Устройство управления асинхронным двухфазним двигателем

О П И С А Н И Е (1 ц 517127ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву 22) Заявлено 03.12.74 (21) 2080559/ 1. КлН 02 Р 7/5 аявки-с присоединен осударстаенныи комит Совета Министроа ССС оо делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 05,06,76, Бюллетень 2 (45) Дата опубликования описания 05,07,77) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВУХФАЗНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Изобре тение оленияпри п осится к области автоматичесможет быть использовано, в селии усилителей следящих за счет того, что в схему щего сигнала устройства двухфазным двигателем мирователь импульсов и миров ение Ооп кого управ ичастности острсистем,Известно устройство для управления асинхронным двухфазным двигателем, содержащее схему формирования управляющего сигнала, состоящую из последовательно соединенных предварительного усилителя, выпрямителя, компаратора, ко входу которого подключен генератор пилообразного напряжения, а к выходу через схемы совпадения - двухтактный ключевой усилитель мощности, Выход предварительного усилителя через нуль-орган соединен с другими входами схем совпадения.Недостатком известного устройства является большой уровень импульсных помех, возникающих в моменты коммутации индуктивной нагрузки, Помехи, возникающие за счет бросков токов и напряжений в ключевом усилителе мощности, наводятся ва входы предварительного усилителя и явля. ются соизмеримыми или превышающими в несколько раз напряжение входного сигнала,Кроме того, при работе от индуктивных датчиков во входном сигнале обычно присутствуют помехи в виде высших гармоник и квадратурной составляющей, которая может значительно превышатьполезный сигнал, Эти помехи приводят к искажению закона управления двигателем.Целью изобретения является повышение поме 5 хоустойчивости системы.Эта цель достигаетсяформирования управляюуправления асинхроннымвведены фиксатор, фор10 сумматор,Влияние кводратурной составляющей и выспихгармоник сведено к минимуму за счет того, чтовходное напряжетите фиксируется (запоминается вмоменты времени, соответствующие миевемуму1 указанных помех и максимуму полезного сигнала.Влияние импульсных помех от компаратора иключевого усилителя мощности (наводящихся пофронтам импульсов) исключено разнесением вовремеви момента фиксирования входного напряже 20 ния и моментов фор ания широтно-импульсного сигнала,На фиг.1 приведена функциональная схемаописываемого устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы, иллюстрирующие работу устройства,М где: а) опорное напряж б) напряжениеполезного сигнала Осигн, напряжение квадратурнойсоставляющей Оке, импульсные помехи от ключевого усилителя мощности, наводимые на вход устройства Онав, в) напряжение на выходе формирователя импульсов Оформ напряжение на выходефиксатора Офикс, напряжение на выходе сумма.тора Осумм, г) напряжение навыходекомпаратораОкомп д) напряжение на управляющей обмоткедвигателя Ообм; ж) ток в управляющей обмоткедвигателЯ 1,обм; з) ток чеРез ключевой Усилительмощности Экл.Устройство содержит ключевой усилитель мощности 1, питающий обмотку управления двигателя исхему формирования управляющего сигнала, состоящую из компаратора 2, предварительного уси.лителя 3, выпрямителя 4, фиксатора 5, формирователя б и сумматора 7,Управляющий вход фиксатора 5 соединен свыходом формирователя импульсов б, а выходчерез усилитель 3 - с одним входом компарато.ра 2, другой вход которого соединен через сумматор 7 с выходами формирователя импульсов б ивыпрямителя 4, а выход - со входом усилителямощности 1.Устройство работает следующим образом,Входное напряжение, находящееся в фазе или впротивофазе с опорным напряжением, т.е. с напряжением сети (фиг, 2 а,б) подается на вход фиксатора 5. Формирователь импульсов б вырабатываетимпульсы, привязанные по фазе к вершинам синусоиды опорного напряжения (фиг. 2,в),Формирователь импульсов выполнен в видефазосдвигающей цепочки и порогового устройства.В моменты поступления импульсов на управляющий вход фиксатора 5 последний фиксирует(запоминает) текущее значение входного напряжения. Диаграмма напряжения на выходе фиксатора 5 Офикс показана на фиг, 2,г.Как видно.из фиг. 2,б-в, запоминание входногонапряжения происходит в моменты экстремумовгармоники полезного сигнала Осигн. В эти жемоменты напряжение квадратурной составляющейОкв минимально, Минимально и напряжение четныхвысших гармоник (на диаграмме не показано), Приэтом среднее значение напряжения Окв за время,соответствующее длительности импульса, равнонулю.Таким образом, напряжение на выходе фиксатора 5 соответствует амплитуде гармоники полезного сигнала независимо от наличия и уровня помехот квадратурной составляющей и высших (четных)гармоник, Напряжение Офикс усиливается усилителем 3 и подается на вход компаратора 2. На другойвход компаратора 2 подается опорное напряжениевыпрямленное выпрямителем 4 и просуммированное с напряжением Оформ формирователя импульсов б, Диаграмма напряжения на выходе сумматораО сумм показана на фиг, 2, г.В результате сравнения напряжений на входахкомпаратора на выходе последнего возникают импульсы, ширина которых определяется амплитудойнапряжения Офикс, а следовательно, амплитудойполезного сигнала (фиг. 2, д), Ввиду того, что присамом большом сигнале напряжение на выходеусилителя 3 не превышает амплитуды напряженияОсумм, длительность импульса на выходе компаратора не превышает тмак с.Таким образом, при изменении амплитудывходного напряжения от нуля до максимального10 значения ширина импульсов т на зыходе компаратора меняется соответственно от нуля дот1; , = - - с, где Т - период входногонапряжения (и соответственно период сети), тф -длительность импульса на выходе формирователя1 Ь импульсов б, Напряжение Оком с выхода компаратора 2 подается на усилитель мощности 1.Параллельно управляющей обмотке двигателявключен резонансный конденсатор 8. Так как им.пульсы с выхода компаратора имеют частоту сети,20 то они приводят в ударное возбуждение контур 9,8, В результате в обмотке управления возникаетсинусоидальный ток с частотой сети. Экспериментально снятые диаграммы тока и напряжения наобмотке показаны на фиг. 2,е-ж.25 Амплитуда тока в обмотке управления определяется шириной импульсов т на выходе компаратора и меняется от нуля до 3 макс при изменении тот нуля до тмакс.Напряжение на управляющей обмотке сдвинуто30 по фазе относительно напряжения сети на 90,поэтому отпадает необходимость установки фазосдвигающего конденсатора в цепи обмотки возбуждения,. Из фиг. 2, з видно, что ток через усилительмощности 1 (ток потребления) проходит толькоЗЬ при наличии широтно - импульсного сигнала,За счет компенсации реактивной составляющеймощности путем создания резонанса достигаетсявысокая экономичность усилителя мощности.Устройство защищено также от воздействия40 собственных помех, так как напряжение помех откомпаратора и усилителя мощности 1, наводимоена вход устройства - Опав, сдвинуто по фазеотносительно моментов фиксирования входногосигнала (фиг. 2, б,д),4 Ь Совпадение моментов фиксирования и работыкомпаратора невозможно за счет ограничения ширины импульсов,При изменении фазы входного напряжения на180 соответственно меняется фаза напряженийОфикс, Окомп и Ообм Направление вращениядвигателя изменяется.Таким образом, схема обеспечивает реверсивное управление двигателем в широком диапазонескоростей.ЬЬФормула изобретения Устройство для управления двухфазным асин.хронным двигателем, содержаьее ключевой усили тель мощности, питающий обмотку упоавления517127 двигателя, и схему формирования управляющего сигнала, состоящую из компаратора, предваритель. ного усилителя и выпрямителя, отличающееся тем, что с целью повышения помехоустойчи. вости системы, в схему формирования управляющего сигнала введены фиксатор, формирователь импульсов и сумматор; при этом управляющий 6вход фиксатора соединен с выходом формирователя импульсов, а выход через предварительный усилитель подсоединен к одному входу компаратора, другой вход которого соединен через сумматор с выходами формирователя импульсов и выпрямителя, а выход - со входом ключевого усилителя мощности.517127 орм г фком Составитель Т. ВаснльеТехред И, Асталош Редактор Л. Утехин оррект лер аказ 743/16 Подписное Министров СССР,4 Тираж 874 НИИПИ Государственного комитета Совета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5