Гистерезисный электропривод

(57) Из технике изобрет и может онных э мах. Це стабиль привода жений вй ЪГ Гистереинвертозажиматретий -чивания СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ И(56) Авторское свидеУ 1261078, кл. Н 02 4) ГИСТЕРЕЗИСНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД бретение относится к электро- является усовершенствованием ния по авт.св. Р 1261078 быть использовано в прецизиектромеханических гиросистеь изобретения - повышение ости характеристик электро- в режимах инфранизких сколь- диапазоне рабочих частот.истый электропривод содержит напряжения, два выходных оторого непосредственно, а через блок импульсного намагнисоединены со статорными обмотками гистерезисного электродвигателя, силовой вход инвертора напряжения подключен к выходу регуляторанапряжения, последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и фазорасщепитель, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора напряжения. Один из выходов фазорасщепителя и выход задающего генератора подсоединены к блоку задания параметров намагничивающих импульсов, выход которого подсоединен к первому управляющему входублока умножения, второй управляющий вход которого связан с выходомрегулятора напряжения. Выход блокаумножения подсоединен к входу блокаимпульсного намагничивания, Блок задания параметров намагничивающихимпульсов совместно с блоком умножения формирует намагничивающие импульсы с постоянной вольтсекундной площадью и периодически изменяемой фазой, в результате чего достигаетсяповышение стабильности характеристикэлектропривода в режимах инфранизких скольжений. 1 з,п. ф-лы,2 ил.50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемомугистерезисному электроприводу, и является усовершенствованием устройства по авт,св. В 1261078.Цель изобретения - повышение стабильности характеристик гистерезисного электропривода в режиме инфранизкого скольжения в диапазоне рабо-,чих частот.На фиг. 1 представлена блок-схема гистерезисного электропривода;на фиг. 2 - блок-схема блока заданияпараметров намагничивающих импульсов,Гистерезисный электропривод содержит инвертор 1 напряжения, двавыходных зажима которого непосредственно, а третий - через блок 2 импульсного намагничивания связаны состаторными обмотками гистерезисногоэлектродвигателя 3, Силовой вход инвертора 1 напряжения подключен к выходу регулятора 4 напряжения, силовой вход которого снабжен зажимамидля подключения к источнику постоянного тока. Электропривод также содержит последовательно соединенныезадающий генератор 5, делитель 6 частоты и Фазорасщепитель 7, выходыкоторого подключены к управляющимвходам инвертора 1 напряжения.Выход блока 8 задания параметровнамагничивающих импульсов через блок9 умножения соединен с управляющимвходом блока 2. Блок 8 содержит четыре программируемых счетчика 10-13(Фиг 2), пять КБ-триггеров 14-18,пять элементов 2 И-НЕ 19-23, схему24 выделения заднего фронта импульса намагничивания, схему. 25 выделения фронтов Фазного напряжения иблок 26 набора кодов намагничивающих импульсов.Выход первого элемента 2 И-НЕ 19подсоединен к входу первого программируемого счетчика 10, выход которого связан с Б-входом первого КБ-триггера 14 и К-входом второго КБ-триггера 15, выход которого подсоединенк первому входу первого элемента2 И-НЕ 19Выход"второго элемента2 И-НЕ 20 подсоединен к входу второгопрограммируемого счетчика 11, выходкоторого связан с К-входом первогоКБ-триггера 14 и К-входом третьегоКБ-триггера 16, выход которого подсоединен к первому входу второгоэлемента 2 И-НЕ 20,10 15 20 25 30 35 40 45 Выход первого КБ-триггера 14 подсоединен к первому входу третьегоэлемента 2 И-НЕ 21, выход третьегопрограммируемого счетчика 12 связанс Б-входом четвертого КБ-триггера17, выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента 2 И-НЕ 21,Выход схемы 24 выделения заднегофронта импульса намагничивания подсоединен к К-входу четвертого КБ-триг.гера 17,Объединенные Б-входы второго итретьего КБ-триггеров 15 и 16 и входтретьего программируемого счетчика12 подсоединены к выходу схемы 25выделения фронтов фазного напряжения,вход которой связан с одним из выходов фазорасщепителя 7. Объединенные вторые входы первого и второгоэлементов 2 И-НЕ 19 и 20 подсоединенык выходу задающего генератора 5, аобъединенные выход третьегоэлемента2 И-НЕ 21 и вход схемы 24 выделениязаднего фронта импульса намагничивания подсоединены к управляющему входу блока 9 умножения,Объединенные первые входы четвертого и пятого элементов 2 И-НЕ 22и 23 подсоединены к выходу схемы 24вьщеления заднего Фронта импульсанамагничивания, выход четвертогоэлемента 2 И-НЕ 22 подсоединен к К-входу пятого КБ-триггера 18. Выход пятого элемента 2 И-НЕ 23 подсоединенк входу четвертого программируемогосчетчика 13, выходом соединенного сБ-входом пятого КБ-триггера 18, инверсный выход которого соединен свторым входом пятого элемента2 И-НЕ 23, а прямой выход - с вторымвходом четвертого элемента 2 И-НЕ 22и с первым управляющим входом блока 26 набора кодов намагничивающихимпульсов, информационные выходыкоторого связаны с соответствующимиинформационными входами первого ивторого программируемых счетчиков10 и 11. Блок 8 задания параметров намагничивающих импульсов дополнительно снабжен переключателем 27 режима скольжения, входом соединенным с выходом схемы 25 выделения фронтов Фазного напряжения, а выходом - с вторым управляющим входом блока 26 набора кодов намагничивающих импульсов.Инвертор 1 напряжения выполнен по трехфазной мостовой схеме с оптоэлектронным управлением. Блок 2 импульсного намагничивания представ 5 ляет собой однофазный нулевой инвертор с трансформаторным выходом и последовательным ключом в цепи питания, Задающий генератор 5 выполнен по схеме мультивибратора с кварцевым 10 резонатором.Делитель 6 частоты выполнен на счетчиках, а фазорасщепитель 7 - по кольцевой пересчетной схеме на трех ,Ж-триггерах. 15 Блок 9 умножения выполнен с импульсной модуляцией в виде стабилизатора с двумя управляющими входами и датчиком амплитуды намагничиваю щих импульсов.Блок 26 набора кодов намагничивающих импульсов представляет собой набор резисторов и элементов типа И-НЕ, объединенных по схеме МОНТАЖ НОЕ ИЛИ.Электропривод работает следующим образом.Сигнал с выхода задающего генератора 5 поступает на делитель 6 час тоты, на выходе которого формируется сигнал с частотой, необходимой для работы Фазорасщепителя 7, фазорасщепитель 7 преобразует однофазный сигнал делителя 6 частоты в трехфазный. С выхода фазорасщепителя 7 трехфазная система сигналов поступает на цепи управления инвертора 1 на-пряжения, выходное напряжение которого определяется регулятором 4 напря жения. Кроме того, от задающего генератора 5 и фаэорасщепителя 7 синхрониэируется работа блока 8 задания параметров намагничивающих импульсов.Согласно фиг. 2 в начальный мо мент времени, определяемый передним Фронтом Фазного напряжения фазорасщепителя 7, КБ-триггеры 15 и 16 находятся в состоянии логической единицы, разрешая прохождение высокой 50 частоты задающего генератора 5 через элементы 2 И-НЕ 19 и 20 на входы программируемых счетчиков 10 и 11. Программируемый счетчик 10 отсчитывает определенное, заранее заданное и соответствующее переднему фронту (оптимальной фазе Ы, при которой не возникает скольжение ротора) импуль-, са намагничивания количество К импульсов задающего генераиср, оттораАналогично программируемый счетчик отсчитывает определенное, заранее заданное и соответствующее заднему фронту импульса намагничивания количество К импульсов задающе. го генератора 5В момент окончания счета сигнал с выхода программируемого счетчика 10 переводит КБ-триггер 14 в состояние логической единицы, а КБ-триггер 15 - в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 10 и происходит перезапись двоичного кода числа К, С этого момента времени на выходе КБ-триггера 14 и на выходе логического элемента 2 И-НЕ 21 начинается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик 10 опять готов к формированию фазы очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 25 выделения фронтов фазного напряжения.Через время, соответствующее длительности Г импульса намагничивания,Ина выходе программируемого счетчика 11 появляется сигнал, переводящий КБ-триггеры 14 и 16 в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 11 и происходит перезапись Двоичного ЕОДЯ числЯ К,В этот момент времени на выходе КБ-триггера 14 и на выходе .логического элемента 2 И-НЕ 21 прекращается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик 11 опять готов к формированию заднего фронта (фактически длительности) очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 25 вьщеления фронтов фазного напряжения.Частота формирования импульсов намагничивания определяется двоичным кодом программируемого счетчика 12, сигнал с выхода которого периодически переводит КБ-триггер 17 в состояние логической единыцы и разрешает прохождение очередного импульса намаг" ннчивания на выход логического элемента 2 И-НЕ 21После его прохождения схема 24 выделения заднего фронта импульса намагничивания переводит КБ-триггер 17 в состояние логического нуля. В таком состоянии КБ-триг13289 гер 17 остается до прихода очередного сигнала с выхода программируемого счетчика 12.Задние фронты сформированных по Фазе, длительности и частоте оптимальных импульсов намагничивания через логический элемент 2 И-НЕ 23 поступают на программируемый счетчик 13. При этом КБ-триггер 18 находится в состоянии логического нуля, С по- Ю явлением п-го оптимального импульса (число и соответствует двоичному коду программируемого счетчика 13) на выходе программируемого счетчика 13 появляется сигнал, переводящий 15 КБ-триггер 18 в состояние логической единицы. При этом с помощью блока 2 б набора кодов в программируемых счетчиках 10 и 11 осуществляется перезапись кодов фронтов оптимальных 20 импульсов на коды, соответствующие импульсу, способному перенести намагниченность ротора на фиксированный и заранее определенный угол. Такой ресинхронизирующий импульс форми 25 руется схемой аналогично оптимальному вышеописанным способом.В момент окончания ресинхрониэирующего импульса его задним фронтом переводится в состояние логического нуля КБ-триггер 18, а в программируемых счетчиках 10 и 11 производится опять с помощью блока 26 набора кодов перезапись оптимальных кодов. После воздействия каждого ресинхрони зирующего импульса ротор электродвигателя совершает движение под воздействием синхрониэирующего момента, значение которого значительно больше момента нагрузки на валу. В проме- о жутках между ресинхронизирующими импульсами оптимальные импульсы эффективно демпфируют колебания частоты вращения ротора и подготавливают для последующих ресинхронизирующихимпульсов аналогично предьдущему магнитное состояние ротора.Изменение кода программируемого счетчика 13 фактически ведет к изменению скольжейия ротора электродвигателя 3. Переключатель 27 режима скольжения может производить периодически переключение кодов Фронтов ресинхронизирующих импульсов в состояния, соответствующие положительному и отрицательному скольжению: ротора.Сформированные по частоте, фазе и длительности импульсы намагничива 20 6ния поступают на блок 9 умножения,выполняющий совместно с блоком 8стабилизацюо вольт-секундной площадиимпульсов намагничивания. Сигнал сблока 9 умножения поступает на блок2 импульсного намагничивания, производящий намагничивание ротора электродвигателя 3.Таким образом, данный гистерезис-.ный электропрпвод, обладая высокимиэнергетическими показателями, обеспечивает стабильный режим инфранизкого скольжения ротора в областирабочих частот. Стабильность достигается за счет формирования передкаждым ресинхронизирующим импульсомсерии стабилизирующих оптимальныхимпульсов, переводящих материал ротора в однозначное магнитное состояниенасыщения, за счет Формирования фиксированной величины синхронизирующего момента, в несколько раз превышающего статический момент нагрузкина валу, за счет стабилизации вольтсекундной площади, при которой амплитуда импульса регулируется прямопропорционально, а длительность обратно пропорционально частоте питающего напряжения,Формула изобретения 1. Гистереэисный электропривод по авт.св. В 1261078, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью по" вьппения стабильности характеристик электропривода в режиме инфранизкого скольжения в диапазоне рабочих частот, блок задания параметров намагничивающих импульсов дополнительно снабжен блоком набора кодов намагничивающих импульсов, четвертым программируемья счетчиком, четвертым и пятым элементами 2 И-НЕ и пятым КБ-триггером, причем первые входы четвертого и пятого элементов 2 И-НЕ объединены и подсоединены к выходу схемы выделения заднего фронта импульса намагничивания, выход четвертого элемента 2 И-НЕ подсоединен к К-входу пятого КБ-триггера, выход пятого элемента 2 И-НЕ подсоединен к входу четвертого программируемого счетчика, выходом соединенного с Б-входом пятого КБ-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом пятого элемента 2 И-НЕ, а прямой выход пятого КБ-триггера - с вто328920 оставитель П.Тарасовехред М.Моргентал орректор И.Иус актор П.Гереш Заказ 3496 Тираж 659НИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раушска Подписнта СССР тиия наб., д, 4 зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,71 рым входом четвертого элемента 2 И-НЕ и с управляющим входом блока набора кодов намагничивающих импульсов, информационные выходы которого связаны с соответствующими информационными входами первого и второго программируемых счетчиков.2. Злектропривод по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в блок задания параметров намагничивающих 1 импульсов введен переключатель режи мов скольжения, а блок набора кодов намагничивающих импульсов снабжен 5вторым управляющим входом, причем вход переключателя режимов скольжения соединен с выходом схемы выделения Фронтов фаэного напряжения, а выход указанного переключателя - с вторым управляющим входом блока набора кодов намагничивающих импульсов.