Электропривод

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й АВТОИ.КОМУ СВИ ИТИЬСТВУ Союз СоветскихСоциаиистичесиихРеспублик) 2511059 И 4 07 Кл 5 каиетет Н 02 К 29/О Н 02 Р ИО еееудеретеелли СССР до делан лзебретенне и етхритий) Заявител 54) ЗЛ ЕКТРОПРИВОВ обратной свяый электро- которогоатной связи,и а.-Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бесконтактных электроприводах систем автома-. тики, в частности щаговых электроприводах.Известны устройства для управления щаговыми движителями, содержащее формирователь питания, блок контроля обраъной связи и датчик обратной связи, причем датчик обратной связи выполнен в виде диодов, щунтируюших фазы двигателя, и общего для них резистора Ц.Однако данный способ получения обратной связи может быть применен только вэлектроприводах с однополярной коммутацией фаз. Кроме того, контроль скорости и угла поворота осуществляется непостоянно и сопровождается высоким уровнем помех.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электропривод, содержащий щ -фазный преобразователь питания с числом выходов силового тока и е числом входов для подключенияэи равньвю числу фаз, п 1 -4 азндвигатель, в провода питаниявключены блоки контроля обрвыполненные с использованием тра сформторов тока, который создает на резисторе падение напряжения, пропорциональное току статора 2 Но в сигнале обратной связи при этом имеется значительный процент помех, обусловленный действием ЭВС самоиндукцни, взаимоиидукции и напряжения питания, это приводит к значительному ухудщению точности регулирования и качества контроля.Белью изобретения является повышение точности регулирования.Зто достигается тем, что электропровод снабжен имитатором статора, элементы которого включены в щ -фазный многоугольник, а трансформаторы тока снабжены дополнительными первичными обмотке.- ми, причем концы дополнительных первичных обмоток соединены с началами первичных обмоток трансформаторов тоха и подключеныд(Ц: Я Ь - тагде Я = 3 - активное сопротивлениеАфазы имитатора;Ь = Ь А - индуктивность фазы имитаторавыбираются иэ расчета, чтобы ток по обмоткам 13, 14, 15 соответствовал составляющим тока от напряжения питания, ЭДС самоиндукцйи и взаимоиндукции, проходапего по обмоткам 7, 8, 9. Таким образом ток, проходящий по обмоткам 13, 14, 15, определяется напряжением питания, ЭДС самоиндукции и вэаимоиндукдии, составляющая ЭЙС самоиндукцни 3 - 7468к соответствующим выходам преобразоватетеля, а начала дол олищельных первичных обмоток подключены к соответствующим фазам имитатора статора, начала и концы вторичных обмоток трансформаторов тока подключены к соответствующим входам для подключения обратной связи в преобразователе питания. При этом имитатор статора может быть выполнен на резисторах и индуктивностях или на резисторах, В случае выполнения имитатора статора на резисторах электропривод снабжается импульсными трансформаторами и резисторами по числу фаэ, причем начала первичных и вторичных обмоток импульсных трансформаторов соединены с началами вторичных обмоток трансформаторов тока, первичные обмотки импульсных трансформаторов сое-ч динены последовательно с резисторами и подключены параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока, а концы вторичных обмоток импульсных трансформаторов подключены к соответствующим входам для подключения обратной связи в преобразователе питания.На фиг. 1 приведена принципиальнысхема электропривода для общего случая на фиг. 2 показан имитатор статора,, выполненный на резисторах и индуктивностях; на фиг. 3 приведена принципиальная схема электропривода, в котором имитатор статора выполнен на резисторах.Жектропривод содержит п -фазныйпреобразователь питания 1, выполненный по мостовой схеме, блок контроля обрат ной связи, выполненный, например, натрансформаторах тока 2, 3 и 4, п 1 -фаэный электродвигатель 5, имитатор статора 6. Первичные обмотки 7, 8, 9 транс 0форматоров тока 2, 3, 4 подключены к выходам в-чазного преобразователя питания последовательно с фазами статора двигателя. фазы 10, 11, 12 имитатора стат- ра подключены параллельно соответствую щим фазам статора электродвигателя через дополнительные первичные обмотки 13, 14, 15 трансформаторов тока, причем первичные обмотки каждого трансформатора тока соединены с выходом преобра 50зователя питания разноименными концами.Вторичные обмотки 16, 17, 18 трансформаторов тока соединены с сбответствукьщими входами для подключения обратной связи в преобразователе питания, Фазы имитатора 6 могут быть выполнены как последовательно соединенные индуктивности 19, 20, 21 и резисторы 22, 23, 24, (см. фиг. 2)На фиг. 3 фазы имитатора статора вы.полнены на резисторах 25, 26, 27. Здесьмежду выходом каждого трансформаторатока и входом преобразователя питаниявключены импульсные трансформаторы 28,29, 30, Одноименные концы первичныхобмоток 31, 32, ЗЗ и вторичных обмоток34, 35, 36 подключены к одному из концов вторичных обмоток 16, 17, 18 соответствующего трансформатора тока. Перйвичные обмотки импульсных трансформаторов соединень: последовательно с резисторами 37, 38, 39.Устройство работает следующим обраэомеПри врапении ротора двигателя по фазам статора и обмотки 7, 8 9 протекаетток, определяемый уравнениемд 1ц- а 1, - -е,д Агде О - напряжение питания;Я - активное сопротивление обмотАки двигателя;А - индуктивность обмотки двигателя;Я - ЭЮС вращения, пропорциональная скорости ротора,В этом уравнении для простоты опущено слагаемое, соответствующее ЭЙС самоиндукции и взаимоиндукции. Индуктивностьобмоток 7, 8, 9 мала по сравнению с индуктивностью двигателя, поэтому ею можно пренебречь, Таким образом, ток, проходящий по обмоткам 7, 8, 9, соответствует составляющим от напряжения питания,ЭДС самоиндукции, вэаимоиндукции и ЭДСвращения, Соответственно по обмоткам13, 14, 15 и последовательно соединенным с ними фазам 10, 11, 12 имитаторастатора проходит ток, который определяется уравнением746828 6вторичные обмотки 34, 35, 36, импульсных трансформаторов включены в качес 1- ве вольтодобавки, сигнал, возникающийна этой обмотке и соответствующий импущсу от ЭДС самоиндукции, вычитаетсяя из сигнала на вторичных обмотках 16,17, 18 трансформаторов тока и компенсио- рует импульс от ЭДС самоиндукции, возникающий на этих обмотках. Таким обра 10 эом на вход преобразователя питания поступает сигнал, в значительной мере свободный от помех (помехи в этом сигналесоставляют порядка 12%), Следует отметить, что сигнал обратной связи в предла 15 гаеаам устройстве может быть снят как ску фаз, находящихся под током так и с обесС точеннътх фаэ. Воэможность введенияимпульсного регулирования и отсутствие,помех (в схеме на фиг, 1, 2) в сигнале20 обратной связи расширяет сферу применения устройства и делает регулирование боия лее точным. Недостатком схем на фиг. 1,8, 2, реализующих данное устройство, являются значительные габарить индуктивноо 25 тей имитатора.статора.Схема устройства, приведенная нафиг. 3, эа счет выполнения имитаторастатора на резисторах имеет незначительков ные габариты и большую экономичность.Таким образом использование данного1 е устройства позволит проектировать консруктивно простые и компактные электроприводы для систем автоматики, где требуется повышенная точность регулирова 35 ния,5и взаимоиндукции, составляющая ЭДС вращения отсутствует, так как имитатор статора представляет собой статическое устройство, в котором нет ротора и, следовательно, потокосцепления, обеспечивающего ЭДС вращения. Токи в обмотках 7, 8, 9 и 13, 14, 15 создают намагничивающие силы, намагничивающая сила обм ток 7, 8, 9 больше намагничивающей си лы обмоток 13, 14 15 на величину составляющей от ЭЙС вращения обмотки 11Так как обмотки включены встречно,то намагничивающие силы и соответствен но потоки вычитаются и результирующий поток в сердечнике обусловлен только составляющей от ЭДС вращения, посколь составляющие от напряжения питания ЭД самоиндукции и взаимоиндукции уничтожаются, компенсируя друг друга. Реэульти рующий поток наводит во вторичной обмотке 16, 17, 18 электродвижущую силу, которая определится только ЭДС вращен си.гнал со вторичных обмоток 16, 17, 1 свободный от помех, поступает на вход преобразователя питания.В устройстве, показанном на фиг, 3,сопротивления фаз имитатора статора берутся такими, чтобы число ампервитков обмоток 7, 8, 9 было равно числу ампервит обмоток 13, 14, 15 и намагничивающие силы от напряжения питания, создаваемь этими обмотками, компенсировались. Д устранения оставшейся помехи от ЭДС самоиндукции и взаимоиндукпии, которая накладывается на сигнал от ЭДС вращения, здесь применен метод вольтодобавки, - - реализованный на импульсных трансформаторах 28, 29, 30. Напряжение с вторичных обмоток 16, 17, 18 трансформаторсе тока приложено к последовательно соединенным первичным обмоткам 31, 32, 33 импульсных трансформаторов и резисторам 37, 38, 39.Первичные обмотки 31, 32, 33 импульсных трансформаторов рассчитываются ф 5 таким образом, чтобы часть входного сигнала, соответствующая ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции и возникающая в начале сигнала, передавалась во вторичные обмотки 34, 35, 36 с наименьшими иска,50 жениями. Так как импульсные трансформаторы рассчитаны на длительность импульса, соответствующего ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, то по окончании этого импульса трансформатор переходит в насьпцение и остальная часть сигнала, соот. ветствующая ЭДС вращении, во вторичные обмотки не трансформируется, Поскольку формула изобретения 1. Электропривод, содержащий т -фа ный преобразователь питания с числом выходов силового тока и с числом входов для подключения обратной связи, равным числу фаэ, а -фазный электродвигатель, в проводе питания которого включены блоки контроля обратной связи, выполненные с использованием трансформаторов тока, о т л и ч а ю щ и й с я так, что, с целью повышения точности регулирования, он снабжен имитатором статора, элементы которого включены в ж фаэный многоугольник или звезду, а транс форматоры тока снабжены дополнительны ми первичными обмотками, причем концы дополнительных первичных обмоток соедин наны с началами первичных обмоток траио форматоров тока и подключены к соответ ствующим выходам преобразователя пита7 74 ния, а начала дополнительных первичных обмоток подключены к соответствукицюю фазам имитатора статора, начала и концы вторичных обмоток трансформаторов тока подключены к соответствующим входам для подключения обратной связи в преобразователе витания.2. Зпектронрнвод по п. 1, о т л ич а ю ш и й с я тем, что имитатор статора состоит иэ резисторов и йндуктивностейеЗе Злектропривод по пв 1 у о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен импульсными трансформаторами и ревисто рами по числу фаз, а имитатор статора состоит иэ резисторов, причем йачала первич ных и вторичных обмоток импульсных трансформаторов соединены с началами вторичных 6828 8обмоток трансформаторов тока, первичныеобмотки импульсных трансформаторов соединены последовательно с резисторами иподключены параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока, а концы вторичных обмоток импульсных трансформаторов подключены к соответствующим входам для подключения обратной связи впреобразователе питания.10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3368128,кл. 318-138, 1964.2. Синхронные приводы под ред. Чили 1 кина М. Г. (Биб-ка по автоматике,вып, 269 фЗлектроприводы с полупроводниковым управлением" ), М., Знергия,1967, с. 18,746 Й 28 Фм НИИПИ Заказ 4725/51 Тираж илиал ППП Патент", г. Ужгороп Поаписно ектиал