Устройство для формирования опорных сигналов управления синхронным двигателем

13 19225 Б = К созе( ЫБ = К зп Ц где КИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с частотно-токовым управлением синхронным двигателем в ,случаях, когда возможно реализовать электронный датчик двойного угла поворота продольной оси ротора двигателя, а электромеханический датчик одинарного угла поворота этой оси разместить невозможно. 10Цель изобретения - повышение точности формирования опорных сигналов.- масштабный коэффициент;- угол, характеризующий угловое положение продольной оси синхронного двигателя, управление которым необходимо осуществлять.Сам по себе генератор 3 может сформировать только сигналыНа чертеже изображена структурнаясхема устройства для формирования 15опорных сигналов,Устройство содержит датчик 1 двойного угла поворота продольной осиротора синхронного двигателя с выходами синусоидального и косинусоидального напряжений, датчик 2 фазных ЭДС, генератор 3 частоты с входами управления, с входами коррекциии с выходами синусоидального и косинусоидального напряжений, блоки 4-6 25умножений, масштабный усилительсумматор 8 с суммирующим и вычитающим входами, блок 9 преобразованияфазных составляющих с двумя парамивходов, выход которого подключен к 30входу управления генератора 3. Выходы датчика 2 фазных ЭДС соединены свходами коррекции генератора 3, выход синусоидального напряжения которого подключен к входам блока 4 умножения и к одному из входов блока6 умножения, другой вход которогосоединен с выходом косинусоидального напряжения генератора 3. Выходкосинусоидального напряжения генератора 3 подключен также к входам блока 5 умножения, выход которого соединен с суммирующим входом сумматора8, вычитающий вход которого соединенс выходом блока 4 умножения. Выходблока 6 умножения через масштабныйусилитель 7 и выход сумматора 8 подключены к одной паре входов блока 9,другая пара входов которого соединена с выходами датчика 1 двойного угла поворота. Входами устройства вцелом являются входы датчиков 1 и 2,а выходами - выходы синусоидальногои косинусоидального напряжений генератора 3. 55Устройство работает следующим образом.Гненератор 3 должен формироватьсигналыБ= К соя= К зп 4где.у - некоторый произвольный аргумент,Информация, которая должна воздействовать на генератор 3 с целью изменения аргумента Ы до значения угла Ы поворота ротора синхронной машины, поступает на входы управления и коррекций генератора 3. На входы коррекции поступают фазные ЭДС синхронного двигателя, наводимые продольным потокосцеплением ротора.Эти ЭДС поступают с выходов датчика 2Е = - с К з 3.п Ы Ы(3)Е = с сов Ыгде Ы - частота вращения ротора синхронного двигателя,Датчик 2 фазных ЭДС в одном из распространенных на практике вариантов представляет собой многофазную измерительную обмотку, размещенную в пазах синхронного двигателя. Число фаз измерительной обмотки может быть два, три и более.Для конкретности и простоты изложения на чертеже датчик 2 имеет два выхода и подразумевается, что он содержит двухфазную измерительную обмотку. Соответственно подразумевается и двухфазное исполнение генератора 3 с двумя входами коррекции так что число фаз генератора 3 не является принципиальным для работоспособности предлагаемого устройства.На вход управления генератора 3 поступает сигнал дЮ в виде постоянного напряжения, которое определяет выходную частоту Ы генератора. Если аргумент с напряжений Б и Б" на(5)55 3выходах генератора не равен требуемому углу л, то воздействуя сигналом Д 0 управления на вход управления, изменяют частоту о генератора и тем самым изменяют и сам аргументдо тех пор, пока он не станет равным углу Ы, Воздействуя на генератор 3 по входу управления, решают задачу управления аргументом о в статических режимах работы (установка начальО ных значений напряжений на интеграторах генератора) и в режимах с малыми частотами Ы, пока величины фазных ЭДС малы. Начиная с некоторых частот вращения Ы, когда величины 15 ЭДС становятся больше величины зоны нечувствительности фазных интеграторов генератора 3, фазные ЭДС, поступая на входы коррекции генератора 3 и интегрируясь фазными интегра О торами генератора, обеспечивают формирование выходных напряжений генератора 3 опорных сигналов в соответствии с требуемым углом , это происходит потому, что фазные ЭДС со держат информацию о требуемом угле Ы.С учетом рассмотренной работы генератора 3 можно сказать, что узлы 1,4,5-9 предназначены для формирования сигнала дУ управления. В сово купности с генератором 3 эти узлы образуют электронную следящую систему, при этом датчик 1 играет роль задающего устройства, узлы 4-8 выполняют роль датчика сигналов обрат ной связи, блок 9 выполняет роль узла сравнения (дискриминатора), а сам генератор 3 играет роль исполнительного устройства.Так как датчик 1 (задающее уст ройство) формирует информацию о двойном угле с и на его выходах имеем где К 1, - масштабный коэффициент,то и узлы 4-8 (играющие роль датчика сигналов обратной связи) должны 5 Оформировать сигналы из сигналов генератора 3. Принимая во внимание то, что на выходах генератора 3 имеем напряжения т и Н 25будем иметь на выходе блока умножения 4 на выходе блока умножения 5 на выходе блока умножения 6У = К япсоя Ы =я 1 п 2 ос (8)г + К, ю Напряжение Б поступает на суммирующий вход сумматора 8, а Б- на вычитающий вход, при этом на выходе сумматора 8 имеем Б = К(сояо" - яхп) 2= К соя 21 = Кпсоя 2 Ы,выходе масштабного усилителявход которого поступает напряБ , имеем У = К я 1 п 2 Ы = К яп 2 о(10) где К = КНапряжения Б ", и Бявляются фазными составляющими вектора, по которым можно определить аргументгенератора 3.Пара напряжений Н и 11 на выходе датчика 1 образует фазные составляющие вектора задания, определяющего угол поворота ( ротора. Напряжения Н, Би Б, Б поступают на входы преобразователя 9 фазных составляющих,выполняющего роль фазового .дискриминатора - устройства, выявляющего разность 2 - 2 Ы = 2(Ы- л) = 2 дс На выходе устройства 9 появляетсясигнал.где К- масштабный коэффициент.В преобразователе 9 выходной сигнал ЬБ формируется в соответствии со следующим выражением: йП= яп 2 л соя 2 о - яп 2 Ы" соя 2 ы = яп(2 Ы - 2 о+)" 2(с -о.+) = 2 йа (12)Заказ 2526/53 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4 5Как уже говорилось,ДБ воздействует на частоту д генератора 3 и изменяет ее до тех пор, пока аргумент с не станет равным углу поворота с,Таким образом, как в статических, так и в динамических режимах работы устройство обеспечивает формирование на выходах генератора 3 фазных напряжений, аргумент которых оказывается рЗвййм углу о поворота ротора, Повы шение формирования опорных сигналов (фазных напряжений на выходе генератора 3) достигается за счет того, что в устройстве применены аналоговые блоки: генератор, умножители, сумма тор и т,д. При этом выходные напряжения генератора 3 на основе интеграторов являются плавно меняющимися величинами, что и определяет плавность, непрерывность, а следователь но, и повышенную точность выходных опорных напряжений (сигналов) устройства. Формула изобретения Устройство для формирования опорных сигналов управления синхронным двигателем, содержащее датчик двойного угла поворота продольной оси ротора с выходами напряжения синусоидальной 30 и косинусоидальной формы, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования опорных сигналов, введены датчик фазных ЭДС,генератор частоты с входом управления, входами коррекции и с выходаминапряжения синусоидальной,и косинусоидальной формы, три блока умножения,масштабный усилитель, сумматор с суммирующим и вычитающим входами и блокпреобразования фазных составляющихс двумя парами входов, выход которого подключен ко входу управления гене-ратора частоты, к входам коррекциикоторого подсоединены выходы датчикафазных ЭДС, выход напряжения синусоидальной формы генератора частотысоединен с входами первого блока умножения и с одним из входов второгоблока умножения, другой вход которого и входы третьего блока умножениясоединены с выходом напряжения косинусоидальной формы генератора частоты, выход первого блока умноженияподключен к вычитающему входу сумматора, к суммирующему входу которогоподключен выход третьего блока умножения, выход второго блока умножения подключен ко входу масштабногоусилителя, выход которого и выходсумматора соединены с одной паройвходов блока преобразования фазныхсоставляющих, к другой паре входовкоторого подключены выходы датчикадвойного угла поворота продольнойоси ротора.