Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока

О П И С А Н И Е (и) 4701049ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических)М. Кл. Н 58 сударственнын комитет вета Министров СССР о делам изобретений 3) УДК 621,313(088.8 и открыт(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОК ного от- динамиИзобретение относится к области автоматики и может применяться в системах автоматического регулирования для широтно-импульсного управления двигателем переменного тока с двумя независимыми или одной дифференциальной обмоткой управления.Известно устройство управления двухфазным асихронным двигателем переменного тока, содержащее предварительный усилитель, выпрямитель, компаратор, генератор пилообразного напряжения, нуль-орган, схемы совпадения, импульсный усилитель мощности с диодами, шунтирующими обмотки управления.В известном устройстве включение диодов, шунтирующих обмотки управления двигателя, устраняет броски напряжения на коллекторе запирающегося силового транзистора. Однако включение диодов, шунтирующих обмотки управления, резко ухудшает динамические свойства двигателя, так как напряжение каждой обмотки управления в ее рабочий полу- период трансформируется в другую обмотку управления и шунтируется в ней диодом, создавая тем самым динамическое торможение двигателя. При этом скорость двигателя уменьшается в 1,7 - 2 раза по сравнению с номинальной.Предложенное устройство от извест личается тем, что с целью улучшения ческих характеристик привода последовательно с каждым диодом, шунтирующим обмотку управления, включен ключ, управляющий вход которого подключен к соответствующему 5 выходу нуль-органа.Указанная схема соединения ключей обеспечивает подключение диода, шунтирующего обмотку управления своего плеча на время рабочего полупериода для данного плеча, что 10 необходимо для устранения выбросов напряжения на обмотке управления в момент выключения силового транзистора. Эта же схема обеспечивает отключение диода, шунтирующего обмотку управления своего плеча, на время 15 нерабочего полупериода для данного плеча,тем самым устраняя явление динамического торможения и предотвращая нерациональные потери мощности. Скорость двигателя становится равной номинальному значению.20 Устройство упр авления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока содержит предварительный усилитель 1, выпрямитель 2, компаратор 3, генератор пилообразного напряжения 4, нуль-орган 5, схемы совпа дения 6, 7, ключи 8, 9, силовые транзисторы10, 11, диоды 12, 13, обмотки управления двигателя 14, 15.Вход нуль-органа 5 соединен с выходомпредварительного усилителя 1, а каждый из 30 парафазных выходов нуль-органа 5 соединен45 50 55 с одним из входов схем совпадений 6, 7, ко вторым входам схем совпадений 6, 7 подключен выход компаратора 3, один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 4, а другой вход компаратора подключен к выходу выпрямителя 2, вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 1.Выход каждой схемы совпадения 6, 7 соединен с базой силового транзистора 10, 11 импульсного усилителя мощности, коллекторной нагрузкой которого является обмотка управления двигателя 14, 15, зашунтированная диодом 12, 13 с последовательно включенным ключом 8, 9, управляющий вход которого соединен с соответствую 1 цим выходом нуль-органа 5.В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала напряжение на выходе предварительного усилителя 1, обоих выходах нуль- органа 5 и на выходе компаратора 3 равно О. При этом на выходе схем совпадений 6, 7 сигнал также отсутствует и силовые транзисторы 10, 11 заперты, ток через обмотки управления 14, 15 равен О.Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока работает следующим образом. Поступающее на вход устройства переменное напряжение усиливается предварительным усилителем 1 и поступает на вход выпрямителя 2. На выходе выпрямителя 2 устанавливается положительное постоянное напряжение, величина которого изменяется пропорционально изменению амплитуды входного сигнала. Напряжение с выпрямителя 2 подается на один вход компаратора. На другой вход компаратора 3 поступает пилообразное напряжение с генератора пилообразного напряжения 4, частота которого установлена в 10 - 15 раз больше, чем частота входного сигнала, Компаратор 3 осуществляет преобразование величины постоянного напряжения с выпрямителя 2 в широтно- модулированный сигнал. Импульсы с компаратора подаются на вход схем совпадения 6, , на другие входы которых поступают импульсы напряжения с парафазных выходов нуль- органа, срабатывающего при переходе входного напряжения через нулевой уровень. На выходе схем совпадений 6, 7 получаются пачки модулированных по длительности импульсов, которые вызывают отпирание соответствую 1 цих силовых транзисторов 10, 11 и протекание тока через нагрузку - обмотки управления 14, 15. Транзисторы 10, 11 отпираются поочередно - в один полупериод входного сигнала транзистор первого плеча импульсного усилителя мощности заперт, а транзистор второго плеча отпирается и запирает 5 10 15 20 25 30 35 40 ся в соответствии с частотой и длительностью импульса широтно-импульсного сигнала, что вызывает соответствующее протекание тока через оомотку управления второго плеча, в другой полупериод заперт транзистор второго плеча, а через обмотку управления первого плеча протекает ток, соответствующий частоте и длителы 10 сти широтно-импульсного сигнала.При изменении величины входного сигнала меняется величина выпрямленного напряжения и длительность импульсов широтно-модулированного сигнала с выхода компаратора, а следовательно, и продолжительность времени и величины тока, протекающего через обмотки управления, в связи с чем изменяется скорость вращения двигателя от 0 (при напряжении с выхода выпрямителя, равном нулю) до номиналы 10 й (при цапря)кении на Выходе выпрямителя, равном амплитуде пилообразного напряжения).В нерабочий полупериод первого плеча (когда транзистор 10 заперт) отрицательное напряжение с нуль-органа 5 держит ключ 8 в запертом состоянии, т. е. обмотка управления 14 откл 1 очена от диода 12 и не происходит шунтирование обмотки управления диодом. В рабочий полупериод для данного плеча ключ 8 отпирается положительным напряжением нуль-органа 5, т. е, обмотка управления 14 шунтируется диодом 12, Во время отпертого состояния транзистора 10 диод 12 заперт обратным напряжением величиной +Е. Когда транзистор 10 запирается, возникающая на обмотке 14 э. д, с. самоиндукции отпирает диод, создавая путь току, вызванному э.д,с. самоиндукции и устраняя броски напряжения на коллекторе запирающегося транзистора 10.Управление ключом 9 и работа второго плеча импульсного усилителя мощности происходят аналогично. Предмет изобретения Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем переменного тока с двумя независимыми или одной дифференциальной обмоткой управления, содержащее предварительный усилитель, выпрямитель, компаратор, генератор пилообразного напряжения, нуль-органы, схемы совпадения, импульсный усилитель мощности с диодами, шуптирую 1 цими обмотку управления, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик привода, последовательно с каждым диодом, шунтируюшим обмотку управления, включен ключ, управляющий вход которого подкл 1 очен к соответствующему выходу нуль-органа.470049 Составитель Ю, АндреевТехред Т. Миронова Корректоры; Е. Давыдкинаи В. Дод Редактор В. фельдман Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2141/1 Изд.780 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5