основе нуль-органа с резистив- но-диодными цеп ми и синхронного триггера ,

Электропривод переменного тока работает следующим образом.

Генератор опорной частоты 3 вырабатывает последовательность пр моугольных импульсов с частоты fr. На выходе формировател гармонических сигналов 4 формируетс квадратурна система напр жений дл запитки датчика углового положени 2:

Щ /U4mSin COOt, LU jU4mCOS ,

(1)

где IMm - амплитуда синусоидального сигнала на выходе формировател 4; - WQ - кругова частота, равна :

WQ

2лтг

(2)

где N - число разр дов счетчика в составе формировател 4.

На выходе датчика углового положени 2 получают напр жение:

U2 U2mSin(ftJot ±p Qep),

(3)

где Item - амплитуда синусоидального сигнала ,

Овр - геометрический угол ме.ду магнитными ос ми синусной входной и выходной обмоток датчика;

р - число пар полюсов датчика, равное числу пар полюсов двигател .

Напр жение по (3) поступает на первый вход блока 8, на второй вход которого поступает последовательность пр моугольных импульсов с выхода генератора 3, с помощью которой происходит синхронизаци фронтов импульсов нуль-органа.

На выходе блока 8 формируетс логический сигнал:

U8 slgnsin( ±pQBp),

который поступает на вход регистра 10. На информационный вход регистра 10 поступа- ет сигнал со счетчика 7, который формирует линейно нарастающий двоичный код n (цифровую пилу с частотой fo), равный:

На дополнительном выходе счетчика 7, образованном v-тым разр дом, имеем сигнал:

Jv (27Tfvt), где fv -.

(9) (Ю)

5

10

15 Этот сигнал поступает на вход данных триггера 15, на вход синхронизации которого поступает импульс опроса с выхода блока 8.

На выходе триггера 15 происходит перезапись сигнала, поступающего на вход данных, в момент прихода на вход синхронизации положительного фронта импульса опроса, т.е. (фиг. 2):

UT (2n v ршврг.),

(И)

n 2л fot 2л:

fr

где N - число разр дов счетчика 7, равное числу разр дов счетчика в формирователе 4. В момент времени t (в момент по вле- ни положительного фронта сигнала по (4) в регистре 10 записываетс значение кода Пр на его информационном входе:

2Ктг±р Овр ,

Шо

пр n(t t) 2K7T± pQBp , К 0, ± 1, ±2, ±3 ...

Периодическа последовательность чисел в двоичном коде с выхода регистра 10 поступает на объединенные входы посто н- ных запоминающих устройств 11, 12, где записаны затабулированные значени синуса и косинуса соответственно.

Закодированные значени этих функ- ций с выходом устройств 11, 12 поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 13, 14 соответственно, на опорные входы которых поступает сигнал с регул тора частоты вращени 9 Ug (фиг. 2). На выходе формировател 6 имеет аналого-цифровые сигналы:

Ui3 U9-sin(2Kjr±pQBp), U14 Ug-cos(2 К к ± р Qsp).

Усилитель фазных токов 5 формирует систему напр жений на фазах двигател 1 таким образом, чтобы токи в обмотках соответствовали задани м.

(5)

20

где частота:

тт 2

n V

pfup.

(12)

30

35

Сигнал с выхода триггера 15 поступает на вход регул тора 9, на другой вход которого приходит сигнал задани U3 (фиг. 2).

На выходе регул тора 9 получаем аналоговый сигнал Ug рассогласовани , пропорциональный интегралу от скоростной ошибки:

U9 Um / (fa - fr) dt,(13)

с учетом (12) выражение (13) примет вид1

U9 Um/(f3-2

n -V

Р fBp)dt.

(14)

50

55

д .

Интегральна скоростна ошибка LKj подаетс на объединенные опорные входы цифроаналоговых преобразователей 13, 14 где преобразуетс в амплитуду заданий фазных токов что соответствует частотно- токовому способу управлени электродвигателем .

Таким образом, в электроприаоде переменного тока поддерживаетс заданна скорость в замкнутом астатическом контуре автоматического регулировани без использовани отдельного измерительного синхронного генератора дл формировани сигнала обратной св зи по скорости Использование дл этой цели сигнала уже имеющегос дл управлени электродвигателем датчика углового положени 2 обеспечивает упрощение конструкции электропривода в сравнении с известным решением.

Claims

Формула изобретени

Электропривод переменного тока, содержащий исполнительный двигатель с установленным на его валу индуктивным датчиком углового положени ротора, последовательно соединенные генератор опорной частоты и формирователь гармонических сигналов, подключенный выходами к входам индуктивного датчика углового по- ложени ротора, усилитель фазных токов, подключенный выходами к обмоткам исполнительного двигател , и формирователь управл ющих сигналов с трем входами, снабженный счетчиком, блоком импульсно- го опроса, регул тором частоты вращени , регистром, двум посто нными запоминающими устройствами и двум цифроаналого- выми преобразовател ми, выходы которых образуют выходы формировател управл - ющих сигналов, подключенные к управл ющим входам усилител фазных токов, при этом опорные входы цифроаналоговых преобразователей объединены между собой и подключены к выходу регул тора частоты вращени , а их информационные входы через соответствующие посто нные запоминающие устройства подключены к выходу регистра, информационный и опорный входы которого подключены соответственно к выходам счетчика и блока импульсного опроса , образующих своими входами соответственно первый и второй входы формировател управл ющих сигналов, подключенные соответственно к выходам генератора опорной частоты и индуктивного датчика углового положени ротора, а третий вход формировател управл ющих сигналов образован входом задани регул тора частоты вращени , отличающий- с тем, что, с целью упрощени , формирователь управл ющих сигналов снабжен триггером, первый вход которого подключен к выходу блока импульсного опроса, счетчик снабжен дополнительным выходом, подключенным к второму входу триггера, блок импульсного опроса снабжен дополнительным входом, объединенным с входом счетчика, а регул тор частоты вращени выполнен в виде импульсного частотно-фазового детектора, подключенного другим входом к выходу триггера.