Устройство для управления двигателем переменного тока

1272461 РЕСП Р 742 КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ НИЯ ючен у-ль 3 фаого соединены 2. К Д 2 под ков, входы к ходами блока выпрямителей блока 4 подк опорный вход мирователя 5 ство со е жн ехничеслевский, Л. Рояк о СССР1980.СССР1981.НИЯ ДВИнусощального частоты 8, пе числа фаз, вы к ДП 1. Выход тельно соедин импульсов, упр 11 частоты, ф ле разо к инфотеля 55 соеди альныхизации упк и асинполнит с блок жения. иство со- П) 1, усателя (Д) СОЮЭ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ(71) Новосибирский электрокий институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относитсятротехнике, Целью изобретеляется расширение функционвозможностей за счет органравления как синхронным, тхронным двигателями. Устродержит датчик положения (Дтанавливаемый на валу двиг 4 фазочувствительныхИнформационный входлючен к выходу ДП 1, аблока 4 - к выходу форамплитуды тока, Устройд р т также последовательдиненный генератор (Г) 7 синапряжения, делительрвый преобразователь 9ход к-рого подключенГ 7 через последоваенные формирователь 10авляемый делитель (УД)ильтр 13, второй преатель 14 числа фаз подключен мационному входу формироваОпорные входы формирователя иены с блоком задания 6, Дольный вход УД 11 соединен м 12 задания частоты сколь 2 ил,Изобретение относится к электротехнике, а именно к частотно-управляемым электроприводам, и может бытьиспользовано для управления синхронным и асинхронным двигателями в системах и механизмах различного промышленного назначения,Целью изобретения является расширение области применения за счетиспользования устройства для управления как синхронным, так и асинхронным двигателями.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управления двигателем переменного тока,на фиг.2 - схема управляемого делителя частоты.Устройство для управления двигателем переменного тока содержитдатчик 1 положения (ДП) ротора(фиг,1), предназначенный для установки на валу двигателя (Д) 2 переменного тока, усилитель 3 фазных токов (УФТ), блок 4 фазочувствительных выпрямителей (БФЧВ) с информационными и опорным входами, формирователь 5 амплитуды тока (ФАТ) с информационными и опорными входами,блок 6 задания (БЗ) составляющих тока, генератор (Г) 7 синусоидальногонапряжения, последовательно соединенные делитель 8 частоты (ДЧ) ипервый преобразователь 9 числа фаз(ПЧФ), При этом выходы БФЧВ 4 подключены к входам УФТ 3, а информационные входы - к выходам ФАТ 5,информационные входы которого подключены к выходам БЗ 6, выход Г 7подключен к входу ДЧ 8 и связан сопорными входами ФАТ 5. Выходы первого ПЧФ 9 подключены к входам ДП 1ротора, выход которого подключен копорному входу БФЧВ 4. В устройство, кроме того, введены формирователь 10 импульсов (ФИ), управляемый делитель 11 частоты (УДЧ) с основным и дополнительным входами, блок 12 задания частоты скольжения (БЗЧС), фильтр 13 и второй преобразователь 14 числа фаз (ПЧФ), При этом вход ФИ 10 подключен к выходу Г 7, а выход - к основному входу УДЧ 11, дополнительный вход которого подключен к выходу БЗЧС 12, а выход УДЧ 11 соединен с входом фильтра 13, подключенного выходом к входу второго ПЧФ 14, выходы которого подключены к опорным входам ФАТ 5,В качестве ДП 1 могут использоваться серийно выпускаемые двухполюсные датчики положения типа вращающегося трансформатора или сель- сина.УФТ 3 представляет собой щ транзисторных или тиристорных преобразователей напряжения (ш - число фазД 2), каждый из которых охвачен жесткой отрицательной обратной связьюпо выходному току. БФЧВ 4 состоитиз ш известных элементов выборки ихранения.ФАТ 5 выполнен по известной схеме координатного преобразователя,содержащего умножители и сумматоры,БЗ 6 в простейшем случае содержитделители напряжений на резисторах.ДЧ 8 может быть выполнен на основе автогенератора синхронизируемого на субгармонике входного сиг 25ПЧФ 9 и 14 состоят из необходимого числа фазовращателей для получения требуемых многофазных системнапряжений на выходах и могут бытьвыполнены на операционных усилителях.УДЧ 11 содержитпоследовательно соединенных ДЧ 15-15+ (фиг.2)с переменным коэффициентом деленияи Т-триггер (Т) 16, выполненные насчетчиках. Вход С 1 ДЧ 15 образует основной вход УДЧ 11, а выход триггера Т 16 - выход УДЧ 11. Входы Ч -Ч11 1 гДЧ 15-15+д образуют дополнительныйвход УДЧ 11.БЗЧС 12 может быть выполнен наоснове аналого-цифрового преобразователя, преобразующего сигнал с резисторного делителя напряжения,Устройство для управления двига 45телем переменного тока работает сле"дующим образом,Обмотка статора Д 2 (в качествекоторого используется синхронныйили асинхронный двигатель, многополюсный или с электромагнитной редукцией) питается токами от УФТ 3. Навалу Д 2 установлен ДП 1, ОбмоткиД 2 выполнены двухфазными (в общемслучае ш-фазными). Г 7 вырабатываетсинусоидальное напряжение частотойГ., которое поступает на вход ДЧ 8и на вход ФИ 10. С выхода ДЧ 8 синусоидальный сигнал частотой Г =Г /1 с(К - целочисленный коэффиЦИЛ 7 т"8деления ДЧ 8) поступает на вход ПЧФ 9, который формирует на своем выходе многофазную систему синусоидальных напряжений частотой Г, требуемую для работы ДП 1 в режиме фазовращателя, При этом выходное напряжение ДП 1 определяется выражением(1) 10 Б = Бп 2 ПГ е + Б соз 2 ЯГ е; (7) ББ з 1 п ай гДе й, ГзфЕ .- частота вращения ротора ДП 1.С выхода ФИ 10 импульсное напряжение, имеющее частоту Г ,поступает на основной вход УДЧ 11, на дополнительный вход которого поступает код числа И с выхода БЗЧС 12. ПричемФй20 где Я в , фиксированное число,и = 0 +1 2 эф + и иакс .25Частота Е напряжения на выходеУДЧ 11 определяется выражением у Дп т1 о+,дим 21 М 21 М 21 М(8) 50 Фильтр 13 выделяет первую гармо,нику выходного напряжения УДЧ 11,из которой на выходах ПЧФ 14 формируется двухфазная система синусоидальных напряжений:55 Б = Б 81 п 2 ЕГ мх и ц Б = Б соз 2%К с.,и м 1(9) где р - число пар полюсов Д 2При этом Эти напряжения поступают на опорные входы ФАТ 5, на информационные входы которого поступают напряжения Б и Б задания продольной и поперечной составляющих тока Д 2. На выходах ФАТ 5 формируются напряжения вида Б = Б соз 2111 с - Б зхп 2 Мй С "(6) Напряжения Б и Б 5 поступают на ин 5 Хформационные входы БФЧВ 4, который в моменты времени С смены знака напряжения Б 1 на его опорном входе с отрицательного на положительный осуществляет выборку величин напряжений Б 5 и Би сохраняет эти значения до следующего с , момента выК+1борки, формируя на своих выходах напряжения Б, И) и Б (е), задающие токи в обмотках двигателя. В ражения для Б 4 к(Ск) иБ 4 Р(Ск) можно получить, подставляя в выражения (6) ив качестве аргумента С величину временного сдвигаК напряжений Б; и Б, или Б и Б соответствующую моменту вй 1 орки, ко. торая изменяется от О при 1=О до 1 Опри = , где 1, - число выборки формирующих найряженийБй) и Б,вЧастота Г выбирается такой,чтобы выполнялись соответствия Ев Е . Г й (ГЬР Максф Я с макс ( ЬР макс ф Е - максимальная частота врас максщения ротора двигателя и максимальная заданная частота скольжения). При этом соотношение частот Е, и ГИ ф приблизительно равняется р - целому числу пар полюсов двигателя (см. выражения (1) и (5, т.е. в период напряжения Б укладывается приблизительно р периодов напряжения БдилиБ . Временной сдвиг ссоответствующий Е-му моменту выборки, определяется выражением Знак (+) в выражении (8) соответствует соотношению 1/Гр/Г , знак (-) - соотношению 1/Г,р/ГВыражение (5) для Е при подстановке Г из уравнения (1) имеет вид12724615После подстановки величины С из выражения (8) в качестве аргументав уравнения (6) и (7) и преобразования выражений с учетом выражения (9) величины О, И ) и О, ( ) имеют 54 д. кквид нием частоты вращения ротора двигателя и числа пар полюсов двигателя. Таким образом, введение в устройство для управления двигателем переменного тока формирователя импульсов, управляемого делителя частоты с основным и дополнительным входами, фильтра, второго преобразователя числа фаз и блока задания частоты скольжения с соответствующими связями позволяет применять это устройство для управления как синхронным, так и асинхронным двигателями, т.е, расширить область применения известного устройства. Устройство для управления двигателем переменного тока, содержащее датчик положения ротора, предназначенный для установки на валу двигателя переменного тока, усилитель фазных токов, выходы которого пред-. назначены для подключения к фазным обмоткам двигателя, блок фазочувствительных выпрямителей с инфор" мационными и опорным входами, формирователь амплитуды тока с информационными и опорными входами, блок задания составляющих тока, генератор синусоидального напряжения, последовательно соединенные делитель частоты и первый преобразователь числа фаз, при этом выходы блока фазочувствительных выпрямителей нодклю- чены к входам усилителя фазных токов, а информационные входы - к вы" ходам формирователя амплитуды тока, информационные входы которого подключены к выходам блока задания составляюп(их тока, выход генератора синусоидального напряжения подключен к входу делителя частоты и связан с опорными входами формирователя ам" плитуды тока, выходы преобразователя числа фаз подключены к входам датчика положения ротора, выход которого подключен к опорному входу блока фаэочувствительных выпрямителей, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет организации управления как синхронным, так и асинхронным двигателями, введены форми" рователь импульсов, управляемый делитель частоты с основным и допол 0 соз 2 пр (+Ест ЕВр З 25+ 0 соз 2 РР (-+ЕоЕВР)Выражения (10) и (11) эквивалентны выражениям. для решетчатых функций, получаемых путем квантования по времени и частотой Е, напряжений вида 0 0 здп 211 р (+Е Е ) +Р 4 ВР+ 0 соз 2 Пр (+Е +Е ) СПри соотношении частоты квантоания по времени Е, и частоты напря 10 фю Е Р (Е+ЕВР)торое всегда практически может быть достигнуто, выражения 04, и 04 И), е4 А 4 Р с достаточной степенью точности соответствуют выражениям (12) и (13),041(й) = 0 ьсоз 211 Р (+Е 1 Е )+ 0 соз 211 р (+Е +ЕВР) При этом в обмотках Д 2 с помощью 45УФТ 3 формируются синусоидальныетоки, амплитуда которых определяетсявыходными сигналами 0 и 0 БЗ 6,а частота - произведейием числа пар:полюсов двигателя и суммы частоты 50вращения ротора двигателя и частоты ,скольжения. При управлении синхронным двигателем выходной сигнал И БЗЧС 12 ра-, 551 Йвен Я (пО) и Е, =О (см. выражение (4. При этом частота токов в обмотках Д 2 оппеделяется произведеФормула из.обре те ния1272461 Составитель А. ЖилинРедактор И. Николайчук Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко Заказ 6347/54 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 нительным входами, блок задания частоты скольжения, фильтр и второйпреобразователь числа фаз, при этомвход формирователя импульсов подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, а выход - к основному входу управляемого делителячастоты, дополнительный вход которого подключен к выходу блока задания частоты скольжения, а выход управляемого делителя частоты соединен с входом фильтра, подключенного выходом 5 к входу второго преобразователя числа фаз, выходы которого подключены к опорным входам формирователя амплитуды тока.