Гистерезисный электропривод

/34 04 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ КОМУ Св АВТ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 21) 3812355/24-0722) 19,11.8446) 30.0986. Бюп, У 36(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики приТомском институте автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССРВ 530407, кл. Н 02 Р 1/10,Н 02 Р 7/42, 1976,Авторское свидетельство СССРВ 767927, кл. Н 02 Р 5/34,Н 02 Р 7/42, 1980.(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть .использовано для частотного регулированиягистерезисного гироскопическогоэлектропривода с пилообразной модуляцией частоты вращения. Целью изобретения является повьппение стабильности энергетических и электромеханических характеристик электроприво,ЯО 126107 да. Стабилизация характеристик гистерезисного электродвигателя при частотном регулировании достигается засчет стабилизации магнитного состояния ротора электродвигателя путемзадание требуемой вольтсекундной площади намагничивающих импульсов, чтообеспечивается введением в структуруэлектропривода блока умножения 12.Электропривод содержит последовательно соединенные регулятор 4 напряжения и инвертор 1 напряжения, выходкоторого через датчик 8 тока подключен к статорным обмоткам гистерезисного электродвигателя 3. Выход датчика 8 тока через блок 10 сравненияподключен к управляющему входу регулятора 4 напряжения. Ко второму входу бароха 10 сравнения подключен выход задатчика 9 тока. Канал управления ннвертором 1 напряжения содержитпоследовательно соединенные задающийгенератор 5, делитель б частоты ифазорасщепитель 7. Намагничивающиеимпульсы формируются блоком 2 импульсного намагничивания, включенным в1261078 одну из фаз питания электродвигателя 3. Канал управления блоком 2 импульсного намагничивания содержитпоследовательно соединенные блок 11задания параметров намагничивающихимпульсов и блок 12 умножения, второй вход которого подключен к выходурегулятора 4 напряжения, а входы блока 11 соединены с выходами фазорасщепителя 7 и задающего генератора 5.1 з,п, ф-лы., 2 мл.2Изобретение относится к электро параметров намагничивающих импульсов, технике и может быть использовано второй управляющий вход которого соедля частотного регулирования гисте- динен с выходом задающего генераторезисных электроприводов, применяе." ра 5.мых, в частности, в гироскопических 5 Блок 11 задания параметров намагприборах с пилообразной модуляцией ничивающих импульсов (фиг. 2) содеркинетического момента. жит три программируемых счетчика 13 Целью изобретения является повы, четыре КБ-триггера 16-19, три шение стабильности энергетических и элемента 2 И-НЕ 20-22, схему 23 вьщеэлектромеханических характеристик 1( ления заднего фронта импульса намаг" электропривода. ничивания и схему 24 выделения фронНа фиг. 1 приведена Функциональ- тов фазного напряжения, причем выход ная схема гистерезисного электропри- первого элемента 2 И-НЕ 20 подсоедивода, на фиг. 2 - схема блока зЪда- нен к входу первого программируемогоФния параметров намагничивающих им счетчика 13, выход которого связан пульсов. с Я-входом первого КБ-триггера 16 иГистерезисный электропривод содер- К-входом второго КБ-триггера 17, выжит инвертор 1 напряжения, два выход- ход которого подсоединен к первому ных зажима которого непосредственно, входу первого элемента 2 И-НЕ 20, выа третий через блок 2 импульсного 20,ход второго элемента 2 И-НЕ 21 подсоенамагничивания связаны со статорнымн динен к входу второго программируеобмотками гистерезисного электродви- мого счетчика 14, выход которого свягателя 3, силовой вход инвертора 1 зан с К-входом первого КБ-триггера напряжения подключен к выходу регуля и К-входом третьего КБ-триггера тора 4 напряжения, силовой вход кото,18, выход которого подсоединен к перрого снабжен зажимами для подключе- вому входу второго элемента 2 И-НЕ 21, ния к источнику постоянного тока, выход первого КБ-триггера 16 подсоепоследовательно соединенные задающий динен к первому входу третьего элегенератор 5, делитель 6 частоты и Фа- мента 2 И-НЕ 22, выход третьего прозорасщепитель 7, выходы которого нод- ЗО граммируемого счетчика 15 связан с ключены к управляющим входам кивер- Б-входом четвертого КБ-триггера 19, тора 1 напряжения, датчик 8 и задат- выход которого соединен с вторым чик 9 тока статора гистерезисного входом третьего элемента 2 И-НЕ 22, электродвигателя 3, подключенный че- выход схемы 23 вьщеления заднего рез блок 10 сравнения к управляющему З Фронта импульса намагничивания подвходу регулятора 4 напряжения, блок соединен к К-входу четвертого КБ-триг задания параметров намагничиваю- гера 19 объединенные Б-входы второго щих импульсов, первым управляющим и третьего КЯ-триггеров 17, 18 и входом связанный с одним из выходов вход третьего программируемого счетФазорасщепителя 7, блок 12 умноже- а)чика 15 подсоединены к выходу схемы ния, первым входом связанный с выхо выделения фронтов фазного напрядом регулятора 4 напряжения, выхо- жения, вход которой является первым дом - с управляющим входом блока 2 ,управляющим входом блока 11 задания .импульсного намагничивания, а вторым параметров намагничивающиХ импульвходом - с выходом блока 11 задания сов, объединенные вторые входы перблока 12 умножения поступает на блок 2 импульсного нагмагничивания, произ- водящий намагничивание ротора гистерезисного электродвигателя 3.Блок 11 задания параметров намагничивающих импульсов (фиг. 2) работает следующим образом.В начальный момент времени, определяемый передним фронтом сигнала на одном из выходов фазорасщепителя 7, КЯ-триггеры 17 и 18 находятся в сос - тоянии логической единицы, разрешая прохождение высокой частоты задающего, генератора 5 через элементы 2 ИНЕ 20 и 21 на входы программируемых счетчиков 13 и 14. Программируемый счетчик 13 отсчитывает определенное заранее и соответствующее переднему фРонту (фазе о ) импульса намагничивания количество к импульсов задающего генератора 5. Аналогично программируемый счетчик 14 отсчитывает определенное заранее и соответствующее заднему фронту импульса намагничивания количество к димпульсов задающего генератора 5.В момент окончания счета сигнал с выхода программируемого счетчика 13 переводит КЯ-триггер 16 в состояние логической единицы, а КЯ-триггер 17 - в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 13 и происходит перезапись двоичного кода числа к С этого момента времени на выходе КЯ-триггера 16 и на выходе логического элемента 2 И-НЕ 22 начинается формирование импульса намаг-ничивания, а программируемый счетчик 13 опять готов к формированию фазы очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 24 выделения фронтов фазного напряжения. Через время, соответствующее длительностиимпульса намагничивания на выходе программируемого счетчика 14 появляется сигнал, переводящий КЯ-триггеры 16, 18 в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 14 и.происходит перезапись двоичного кода числа к . С этого момента времени на выходе КЯ-триггера 16 и на выходе логического элемента 2 И-НЕ 22 прекращается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик з 1261078вого и второго элементов 2 И-НЕ 20 и21 являются вторым управляющим входом блока 11 задания параметров намагничивающих импульсов, а объединенные выход третьего элемента 2 И-НЕ 522 и вход схемы 23 выделения заднего фронта импульса намагничиваниявыходом блока 11 зад. ния параметровнамагничивающих импульсов.Электропривод работает следующимобразом.Во время частотного регулированияэлектродвигателя 3 сигнал с выходазадающего генератора 5, работающегопо заранее определенной программе, 15через делитель 6 частоты поступаетна вход фазорасщепителя 7, на выходекоторого образуется трехфазная система сигналов управления инвертором1 напряжения. Выходной ток инвертора 1 (электродвигателя 3) стабилизируется при помощи регулятора 4 нап. Ряжения по сигналам датчика 8 токаэлектродвигателя 3 на уровне, определяемом задатчиком 9. При этом неизменному уровню тока соответствуетнеизменный уровень потока сигналовэлектродвигателя 3. Процесс изменения частоты сопровождается формированием намагничивающих импульсов,обеспечивающих перевозбуждение электродвигателя 3 в синхронном режиме работы и в области малых частот скольжения ротора. При этом блок 11 задания параметров намагничивающих им- З 5пульсов формирует в любых режимахработы электропривода импульсы с постоянными относительно фазного напряжения электродвигателя 3 фазой идлительностью, измеряемые в электрических градусах. Кроме того, всегдаподдерживается постоянным отношениечастоты следования намагничивающихимпульсов к частоте напряжения питания электродвигателя 3 (относительная 45частота).Сформированные по частоте, фазеи длительности импульсы нагманичивания поступают на блок 12 умножения,представляющий собой ключ, работающий во время отсутствия намагничивающего импульса на заряд накопителяэлектрической энергии до значения,соответствующего выходному напряжению регулятора 4 напряжения и выполняющей совместно с блоком 11 функциюстабилизации вльтсекундной площадинамагничивающего импульса. Сигнал с78 12 б 10 514 опять готов к формированию заднего фронта (длительности) очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 24 выделения фронтов фазного напряжения. Частота формирования импульсов намагничивания определяется двоичным кодом программируемого счетчика 15, сигнал с выхода которого периодически переводит КБ-триггер 19 в состояние логической едини О цы и разрешает прохождение очередного импульса намагничивания на выход логического элемента 2 И-НЕ 22. После его прохождения схема 23 выделения заднего фронта импульса намагничива ния переводит КБ-триггер 19 в состояние логического нуля . В таком. состоянии КБ-триггер 19 остается до прихода очередного сигнала с выхода программируемого счетчика 15. 20Таким образом, при частотном регулировании гистерезисного электродвигателя с импульсным намагничиванием обеспечивается регулировка абсолютной длительности импульса обратно 25 пропорционально, а его амплитуды - прямо пропорционально частоте вращесния ротора при сохранении фазы и относительной частоты следования импульсов, что позволяет стабилизиро- З 0 вать магнитное состояние ротора, его скольжение, потери в электродвигателе, т.е. электромеханические и энергетические характеристики электро- привода. 35 Формула из обретения 1. Гистерезисный электропривод, содержащий инвертор напряжения, два 40 выходных зажима которого непосредственно, а третий через блок Импульсного намагничивания связаны со статорными обмотками гистерезисного электродвигателя, силовой вход инвертора напряжения подключен к выходу регулятора напряжения, силовой вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику постоянного тока, последовательно соединенные задающий 50 генератор, делитель частоты и фаэорасщепитель, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора напряжения, датчик и задатчик тока статора гистереэисного электродвига теля, подключенные через блок сравнения к управляющему входу регулятора напряжения, блок задания параметров нагманичивающих импульсов, первымуправляющим входом связанный с однимиз выходов фазорасщепителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности энергетическихи электромеханических характеристик,в него введен блок умножения, первымвходом связанный с выходом регуляторанапряжения, выходом - с управляющим.входом блока импульсного намагничивания, а вторым входом - с выходом блока задания параметров намагничивающихимпульсов, второй управляющий входкоторого соединен с выходом задающеГо генератора. 2. Электропривод по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок задания параметров намагничивающих импульсов содержит три программируемых счетчика, четыре КБ-триггера, три элемента 2 И-НЕ, схему выделения заднего фронта импульса намагничивания и схему выделения фронтов фазного напряжения, причем выход первого элемента 2 И-НЕ подсоединен к входу первого программируемого счетчика, выход которого связан с Б-входом первого КБ-триггера и К-входом второго КБ-триггера, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента 2 И-НЕ, выход второго элемента 2 ИНЕ подсоединен к входу второго программируемого счетчика, выход которого связан с К-входом первого КБ- триггера и К-входом третьего КБ-триггера, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента 2 И-НЕ, выход первого КЯ-триггера подсоединен к первому входу третьего элемента 2 И-НЕ, выход третьего программируемого счетчика связан с Б-входом четвертого КБ-триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2 И-НЕ, выход схемы выделения заднего фронта импульса намагничивания подсоединен к К-входу четвертого КБ-триггера, объединенные Б-входы второго и третьего КБ-триггеров и вход третьего программируемого счетчика подсоединены к выходу схемы выделения фронтов фазного напряжения, вход которой является первым управляющим входом блока задания параметров намагничивающих импульсов, объединенные вторые входы первого ивгорого элементов 2 И-НЕ являются вторым управляющим входом блока задания пара1261078 метров намагничивающих импупьсов, аобъединенные выход третьего элемента 2 И-НЕ и вход схемы выделения задСоставитель С.ПозднуховТехред М.Ходанич Коррект актор М.Недолуженк имокосов 1 Подписнокомитета СССРи открытийувская наб., д. 4/5 Заказ 5242/ Тираж Ьтвенного бретений ж-З 5, Р графическое предприятие, г. Ужгород,ул.ПроектнаяПроизволственк ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москвнего фронта импульса намагничивания - ,выходом блока задания параметров намагничивающих импульсов.