Устройство для управления электро-двигателем переменного toka

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическикРеспублик 11813653(51) М К 1 Э Н 02 Р 7/42 Государственный комнтет по делам нзобретеннй н открытнй(72) Автор изобретен реит вител рдена Трудового Красного Знамени экспе исследовательский институт металлор(54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ч ется сложностью схемы и содержит больш е количество усилителей.Наиболее близким к предложенному является устройство для управления электродвигателем переменного тока, содержащее преобразователь частоты в цепи статора электродвигателя, генератор напряжения несущей частоты, блок автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигнала, входом подключенный к выходным зажимам электродвигателя, формирователь импульсов управления силовыми ключами преобразователя частоты и генератор синусоидальных сигналов, составленный из формирователя амплитуды импульсов, выполненного в виде многоканального аналогового коммутатора, двух одноканальных аналоговых коммутаторов полупериодов выходной частоты и распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом блока автоматического регулирования, а выходы соединены с цифровыми входами одноканальных коммутаторов и формирователя амплитуды импульсов, выходы которого связаны через весовые резисторы с входом суммирующего операционИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводом, преимущественно с частотным управлением.Известно устройство для управления электродвигателем, содержащее генератор пилообразного напряжения, формирователь импульсов силовых ключей преобразователя частоты с релейным операционным усилителем на входе, блок автоматического регулирования и генератор синусоидальных сигналов, включающий операционный усилитель, выходной сигнал которого аппроксимирован прямоугольноступенчатой кривой. Амплитуда синусоидального сигнала задается управляющим сигналом напряжения электродвигателя из блока автоматического регулирования, Генератор синусоидальных сигналов включает также. распределитель импульсов, формирователь амплитуды импульсов и весовые резисторы 11) .Однако распределитель импульсов выдает систему парных импульсов, количество которых равно числу шагов аппроксимации на периоде выходной частоты, деленному на два. Такое устройство управления отлиТГ ТН 1.й, л: им нтальмьтймаучнс- жх пптх-ттзтткои - - - -- "шцо усилителя, ко входу которого подкл 10- чсц гсцсратор напряжения несушей частоты, Рсспрслслитсль импульсов формирует парцыс импульсы, число кс)горых равцс коли 1 сств( шагс)в за полупсриол ВЬ 1 холцой част)ты, лелецному на лва. На вы.соле суммируюцего операционного усилителя образует- С и Ц С .,1 С,10 В 3 ТС,1 Ы 10 СТ Ь ОЛ 1 0 П ОЛ 5 Р Н Ы Х П ОЛ М- цсриодоВ синусоида,1 ьного сиГнала, которая через лва коммутатора поступает на прямойинверсный входы инвсртируюсцего усилителя. Гутсм поочередного открывания этих кс)ммутаторов в положительном и отрицатсл)июм цолуцериодах Выходной частоты на ВЬ 1 холс И 11 вертирук)цегс) усилителя форм црх етс 51 лВмхцогярный с 51 н( сои;3 ьный сцгцал 2.Однако наличие инвертирующих усилителей и релейных усилителей усложняет схему устройства и увеличивает нестабильность его работы и несимметричность трехфазного синусоилального сигнала цо фазам и цолуцериолам. Указанное выше приводит к и с кже ц и ю с и ну сО и Ла 51 ь но 0 и 3 ц р 51 к с. ц и я : тока преобразователя частоты, а в результатек 1 ювыгцецию нагрева и неравномер 1 ц)стц вр 31 цс)гия электродвигателя.ельк) изобретения является упрощение ;1 повышение стабильности выходного цацрякения устройства.Указанная цель достигается тем, что цепь фо ( и Рова ни 51 У п 1)3 ВлЯюшеГО си 1 нала Выполнена ца последовательно соединенных Оцс.ряццонных усиг 1 итсл 51 х, выходы ОднО- канальных кс)ммутаторов объединены и подклю сцы к ана.1 оговому входу формировате- ,151 3 мигитх,ы и Гч Мл ьсОВ, к 3 на,:10 ГО Вы м Входам Одноканальных коммутатс)ров подсоединены соответствсч 1 но Выходы указанцы.( Операционных усилителей цепи формировацця управлякшего сигнала.11 а чертеже прелставлеца структурная схема устройства лля управления электродвигателем переменного тока.Устройство содержит генератор напряжения несущей частоты 1, формирователь 2 импульсов силовых ключей преобразователя 3 частоты, блок 4 автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигналаи генератор 5 синусоидальных сигналов (условно показан в однофазном исполнении). Генератор 5 состоит из распреде. лителя 6 импульсов, выходы которого соединены с цифровыми входами формирователя 7 амплитуды импульсов и одноканальных коммутаторов 8 и 9 полупериодов, 1( аналоговому входу формирователя 7 подключен обьединсцный выход коммутаторов 8 и 9, к аналоговым вхс)дам которых подсоединены соответственно выходы последовательно соединенных усилителей 10 и 1 цепи формирования управляюшего сигналаэлектродвигателя 12. Весовые резисторы 13 соединяют выходы фомироватегя 9 и вход суммируюшего (лля генератора 5) и релей 50 55 10 15 20 25 30 35 40 45 НОГО (д,я фо,)мироВатс.ГЛН 7) Оцс.рациоцн 010 усилителя 14, который подключен также к выходу 1 енератора напряжения цсс(шей частоты 1. Вход распредсгцпеля 6 импульсов соединен с выходом усилителя 15 цсц;1 формирования управляюнего си. 1 астоты 1 б)ока 4Устройство работал следуюцсц, и Образом, Для управления инвертором, входящим в состав преобразователя частоты, по методу цсиротно-импульсной модуляции формирователь 2 импульсов образует импульсы управления на несущей частоте, ширина которых модулируется по синусоидальному закону. Зто форгмирс)ванне происхол п путем сравнения синусоилального сигнала генератора 5 с пилообразным напряжениеи гецера гора напряжения несущей частоты 1, частота которого равна несущей на входе релейного усилителя 14. Выхо 1 ные импульсы у силителя 14 поступают ца преобразователь частоты. Лмплит,ла и ч)стслс ге 1 ератора 5 задак)т напряжение и частоту цреобразователо 3 частоты.На каждый цифр)вой вход формирователя 7 из первой гру.пы выколов расцрелелителя 6 поступает пара имцульсоц, ссвазировацных симметрич)го с)тцоситслсцо точек максимума синусоиды и сс)сл Ветству юших се равным по молу,по орлицатам. 01 исло каналов гп соедине 11 пя распредели геля 6 и формирователя 7 равно частота (казанной выше последовательности импульсов превышает в 2 раза Выходцу)о, .1 лительность импульсов равна - , гле К - число шаговкаппроксимаци:1, Т - период выходной частоты. сазр 01)ка указанной Выше пары им - пульсов и значение соотвстствук)снего резистора 13 связаны и Определяют кооплинаты уцрямоугольно-стуцецчаОй кривой на Выходе ус кителя 14. Амплитуда кривой равна (1, и частота определяется сигналом 1), блока 4. На аналоговый Вход формирователя 7 поступает лвухг 05 ярцый управляюсций сцп 1 ал напряжения:1 а Выходной частоте. Ноэтому каждый каны формирователя 7 пропускает полож)псльный сигнал ца одном цолуцериоле, и в течение лруого отрицательный сигнал (в соответствии с интервалом Времени Входных импульсов) . В результате усилитсль 14 формирует двух- полярную квазисинусоилальцую криву 0. Двухполярный управлявший сигнал образуется на обьединснном Выходе коммутаторов 1 и)луцериодов 8 и 9, на цифровые вхолы которых со второй руины Вь 1 холов распределителя 6 импульсов приходит лва импульса ца выходной частоте длительностью 180, сдвинутые между собой на 180, и определяющие положительный и отрицательный полупериолы синусоиды данной фазы, а на аналоговые входы коммутаторов полупериодов 8 и 9 с выходов усилителей 10 и1 цепи формирования уцравляк)ше:0сигнала поступают управляющие сигналы - Г)- и 0.Цепь блока автоматического регулирования иногда проецируется с сигналом инверсным выходному, который используется в данном устройстве, Если указанная цепь не содержит инверсный управляющий сигна., то в устройство встраивается дополнительный инвертирующий усилитель (один на все устройство).10Благодаря указанной схеме устройства управления оно упрощается (исключаются три инвертирующих усилителя их трехфазного генератора синусоидальных сигналов). Формула изобретенияУстройство для управления электродвигателем переменного тока, содержащее преобразователь частоты в цепи статора электродвигателя, генератор напряжения несущей частоты, блок автоматического регулирования с цепью формирования управляющего сигнала, входом подключенный к выходным зажимам электродвигателя, формирователь импульсов управления силовыми ключами преобразователя частоты и генератор синусоидальных сигналов, составленный из формирователя амплитуды импульсов, выполненного в виде многоканального аналогового коммутатора, двух одноканальных аналоговых коммутаторов полупериодов ,ыходнойчастоты и распределителя импульсов, входкоторого соединен с выходом блока автоматического регулирования, а выходы соединены с цифровыми входами одноканалыгыхкоммутаторов и формирователя амплитудыимпульсов, выходы которого связаны черезвесовые резисторы с входом суммируюшегооперационного силителя, ко входу которогоподключен ге ратор напряжения несушейчастоты, отли,аюигееся тем, что, с цельюупрошения и повышения стабильности выходного напряжения устройства, цепь формирования управляюшего сигнала выполнена на последовательно соединенных операционных усилителях, выходы одноканальных коммутаторов объединены и подключенык аналоговому входу формирователя амплитуды импульсов, к аналоговым входам одноканальных коммутаторов подключенысоответственно выходы указанных операционных усилителей цепи формирования управляюшего сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Обухов С. Г. и Рогулин А. Ч. Цифровая система управления инвертором с широтно-импульсным модулятором. Г 1 рименение тиристорных преобразователей в электроэнергетике. Труды совещания. Вып. 1, М.,1972.2. Автоматизированный электропривод.Экспресс-информация. 1977, М 4, реф. 13.Тех Ти ВНИИПИ Государ по делам изо13035, Москва, Ж Филиал ППП Патент