SU797042A1

SU797042A1 - Ac electric drive

Info

Publication number: SU797042A1
Application number: SU782688132A
Authority: SU
Inventors: Ростислав Павлович Герасимяк; Анатолий Сергеевич Мазур
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1978-11-27
Filing date: 1978-11-27
Publication date: 1981-01-15

Description

Изобретение относится к электро;--, технике, а именно к автоматизированному электроприводу переменного тобыть использовано в.элекподъемно-транспортных ма-The invention relates to electrical; -, technology, namely to an automated variable-speed electric drive, to be used in electric lifting and transport

близким к изобретению ка, и может троприводах шин.close to the invention of ka, and can drive tires.

Наиболее по технической сущности и достигаемому результату является электропривод с замкнутой по скорости обратной связью, имеющий несимметричный, тиристорный регулятор напряжения фаз с блоком фазового управления в одной из фаз статора асинхронного.двигателя, позволяющий получать жесткие механические характеристики, обратная связь которого осуществляется при помощи тахогенератора, а напряжение алгебраически складывается с напряжением задания [1]·The most technical essence and the achieved result is a closed-speed feedback electric drive with an asymmetric, thyristor phase voltage regulator with a phase control unit in one of the phases of the stator of an asynchronous motor, which allows obtaining rigid mechanical characteristics, the feedback of which is carried out using a tachogenerator, and the voltage is algebraically added to the voltage of the task [1] ·

Однако этот электпропривод имеет недостатки, связанные с использованием тахогенератора, а именно, сравнительно невысокую надежность в работе..However, this electric drive has disadvantages associated with the use of a tachogenerator, namely, a relatively low reliability in operation.

Цель изобретения - повышение надежности электропривода переменного тока.The purpose of the invention is to increase the reliability of the AC drive.

Указанная цель достигается тем, что датчик обратной связи по скоро10 <5 сти вращения содержит последовательно соединенные между собой блоки выделения, умножения и преобразования частоты напряжения ротора, а также подключенный параллельно им релейный элемент и подключен к кольцам ротора.This goal is achieved in that the feedback sensor for rotation speed <5 <5 contains rotor voltage isolation, multiplication and frequency conversion blocks connected in series, as well as a relay element connected in parallel to it and connected to the rotor rings.

На фиг.1 представлена блок-схема асинхронного электропривода; на фиг. 2 - характеристика датчика обратной связи по скорости вращения с учетом работы релейного элемента; на фиг.З - принципиальная схема узла выделения частоты.Figure 1 presents a block diagram of an asynchronous electric drive; in FIG. 2 - characteristic of the feedback sensor for rotation speed, taking into account the operation of the relay element; Fig. 3 is a schematic diagram of a frequency allocation unit.

Электропривод переменного тока содержит несимметричный тиристорный регулятор 1, напряжение ротора (Up) асинхронного двигателя 2 поступает на вход датчика скорости, который содержит блоки 3, 4 и 5 выделения частоты,'пропорциональной скорости двигателя, умножения этой частоты и преобразования ее в напряжение, релейный элемент 6.The AC drive contains an asymmetric thyristor regulator 1, the rotor voltage (Up) of the induction motor 2 is supplied to the input of the speed sensor, which contains blocks 3, 4 and 5 of frequency allocation, 'proportional to the motor speed, multiplying this frequency and converting it to voltage, relay element 6.

Устройство работает ^следующим образом.The device operates ^ as follows.

Блок выделения частоты предназначен для формирования напряжения с частотой, пропорциональной скорости двигателя. На вход блока 3 подается .797042 напряжение с колец ротора сложной формы, обусловленной несимметрией фазных токов статора.'Для повышения частоты выделенного'сигнала применяется блок '4. умножения. После умножения частота преобразуется в напряжение, пропорциональное в конечном счете скорости двигателя.The frequency allocation unit is designed to generate voltage with a frequency proportional to the speed of the motor. The voltage from the rotor rings of a complex shape, caused by the asymmetry of the phase currents of the stator, is supplied to the input of block 3 .797042. To increase the frequency of the extracted signal, block 4 is used. multiplication. After multiplication, the frequency is converted to a voltage proportional in the final analysis to the speed of the motor.

Зона выделения частоты, пропорциональной скорости двигателя, ограничена , так как при* скорости»большей определенной величины u)_rp (практически 20-25% номинальной) возрастает дс· недопустимых пределов величины напряжения неиспользуемой частоты,, накладывающейся на. полезный сигнал, и, поэтому нарушается ‘линейность и однозначность выходного сигнала. Этим объясняется применение релейного элемента 6, работающего в функции величины напряжения ротора и препятствующего изменению напряжения унимаемого с преобразователя 5, при : скорости большей w_rp. Напряжения задания (UjckJ ) с выхода преобразователя 5, а также с релейного элемент та 6 алгебраически складываются в сумматоре 7. Результирующее напряжение подается на блок 8 фазового управления и определяет необходимый угол открывания тиристоров и, значит, необходимую скорость двигателя при данном моменте нагрузки. Этим обеспечивается требуемая жесткость механических характеристик. Выделение частоты, пропорциональной скорости двигателя, основано на прин- 9 ципе получения разности частот двух сигналов. Основным элементом схемы узла выделения частоты является транзистор Т, , коллекторным питанием которого¹служит выпрямленное напряжение· ротора (Up ). На базу транзистора подается выпрямленное отпирающее напряжение сети ( ) и запирающее напряжение смещения. В моменты времени, когда U_c = 0, транзистор запирается положительным смещением, и на его коллекторе появляется напряжение, равное значению напря». жения Up в те же моменты.The frequency allocation zone, proportional to the speed of the engine, is limited, since at * speed "greater than a certain value u) _rp (almost 20-25% of the nominal) increases ds · unacceptable limits of the voltage value of the unused frequency, superimposed on. useful signal, and therefore the linearity and uniqueness of the output signal is violated. This explains the use of the relay element 6, which works as a function of the magnitude of the voltage of the rotor and prevents the voltage from being removed from the converter 5, at: a speed greater than w _r p. The reference voltages (UjckJ) from the output of the converter 5, as well as from the relay element 6, are algebraically added to the adder 7. The resulting voltage is applied to the phase control unit 8 and determines the required opening angle of the thyristors and, therefore, the required motor speed at a given load moment. This ensures the required rigidity of the mechanical characteristics. The selection of a frequency proportional to the speed of the engine is based on the principle of obtaining the frequency difference of two signals. The main element of the circuit of the frequency allocation unit is the transistor T,, whose collector power ¹ is the rectified voltage of the rotor (Up). A rectified unlocking network voltage () and a bias locking voltage are applied to the transistor base. "At times when U _c = 0, the transistor is locked by a positive bias, and a voltage equal to the voltage value appears on its collector." zheniya Up at the same moments.

Таким образом, независимо от состояния тиристоров, на коллекторе Τι , возникают узкие импульсы с несущей частотой 100 Гц и частотой ампли тудной модуляции, пропорциональной скорости двигателя, в дальнейшем схема обеспечивает увеличение длительности выделенных, импульсов ϊ уз кий импульс отрицательной полярности . своим передним фронтом открывает транзистор й за время переходного процесса, определяемого параметрами’^ , R₄ ,разряжает конденсатор С₂. Этот же импульс заряжает предварительно разряженный конденсатор С₂. После исчезновения импульса С₂ удерживается значение напряжения, заряда (благодаря большой постоянной времени цепи разряда С_{2 р} R₆, Т₃, Т₄) до начала очередного импульса. Транзисторы Т4 и Tg усиливают напряжение выделенной частоты и преобразуют его в импульсы прямоугольной формы той же частоты. Составляющая напряжения с частотой 100 Гц гасится введением гибкой обратной связи на элементах R g, С3 .Thus, irrespective of the state of the thyristors, narrow pulses with a carrier frequency of 100 Hz and a frequency of amplitude modulation proportional to the motor speed appear on the collector ,ι; in the future, the circuit provides an increase in the duration of the selected pulses ϊ a narrow pulse of negative polarity. with its leading edge, opens the transistor during the transient determined by the parameters' ^, R ₄ , discharges the capacitor C ₂ . The same pulse charges a pre-discharged capacitor C ₂ . After the disappearance of the C ₂ pulse, the value of the voltage and charge is held (due to the large time constant of the discharge circuit C _{2 p} R ₆ , T ₃ , T ₄ ) until the start of the next pulse. Transistors T4 and Tg amplify the voltage of the allocated frequency and convert it into rectangular pulses of the same frequency. The voltage component with a frequency of 100 Hz is suppressed by the introduction of flexible feedback on the elements R g, C3.

Блок 4 умножения частоты выполнен по известной схеме удвоителей частоты, где умножение осуществляется за счетдвуполупериодного выпрямления входного дифференцированного сигнала. Число таких удвоителей частоты зависит от требуемого быстродействия датчика.Block 4 frequency multiplication is made according to the well-known scheme of frequency doublers, where the multiplication is carried out due to the half-wave rectification of the input differential signal. The number of such frequency doublers depends on the required speed of the sensor.

Claims

voltage from the rotor rings of a complex shape due to the asymmetry of the stator phase currents. To increase the frequency of the selected signal, block 4 is used, multiplying. After multiplying, the frequency ha is converted to a voltage that is ultimately proportional to the speed of the engine. The frequency allocation zone, proportional to the engine speed, is limited to r, since with a speed greater than a certain Schrr (almost 20-25% of the nominal value), jc of unacceptable limits of the voltage value of the unused frequency overlaps. the desired signal, and, therefore, the linearity and uniqueness of the output signal is disturbed. This explains the use of the relay element 6, which functions as a function of the magnitude of the rotor voltage and preventing the voltage change taken from the Converter 5, with: a speed greater than Schrr. The voltages of the task () from the output of the converter 5, as well as from the relay element 6, are algebraically added to the adder 7. The resulting voltage is applied to the phase control unit 8 and determines the required opening angle of the thyristors and, therefore, the required motor speed at a given load moment . This ensures the required stiffness of the mechanical characteristics. The selection of a frequency proportional to the engine speed is based on the principle of obtaining the frequency difference between the two signals. The main element of the frequency distribution circuit is the T. transistor, whose collector power supply is rectified rotor voltage (Up). The base of the transistor T is applied to the rectified supply voltage (U) and the blocking bias voltage. At times when Uj-O, the transistor T is closed by a positive bias, and a voltage appears on its collector that is equal to the value of the voltage Up at the same time. Thus, regardless of the state of the thyristors, narrow impulses appear on the collector ;; s with a carrier frequency of 100 Hz and a frequency of amplitude modulation proportional to the speed of the engine. In the future, the scheme provides an increase in the duration of allocated. pulses narrow pulse of negative polarity. its leading edge opens the transistor T and during the transient process, defined by the parameters C, R, discharges the capacitor C. This same pulse charges the previously discharged capacitor Cr. After the pulse C disappears, the value of the voltage, charge (due to the large time of discharge circuit С р Rg, Тз / Т4) before the beginning of the next pulse. The T4 and Tg transistors amplify the voltage of the selected frequency and convert it into rectangular pulses of the same frequency. The voltage component with a frequency of 100 Hz is quenched by the introduction of flexible feedback on the elements Rg, Cj. The frequency multiplying unit 4 is made according to the known frequency doublers scheme, where the multiplication is carried out due to a half-wave rectification of the input differentiated signal. The number of such double frequency gels depends on the required sensor performance. An AC drive comprising a phase-rotor asynchronous motor, an asymmetrical thyristor voltage regulator with a phase control unit, an adder, and a rotation speed feedback sensor, characterized in that, in order to improve reliability, the feedback sensor is rotational speed contains sequentially interconnected blocks of separation, multiplication and frequency conversion of the voltage of the rotor, as well as a relay element connected in parallel with them and a rotor connected to the rings . Sources of information taken into account during the examination 1. Patent NRB number 13559, cl. G 05 D, 1968.

SEW X (r / c