Формирователь опорных гармонических напряжения для управления синхронным двигателем

(51)5 Н 02 Р 7/4 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЬО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР 1 ,с;1 г 1 ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО С, Приводы м, МЭнер(21) 4493216/07(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах лентопротяжных механизмов. Целью изобретения является упрощение конструкции, С этой целью в формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем введены определитель 7 знака функции, блок 8 счетных импульсов и триггер 9 со счетным входом. Источник 6 разнополярных постоянных напряжений в формирователе выполнен управляемым и его управляющий вход соединен через последовательно соединенные триггер 9 со счетным входом, блок 8 счетных импульсов, определитель 7 знака функции с выходом измерителя 1 напряжения асимметрии ротора. Такое выполнение формирователя позволяет преобразовать И.-фазную систему напряжений двойного угла без дополнительных аппаратурных затрат,4 ил,10 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления непрерывными приводами с синхронными двигателями, имеющими различные значения продольной и поперечной индуктивностей фазных обмоток ротора, и может быть использовано, например, в приводах лентопротяжных механизмов,Цель изобретения - упрощение устройства,На фиг. 1 представлена функциональная схема формирования опорных гармонических напряжений; на фиг, 2 - схема блоков умножителей; на фиг. 3 и 4 - графики, поясняющие функционирование формирователя.Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем содержит измеритель 1 напряжения (фиг, 1) асимметрии ротора с выходами напряжений, изменяющихся по законам в 1 п 2 а, соз 2 а, фаэорасщепитель 2, входы которого подключены к выходам названного измерителя 1 асимметрии ротора, а многофазный выход - к многофазному входу блока нуль-органов 3 и два блока умножителей 4 и 5, первые два входа которых попарно объединены и подключены к соответствующих выходам источника 6 разнополярных постоянных напряжений, а третьим многофазные входы соединены с выходом блока нуль-органов 3,В названный формирователь введены; определитель 7 знака функции, блок 8 счетных импульсов и триггер 9 со счетным входом, причем источник 6 радиополярных постоянных напряжений снабжен управляющим входом, подключенным через последовательно соединенные триггер 9 со счетным входом, блок 8 счетных импульсов и определитель 7 знака функции - к выходу напряжения измерителя 1 асимметрии ротора, при этом выходы блоков умножителей 4 и 5 образуют выходы формирователя опорных гармонических напряжений,Каждый иэ блоков умножителей 4 и 5 выполнен с операционными усилителями 10 - 12 (фиг. 2), работающими в режиме усилителей сумматоров, Инвертирующий вход операционного усилителя 12 подключен к выходу усилителя 10 через последовательно соединенные резисторы 13 и 14, а к выходу .усилителя 11 через последовательно соединенные резисторы 15 и 16. Средние точки резисторов 13 и 14 и 15 и 16 через управляемые ключи 17 и 18 соответственно подключены к общему выводу блока, Первые два входа блока умножителей образованы входами реэисторных матриц 19 и 20, подключенных соответственно через группы 21 и 22 управляемых ключей и инвертирующим входам операционных усилителей 10 и 11, Третий многофазный вход блока умножителей образован управляющими входами групп ключей 21 и 22 и управляемых ключей 17 и 18.Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем работает следующимобразом. Измеритель 1 асимметрии ротора формирует на выходе двухфазную систему синусоидальных напряжений двойного угла з 1 п 2 а и соз 2 а, где а - угол поворота ротора синхронного двигателя, графики которой приведены на фиг. 3, а. Эти напряжения поступают в фазорасщепитель 2, на выходах которого формируется И - фазная система напряжений двойного угла, Для конкретности принято, что 8=4. На фиг, З,б приведены графики для 4-фазной системы напряжений. Выгодно иметь И=8, 12, 16 и более, так как при этом в искомых функциях зп а и сова будет меньший уровень помех.Четыре синусоидальных напряжения двойного угла поступают на четыре входа блока 3 нуль-органов, на 8-ми выходах которого имеем напряжения прямоугольной формы (фиг, Зв) графики относятся к 8-ми фазной системе прямоугольных напряжений двойного угла. Для наглядности в представлении системы напряжений на этих графиках, максимальные значения напряжений выбраны разными. В реальном:устройстве максимальные значения фазных напряжений 8-ми фаэной системы равны между собой,Выход зп 2 а измерителя 1 асимметрии ротора в виде напряжений синусоидальной формы поступает на вход определителя 7 знака функции, на выходе которого образуется прямоугольное напряжение, показанное на графике фиг. 3, г, Это напряжение двойного угла поступает на вход блока 8 счетных импульсов, на выходе которого формируются однополярные импульсы по передним фронтам поступающих на вход сигналов, Они показаны на графике фиг, 3, д. Эти импульсы поступают на счетный вход триггера 9 со счетным входом, Триггер имеет два устойчивых состояния на выходе 1 и О. Состояние 1 соответствует положительному напряжению, а состояние 0 - отрицательному, На выходе триггера 9 со счетным входом формируется двуполярное прямоугольное напряжение одинарного угла, показанное на графике фиг. 3, е. Данное устройство решает задачу управления нере 1661959еверсивными приводами, т,е. подразумевается, что направление вращения роторасинхронного двигателя над заранее известно. Эта информация определяет начальноесостояние триггера, Сигналы с этого триггера поступают на вход источника 6 разнополярных постоянных напряжений. С выходовисточника стабилизированное двуполярноенапряжение прямоугольной формы поступает на попарно объединенные первые двавхода блоков умножителей 4 и 5,Рассмотрим работу блока умножителей4, схема которого показана на фиг, 2, Винтервале 0ал на шины напряжения+ О, являющиеся первыми двумя входамиблока умножителя, поступает прямоугольное напряжение положительной полярности. Ток через ключи протекает в том случае,когда на третьи многофазные входы блокаумножителей подается прямоугольное напряжение отрицательной полярности. Науправляющий вход управляемого ключа 17подается напряжение такой фазы, в которойзадний фронт двуполярного прямоугольноЛго напряжения проходит через а = , ВЛинтервале 0 аток через ключ 17 непротекает и сигналы с выхода усилителя 10поступают на вход усилителя 12, В интервалеатг ток замыкается на общийгтвывод блока и сигналы с выхода усилителя10.на вход усилителя 12 не поступают. Науправляющий вход управляемого ключа 18подается напряжение такой фазы Й, в которой задний фронт проходит через а = О, Сигналы с выхода операционного усилителя 11поступают на вход усилителя 12 только вЖинтервалеал . На управляющуюцепь группы ключей 21 поступают поочередно напряжения, в которых задние фронтыдвуполярных прямоугольных напряжений на,тгходятся в интервале 0а- , В данном2конкретном случае таких ключей четыре, чтосоответствует количеству фаз с Многофазноговыхода фазорасщепителя 2. В интервалеК0 4 а- через ключ К 1 протекает ток, определяемый значением. К 1 резисторной матрицы 19. На выходе усилителя 12 появляетсяпервая ступенька прямоугольного напряжеЛ Лния, В интервалеаток протекаетчерез ключи Кт и К 2 и суммируется на входеусилителя 10. На выходе усилителя 12 появляется вторая ступенька прямоугольногонапряжения, пропорциональная суммедвухмонических напряжений для управления синхронным двигателем формируются квазисинусоидальные напряжения зп а и соз а, графики которых показаны на фиг. 3, и. Для наглядности они показаны в виде первых гармоник напряжений,Таким образом введение в формирователь опорных гармонических напряжений одного триггера со счетным входом, блока счетных импульсов и определителя знака 40 45 функции, подключенного к одному из выходов измерителя асимметрии ротора, а также выполнение источника разнополярных постепенных напряжений с управляющим входом, обеспечивают возможность преобразования И-фазной системы напря 50 жений двойного угла без установки в каждую иэ фаэных цепей отдельного счетногоэлемента - триггера, благодаря чему упрощается конструкция,Формула изобретения Формирователь опорных гармонических напряжений для управления синхронным двигателем, содержащий измеритель 3 Лтоков, В интервале - ла- ток проте 8 2кает по всем ключам, и на выходе усилителя 12 образуется максимальная ступенька пря моугольного напряжения, пропорциональная сумме всех токов. В интервале д 5ао л по всем ключам из группы ключей 22 (которых также четыре) протекает ток.10 В то же время ключ 18 дает возможностьпрохождения сигналов с выхода усилителя 11; и на выходе усилителя 12 также образуется максимальная ступенька прямоугольного напряжения, пропорциональная сумме 15 всех токов. Поочередное закрывание клю- .чей в группе ключей 18 приводит к поочередному изменению ступенек на выходе усилителя 12, На графиках фиг. 3, ж, з показано образование ступенчатого напряже ния на выходе усилителя 12. Длянаглядности образование ступенек на выхо-.де усилителя 12 разнесено, В интервале ла2 л меняется знак на первых двух входах блока умножителей. При этом ключи 25 коммутируются в той же последовательности, но на выходе усилителя 12 образуются ступеньки прямоугольного напряжения отрицательной полярности, Блок умножителей 5 работает аналогичным образом. При 30 этом на управляющие входы ключей 17 и 18и групп ключей 21 и 22 поступают напряжения, в которых задние фронты находятся в интервалеа ,2 ттЛ35 На выходах формирователя опорных гар 1661959напряжения асимметрии ротора с выходами напряжений, изменяющихся по законам эп 2 а, соэ 2 а, фазорасщепитель, входы которого подключены к выходам названного измерителя напряжения асимметрии ротора, а многофазный выход - к многофазному входу блока нуль-органов, и два блока умножителей, первые два входа которых попарно объединены и подключены к соответствующим выходам источника разнополярных постоянных напряжений, а третьи многофазные входы соединены с выходом блока нуль-органов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения,введены определитель знака функции, блоксчетных импульсов и триггер со счетнымвходом, а источник разнополярных постоянных напряжений снабжен управляющим 5 входом, подключенным через последовате, ьно соединенные триггер со счетным входом, блок счетных импульсов и определитель знака функции - к выходу напряжения, изменяющегося по закону зп 2 а 10 измерителя напряжения асимметрии ротора, при этом выходы блоков умножителей образуют выходы формирователя опорных гармонических напряжений, где а - угол поворота ротора синхронного двигателя, 151661959 Соста вител ь А. Голо вчен коедактор С,Патрушева Техред М.Моргентал Корректо чик Заказ 2134 Тираж 353 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 и ГКНТ,СС оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10