Электропривод переменного тока и его варианты Советский патент 1983 года по МПК H02P5/34 H02P7/42 

ватель опорных функций, эадатчик активного тока ротора, выходом приключенный к информационному входу первого координатного преоб разователя и управлякиему входу формирователя частоты токов ротора выход которого соединен со вторым входом формирователя опорных функций, о тличающийся теМг что, с целью повышения точности управления моментом электроп$1ивода, генератор опорных сигналов снабжен третьим выходом, второй его выход выполнен многофаэньм, формирователь опорных функций снаб

жен третьим входом и введен умножитель частоты с двумя входами, один из которых подключен к третьему выходу генератора опорных сигналов, а другой - к угла, выход умножителя частоты связан с третьим входом формирователя спорных функций, второй выход генератора опорных сигналов подключен ко входу опорных Сигналов второго координатного преобразователя, а выходы формирователя опорных функций соединены со входами опорных сигналов первого координатного преобразователя.

1.Электропривод переменного тока, .обдержащий асинхронный электроIдвигатель, последовательно соединенные между собой первый координатный преобразователь, второй координатный преобразователь и преобразователь энергии, выходом подключенный к статорной обмотке асинхронного электродвигателя, датчик угла, механически связанн лй с ротором асинхронного электродвигателя, формирователь частоты токов/ ротора, последовательно соединенные генератор опорных сигналов и формирователь опорных функкий, задатчики активного и реактивного токов, выходы которых подключены к соответствующим информационньм входам первого координатного преобрадователя и соответствующим управляющим входам формирователя частоты токов ротора, выходом соединенного со вторым входом формирователя опорных функций, выходы которого подключены ко входам опорj ных сигналов второго координатвого преобразователя, формирователь синусоидальных, сигналов, вход подключенный ко второму выкоду генератора опорных сигналов, отличающийся тем, чти, с целью повышения точности управления моментом электропривода, генератор опорных сигналов снабжен трэтьим выходом, формирователь опорных функций - третьим входом и введен умножитель частоты с двумя входами, один КЗ которых подключен к третьему выходу генератора опорных сигналов, а другой - к датчику угла, выход умножителя частоты связан с третьим входом формирователя опорных функций, а выходщ формирователя синусоидальных сигналов подключены ко входам qnopных сигналов первого координатного ел Преобразователя. 2. Электропривод по п. 1,о. тл и ч а ю щ и и с я тем, что формирователь частоты токов ротора снабжен входом синхронизации, а генератор опорных сигналов - чет- . ввртьвл выходом, связанны со входом синхронизации формирователя частоты токов ротор а. сд 3.Электропривод по п. 1, о т 4 л и ч а ю щ и и с я тем, что фор00 мирователь частоты токов ротора выполнен по типу широтно-импульса: ного модулятора. , с 4.Электропривод переменного тока,содержащий асинхронный электродвигатель, последовательно соединенные между собой первый координатный преобразователь, второй коордйн-атный преобразователь и преобразователь энергии, выходом подключенный к статорной обмотке асинхронного электродвигателя, датчик угла, механически связанный с ротором асинхронного электродвигателя, формирователь частоты токов ротора, последовательно.соединенные гснег ратор опорных сигналов и формиро

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода механизмов металлорежущих станков, роботов, манипуляторов и в других областях, где требуется быстродействующий высокочастотный электропривод переменного тока, выполненный на базе асинхронного электродвигателя с ко. «аоткозамкнутьм ротором.

Известен-электропривод переменного тока, содержащий асинхронный электродвигатель, последовательно соединенные между собой первый координатный преобразователь и преобразователь энергии/ выходом подключенный к статорной обмотке асинхронного электродвигателя, в воздушном зазоре которого размещены датчики ЭДС Холла, выходы которых связаны с формирователем гаЕЯлонических (опорных).функций, выходы которого подключены ко входам опорных сигналов первого и второго координатных преобразователей, информационные входы последнего связаны с датчиками токов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, а выходы - через регуляторы составляющих токов статора (активного и реактивного) связаны с информациониьми входами первого координатного преобразователя.

Сигналы задания вращающего момента и магнитного потока асинхронного электродвигателя (сигналы активного и реактивного токов статора) в виде напряжений постоянного тока поступают соответственно на входы регуляторов составляющих тока статора, выходные сигналы которУх преобразуются в первом координатном преобразователе в сигналы задания фазных токов, в соответствии с которыми преобразователь энергии формирует необходимые токи в статорной обмотке асинхронного электродвигателя.

В соответствии с токами статорной обмотки формируются требуемые вращающийся момент и магнитный поток асинхронного электродвигателя, при этом последний измеряется датчиками ЭДС Холла.

. Сигналы датчиков ЭДС Холла обрабатываются в формирователе гармонических функций и представляются в виде нормированных по величин гармонических функций углового положения магнитного потока асинхронного электродвигателя. Эти нормированные (опорные) функции используются в координатных преобразователях: в первом координатном преобразователе формируется задание на полный ток статора в соответствии с заданиями активного и реактивного токов с выходов регуляторов составляющих тока статора; во втором координатном преобразователе формируются сигналы о реальных активном и реактивном токах

j.acHHxpOHHoro электродвигателя,

которые используются в качестве сигналов обратной связи по составляющим токов статора и поступают

.соответственно на входы регуляторо составляющих тока статора. Таким

образом, сигналы датчиков ЭДС Холла участвуют в формировании основных сигналов управления электропривода и существенно (Определяют точность его работы l.

Недостатками известного электропривода являются низкая точность управления моментом и магнитным потоком асинхронного- электродвигателя, а также сложность технической реализации, связанные с использованием в электроприводе датчиков ЭДС Холла, которые требуют специальной конструкции (либо доработки) асинхронного электродвигателя.

Выходные характеристики датчиков ЭДС Холла имеют су1пественный разброс и дрейф, устранить которые полностью не удается, несмотря на применение специальных источников питания, услохняюиих схему электропривода.

Кроме того, выходные сигналы датчиков ЭДС Холла содержат зубцовые пульсации магнитного потока с частотой вращения электропривода. При низких скоростях вращения для борьбы с этим.и пульсациями приходится существенно усложнить схему формирователя опорных функций, при этом электропривод теряет быстродействие. .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является электропривод переменного тока, содержащий асинхроннь электродвигатель j последовательно включенн4з1е первый координатный преобразователь, второй координатный преобразователь и преобразователь энергии выходом подключеннБй к статорной обмотке асинхронного электродвигателя. К информационным входам первого координатного преобразователя, выполненного в виде двух блоков умножения и сумматора, подключены задатчики активного и реактивного токов статора, выходы которых соединены также с управляющими входами формирователя частоты токов ротора, выполненного по типу управляемого генератора частоты.

Известный электропривод содержит Также генератор опорных сигналов, первый вьаход которого соединен с первым входом формирователя оперных функций, составленного из сумматсч а частот, целителя частоты и расщепителя фазы, выход которого образует выхбд упомянутог формирователя и подключен.ко входам опорных сигналов второго коор динатного пр(аобразователя. Второй выход генератора опорных сигналов подключен к форм1фователю .синусоидальных сигналов, выход которого подключен к датчику угла, механическр соединенному с ротором асинхронного электродвигателя и выходо подключенному ко входам опорных сигналов первого координатного преобразователя.

Сигналы с выходов задатчиков активного и реактивного токов преобразуются в первом и втором координатных преобразователях в сигналы задания для преобразователя энергии, который выполнен в виде ре- гулируемого многофазного источника v тока. На входы опорных сигналов первого координатного преобразователя поступают сигналы от датчика угла, которые содержат инфd|эмацию о частоте вращения ротора асинхронного электродвигателя. На входы опорных сигна;юв второго ко0ординатного преобразователя от формирователя опорных функций поступают сигналы, которые несут инфор-мацию о частоте токов ротора, так как сигналы с выхода формировате5ля частоты токов поступают в формирователь опорных функций.

Таким образом сигналы задания ,преобразователя энергии несут с одной стороны информацию о величи0не требуемых активного и реактив ного токов, а с другой - информацию о требуемой, частоте токов ротора и частоте вращения ротора (о требуемой частоте токов статора).

5 Преобразователь энергии питает асин фонный электродвигатель соответствующими токами и электродвигатель развивает требуемый момент при заданном значении магнитного

0 потока t23.

Недостатком данного электропривода является сравнительно низкая . точность управления моментом электродвигателя, так как величина мо5мента зависит от амплитуды сигнала датчика угла, которая в свою очередь зависит от разбросов коэффи- циента трансформа1ши и изменяется в функции частоты вращения.

0

Цель изобретения - повышение точности управления моментом асинхронного электродвигателя.

Указанная цель обеспечивается

5 тем, что в электроприводе переменного тока генератор опорных сигналов снабжен третьим выходом, формирователь опорных функций - ; треты в годом и введен умножитель частоты с двумя входами, один

0 из котсфых связан с выходом датчи-ка угла, другой - с третьим выходом г.енератора опорных сигналов, выход умножителя частоты связан с третьим входом формирователя

5 опорных функций, а выходы формирователя синусоидальных сигналов подключены ко входам опорных сигналов первого ко.ординатного преобразователя.

0

Формирователь частоты токов ротора снабжен входом синхрониз ции, а генератор опорных сигналов четвертым .выходом, связанным со входом синхронизации, формировате5ля частоты токов ротора.

Формирователь частоты токов ротора может быть выполнен по типу широтно-импульсного модулятора. .

Кроме того., введенный умножитель частоты одним входом подключают к введенному третьему выходу генератора опорных сигналов, а другим - к датчику угла, выход,умножителя частоты связывают с введенным третьим входом формирователя опорных функций, второй выход генератора опорных сигналов выполняют многофазным и связывают со входами опорных сигналов второго координатного преобразователя, а выходы фopMI poвaтeля опорных функций-соединяют со входами опорных, сигналов первого координатного преобразователя..

На фиг. 1 - 3 представлены варианты выполнения предлагаемого электропривода переменного тока; на фиг. 4 - 8 выполнение отделных блоков электропривода; на фиг. 9 - 11 - диаграммы, поясняющие работу .отдельных узлов электропривода переменного тока.

.Согласно первому варианту:электропривод переменного тока содержит асинхронный электродвигатель 1 (фиг. 1), последовательно соединенйые между собой перВ1Ый координатный преобразователь 2, второй координатный преобразователь 3, Преобразователь 4 энергии, выходы которого подключены к выводным зажимам статорной обмотки асинхронного электродвигателя 1.

Выходы задатчика 5 активйого тока и задатчика б реактивного тока подключены к упрааляюиим входам формирователя 7 частоты токов ротора электродвигателя 1 и к информационным входам neipBoro Координатного преобразователя 2, Вькод формирователя 7 роединен с первым входом формирователя 8 опорных Функций, со вторым входом которого соединен первый вход генератора 9 опорных сигналов Шзходы формирователя 8 подключены ко входам опорных сигналов второго координафного преобразователя 3. Второй выход генератора 9 соединен с входом формирователя 10 синусоидальных сиг« налов, выходы которогю подключе1Ш1 ко входам опбрных сигналов первого координатного преобразователя 2.

На валу асинх|зонного электродвигателя 1 установлен датчик 11 угла, выход которого подключен к первому входу умножителя 12 частоты, второй вход которого соединен с третвим выходом генератора 9.

Формирователь 7 частоты токов ротора может быть снабжен входом синхронизации, а генератор 9 четвертым входом, связанным со«входом синхронизации формирователя 7. Координатный преобразователь 2 содержит блоки 13 и 14 умножения, соединенные с сумматоре 15 выход которого является выходом координатного преобразователя 2, а его входы образованы входами блоков 13 и 14.

Формирователь 8 опорных функций

содержит последовательно соединенные между собой блок 16 логики, установленный на входе формировате,ля 8, триггерный делитель 17 частоты и дешифратор 18, установленный

на выходе формирователя 8.

Координатный преобразователь 3 вьтолнен на фазочувствительных выпрямителях 19, первые входы которых образукзт входы амплитуд сиг налов и связан : с выходом координатного преобразователя 2, а другие входы фазочувствительных выпрямителей - входал Опорных сигналов координатного преобразователя 3.

Умножитель 12 частоты может быть выполнен в виде формирователя 20 приращений угла и регулируемого делителя 21 частоты.

В том случае, когда тепловой режим работы асинхронного злектродвигателя 1 сильно колеблется, в схему электропривода вводится датчик 22 температуры (фиг. 2), а формирователь 7 частоты Токов ротора снабжают входом коррекции, который соединяют с выходсм датчика 22 тилпературы, доугой вход которого подключают к задатчика 5 реактивного тока.

По другому варианту выход генератора 9 выполняют многофазнкм и подключа1эт ко входам опорных сигналов координатного преобразователя 3, при этом, как и в первом варианте, ;1ервый выход генератора 9 подключают к первому входу формгфойатёля 8 (фиг. 3), третий ко второму входу умножителя 12 частоты, а ко вводам опсфных сигналов первого Косфдинатного преобраэователя подключены выходы формиррвателя 8 опорных функций. Все остальные связи между элементами длектропривода остаются теми же. В координатном преобразователе

3 каждазй из фазочувствительных выпрямителей 19 может бьать реаляэовдНг например, по схеме/ показаняой на фиг. 4. Ключ 23 своим выходом соединен с конденсатором 24 и со йходом операционного усилителя 25, выход которого образует выход фазочувствительного выпрямителя 19. Коммутирующий вход ключа 23 Образует информационный (амплитудный) вход фазочувствительного к

выпрямителя 19, а управляивдий вход

ключа 23 образует вход опорного сигнала упомянутого выпрямителя и соответственно координатного преобразователя 3.

На фиг, 5 показан пример выполнения формирователя 7 частоты токов ротора, реализующий принцип широтно-импульсной модуляции.

На входе формирователя 7 частоты токов ротора включен компаратор 26 с гистерезисной характеристикой, выход которого подключен к управляющему входу триггера-синхронизатора 27, снабженного, кроме того, входом синхронизации, образукшщм соответствующий вход формирователя 7 частоты токов ротора.

Выход триггера-синхронизатора I образует выход формирователя J7 и дополнительно подключен к 1тепи обратной связи, составленной из умножителя 28 напряжения на знак функции RC-фильтра 29, выход которого подключен ко входу компаратора 26. К амплитудному входу умножителя 28 подключен выход сумматора 30, входы которого образуют управляют.ий и корректирующий входы формирователя 7 частоты токов ротора.

Для вариантов электропривода (фиг. 1 и 2) более полная структурная схема формирователя 8 опорных функций показана на фиг. б и содержит последовательно включенные блок 16 логики, триггерный делитель 17 частоты и дешифратор 18. Один из входов триггерного делителя 17 частоты и два выхода дешифратора 18 образуют трехфазный выход формирователя 8. Четыре входа блока 16 логики образуют соответственно входы формирователя 8.

Формирователь 8 опорных функций для варианта электропривода (фиг.З) показан на фиг. 7. В отличие от формирователя. 8 (фиг. 6} в этом формирователе к выходу триггерного делителя 17 частоты подключены два формирователя 31 и 32 кодов гарМонических функций, в частности синуса и косинуса.

На фиг. 8 показан координатный преобразователь 2 для варианта электродвигателя (фиг. 3). В нем вместо обычных блоков 13 и 14 умножения применены умножителей 33 и 3 напряжения на знак функции и последовательно включенные с ними цифро-аналоговые преобразователи i 35 и 36, выходы которых подключены к сумматору 15.

По первому варианту (фиг. 1) электропривод работает следуквдим образом.

Сигналы 0.задания реактивного и активного токов статора формируются задатчиками 5 и 6 и поступают на информационные входы первого координатного преобразователя 2 (на входы блоков 13 и 14 умножения) и на входы управления формирователя 7 частоты токов ро5 тора. Строго говоря, указанные сиг налы согласно частотно-токовому способу управления моментом асинхронного электродвигателя задают активный и реактивный токи ротора,и яв0 ляктся одновременно сигналами задания момента и потокосцепления ротора JIB первом приближении магнитного потока асинхронного электродвигателя 7.

Сигналы Uj. и Uj являются соот5 ветствующими векторами токов статора в осях q и d координат, вращающихся с частотой токов статора, и представляются в электроприводе в виде напряжений постоянйого тока.

лНа входы опорных сигналов координатного преобразователя 2 (на другие входы блоков 13 и 14 умножения) поступают сигналы Astnurot, и Ассэ tjjfft от формирователя 10 сис нусоидальных сигналов, где А и :амплитуда и частота опорных сигналов.

На выходах блоков 13 и 14 умно1жения формируются сигналы U(j /As nujQt ;и Uj А COS ujpt, которые складываются в сумматоре 15.,на выходе которого сигнал

формируетсяА1и +uj siпluo t + arct - I,

поступающий на информационные вхо-.

ды второго координатного преобрас зователя 3. Величина сигналаДЮ+U 3lad

определяет требуемую величину то ков статора. -

В формирователе 7 частоты токов ротора сигналы UQ и U преобра:0 зуются .в сигнал, пропорциональный величине Uq / Оj и несутий информацию о частоте Шр (fp) токов ротора. Этот сигнал корректируется с помогЦзЮ сигнала синf хронизации, поступаюиего от генератора 9 опорных сигналов, и подается на один из входов формирователя 8 опорных функций. На другие входы этого формирователя поступают. сигналы от генератора 9 опорных

сигналов и от умножителя 12 частоты. Умножитель частоты для всех вариантов электропривода имеет одно и то же исполнение и работает сле5 дующим образом.

Выходной сигнал датчика 11 угла поступает на вход формирователя 20 ,приращений угла и преобразуется в код частотывращения ротора, кото0 рый с по1и1ощью регулируемого делителя 21 частоты преобразуется в частоту выходного сигнала умножителя 12, при этом масштаб преобразования определяется частотой опор5 J сигнала, которая вводится

через второй вход умножителя 12 (дополнительный вход делителя 21 частоты) от генератора 9 опорных сигналов. Таким образом, выходной сигнал умножителя 12 частоты несет в некотором масаггабе информацию о частоте ьиррвращения ротора асинхронного электродвигателя 1 и поступает на вход формирователя 8 опорных функций, на выходе которого формируется, например, трехфазный сигнал, несущий информацию о сумме частот U/gp и сор вращения и токов ротора. Этот сигнал выпо.лняет роль опорных функций и поступает на входы опорных сигналов координатного преобразователя 3 (на входы опорных сигналов фазочувствительных выпрямителей 19).

На выходах координатного преобразователя 3 формируются сигнала, несущие информацию о величине и частоте токов статора и выполняющие роль сигналов задания фазных токов асинхронного электродвигателя 1. Эти сигналы поступают на вход преобразователя 4 энергии, который выполнен в виде регулируемого источника тока и который питает асинхронный двигатель токаками, -частота которых равна

Ш

рш

где

р - число пар полюсов,

вели2

его пропорциональна. А

чина

Таким образом, осуществляется управление величиной токов статора и частотой токов ротора в соответствии с сигналами задания t/n и U и осуществляется управление моментом согласно частотно-токовому способу управления асинхронным электродвигателем.

Для ocyщecтвeJJeния автоматического управления моментом при регулировании с помощью электропривода скорости и положения нагрузки задатчик б активного тока выполняют в виде регулятора скорости (положения) , на вход обратной связи которого поступает информация от умножителя 12 частоты, в частности от формирователя 20 приращенийГ угл На фиг. 1 эта связь не показана.

Электропривод по второму варианту (фиг. 2) работает аналогично. Отличие заключается в формировании частоты токов ротора. В этом электроприводе частота токов ротора формируется с учетом реальной температуры асинхронного электродвигателя 1, что позволяет учесть изменение активного сопротивления ротора а процессе работы электропривода. Сигнал с датчика 22 температуры поступает на корректирующий

вход формирователя 7 частоты ротора, в котором осут.ествляется формирование сигнала, величина которого пропорциональна

гдеоС- коэффициент; 6 - изменение температуры электродвигателя 1. Таким образом, формирование частоты ujp токов ротора идет с поправкой

Tj- 0 б , для формирования кото15ой в

электроприводе (фиг. 2) сигнал поступает на вход датчика 22 температуры.

В рассмотренных вариантах электропривода (фиг. 1 и 2) на входы опорных сигналов координатного преобразователя 2 поступают с нормированной амплитудой А синусоидальные сигналы от формирователя 10. Поэтому сигнал на выходе координатного преобразователя 2 оказывается строго пропорциональным сигналам 0. и Lf и независимым от скорости вращения, что повышает точность управления моментом и потокосцепление ротора асинхронного электродвигателя 1.

В электроприводе по фиг. 3 по.вышение точности управления моментом достигается за счет того, что на входы опорных сигналов координатного преобразователя 2 поступают нормированные по величине опорные сигналы от формирователя 8 опорных функций. При этом на входы опорных сигналов координатного преобразователя 3 поступают нормированные опорные сигналы от генератора 9 опорных частот. В этом элек) троприводе сигналы на выходе координатного преобразователя 2 несут информацию о величине тока статора, как. и в вариантах электропривода (фиг. 1 и 2), только частота этого сигнала содержит помимо частоты tjoj, частоту р to gp+tOp. В остальном работа электропривода по фиг. 3 не отличается от работы электропривода по фиг. 1 и 2.

На.фиг. 3 показан упрощенный вариант электропривода для случая, когда потокосцепление не регулируется и не учитывается температура электродвигателя 1. В действительности электропривод и по этому варианту может быть дополнен задатчиком 5 реактивного тока, датчиком 22 температуры/ а также формирователь 7 частоты токов ротора может быть снабжен входами синхронизации и коррекции, подключенными соответственно к выходам генератора 9 опорных сигналов и датчика 22 температуры.

Рассмотрим работу предлагаемо 5 го электропривода (фиг. 1-3) на основе работы отдельных узлов (фиг, 4 - 8).

Фазочувствительний выпрямитель 19 может быть реализован по схеме фиг. 4. В момент действия импульса KQ , поступаюмего с выхода фор- 5 мирователя 8, ключ 23 замыкается и на конденсаторе 24 быстро устанавливается величина D тока статора, которая является мгновенным значением фазного тока статора. It Затем ключ 23 размыкается, а величина j тока статора на конденсаторе 24 сохраняется неизменной до следующего замыкания .ключа 23. Чтобы конденсатор 24 не разряжался 15 и передавал величину тока статора без изменений, усилитель 25 выполняют с возможно большим входным сопротивлением. Частота поступления импульсов Ко равна f l(pfgp tfgpj 20

Координатный преобразователь 3 содержит фазочувствительнЫе .выпрямители 19, например, .по числу фаз электродвигателя. На входы всех выгфямителей 19 поступает один 25 и тот же сигнал () где Jj. - амплитуда тока статора,

I л 7

пропорциональная сигналу а Получение трехфазного сигнала на 30 выходе координатного преобразоваеля 3 поясняется графиками (фиг.9), где приведены синусоидальный сигнал с амплитудой 3с и частотой

o 2Jrf 2J7/T ;35

импульсные сигналы Kg, К,2о 240 оступающие на соответствукхдие фазочувствительные выпрямители 19 и сдвинутые по времени t на величину То/З . Значение сигналов Л,J ; 40 2, 2 э з выходах выпряителей 19 образуют трехфазную систему сигналов, являюйихся сигналами задания тока статора для преобразователя .4 энергии. Выражение 45 для выходного сигнала выпрямителя 19 (фиг.. 4) при поступлении на

его вход сигнала Jj.cos (2Jfo ) имеет вид

(р др1 р|+Ч.5а

На фиг. 5 показана схема формиователя 7 частоты токов ротора, выполненного в виде широтно-импуль.Ег ного модулятора. Коммутатор 26 и триггер 27 об- 55 азуют прямую цепь широтно-импульсного модулятора, а умножитель 28 на знак и КС-фильтр 29 образуют цепь обратной связи. Благодаря Факому включению указанных элементов 60 на выходе триггера 27 (выходе.форирователя 7) .устанавливанзтся шиотно -импульсные колебания, амлитуда которых постоянна (фиг.10), период Т определяется зоной гис- 5

терезиса компаратора 26 и постоянной времени RC-фильтра 29. На первый управляющий вход формирователя 7 (фиг. 5) поступает сигнал С/л В формирователе 7 реализуется отношение м - т- t.s.

Ud

где fcj, - длительность импульса-на выходе формирователя 7. Благодаря этому свойству широтно-импульсного модулятора могут быть реализованы все требования, предъявляемые к формирователю 7 частоты токов ро-ора.

Так, например, в вариантах электропривода (фиг. 1);сигнал Ug принимает значение Ua,- для чего на один вход сумматора 30 (управляющий входформирователя 7) поступает сигнал (, сигнал Ug-O На выходе формирователя 7 в этом случае формируется широтно-модулированный сигнал, для которого справедливо, равенство

Ч «

:i ,

Триггер 27 обеспечивает формирование периода Т и длительности импульса t р, , кратными периоду синхронизирующего сигнала, поступающего от генератора 9 опорных сигналов.

В случае, когда измеряется температура асинхронного электродвит гателя 1, на вход сумматора 30 (корректирующий вход формирователя 7) поступает сигнал U2 -KciQUj от датчика температуры, кдеК - .коэффициент приведения функции (-f+otQ к функции 7/I Koi-Q. При этом датчик 22 температуры питается напряжением, пропорциональным сигналу U В этом случае сигнал 00 Ц (-(-(ot.Cl) и частота токов ротора оказывается пропорциональной сигналу

У U {l-Kot(3) .

На фиг. 10 показан пример, когд изменяется сигнал Ucj, и согласно ЭТОМУ имэеняется ц-иротно-импульсный сигнал на выходе формирователя 7.

По второму варианту электропривода формирователь 7 .частоты токов ротора может быть выполнен с

и -const

и и , vcrr

а также с датчиком температуры.

Во всех вариантах электропривода. сог.пасно изобретению на входы формирователя 8 опорных функций от генератора 9 опорных сигналов поступают сигналы двух опорных часто F2,OT умножителя 12 частоты сигнал с частотой F- и от формиробателя 7 - широтно-модулированный сигнал. В результате на выходе формирователя 8 образуется многофазный сигнал, частота которого равна fo (pfер р разностью . - э . Частбта выходного сигнала триггерного делителя 17 частоты рёвна числу илтульсов, поданных нs его вход, деленному на объем делителя. Поэтому составляющую получают делением частоты F,,, а составляющую f JJ ± р , - путем изменения среднего, числа импульсов, поданных на вход делителя 17 частоты в течение интервала времени, заданного периодом формирователя 7 широтно-импульс ного сигнала, для чего блок 16..логики реализует функцию Я. Р Pj р где fb широт но-импульхашй Сигнал. Р, - импульсная последовательность содержащая избыточные импульсы относительно несущей частоты F2 - импульсная последовательность, в ко торой вырезано количество импульсов из FO , совпадающее с числом избыесли1„ |-хПоэтому, точных в F, средняя частота на выходе делителя 17 равна РОГ а выходная - f. Если ti г то преобладает БЦ и выходная частота f,fjjt Величина отклонений выходной частоты от f . соответствует частоте токов ротора и.соответственно имеем . Отличие в работе формирователя 8 опорных функций по фиг.7 от формирователя опорных функций по фиг.6 з ключается в том, что на его йыходе формируются кода синуса Mg;,. и косинуса Njjjjg, изменяющиеся с частотой f,t(pfBp±f) (фиг. 11) . Для этого применены формирователи 31 и 32 кодов гармонических функций, на входы которых поступают сигналы с триггерного делителя 17 частоты. На диаграммах (Фиг. 11), поясняющих работу формирователя 8 (фиг.7) показано, как из периодически линейно изменяющегося кода N на выходе делителя 17 в фс мирователях 31 и 32 образуются коды синуса Ng и косинуса МСРЗ сигналы задания полупериодов S и С. Точность апроксимации синуса и косинуса определяется величиной , где п- число разрядов делителя 17 частоты. Формирователь 8 опорных функций ( предназначен для варианта электропривода (фиг. 3) , в котором в координатный преобразователь 2 выполнен по схеме фиг. 8. В этом варианте .сигналы Ujj и и„ в координатном преобразоваетеле 2 поступают на входы. умножителей 33 и 34 напряжения на знак функции, цифро-аналоговые преобразователи 35 и 36, а затем сумматор 18. На цифровые входы преобразователей 35 и 36 подаются коды синуса и косинуса от формирователя 8, а на их входы опорных напряжений - знакопеременные сигналы tUo и tUj, знак которых определяетсй логическим уровнем (О или 1) . сигналов полупериода S и С. На выходах преобразователей 35 и 36 формируются косинусоидальный и синусоидальный сигналы с амплитудами, равными Lfj и Uc,, соответфтвенно и частотой (pfgp±fp). На выходе сумматора 18 формируется сигнал с упомянутой частотой и амплитудой. Пропорциональной величине lU.-t-U , SI q, Этот сигнал преобразуется в координатном преобразователе 3 с помощью импульсных сигналов частоты f с разностью фаз4s-, . поступэ щих от гегенратора 9 опорных сигналов, в трехфазный сигнал задания фазных токов статора, который воздействует на вход преобразователя 4 энергии. Предлагаемый электропривод имеет высокие регулировочные характеристики - момент и магнитный поток асинхронного электродвигателя определяются сигналами задания и нч зависят от скорости вращения. Это достигается за счет того, что исключена из канала формирования амплитуды тока статора амплитуда Сигналов датчика угла. Кроме того, электропривод является технически более совершенным. Отсутствует О17раничение на тип применения датчика угла: может быть использован либо кодовый, либо импульсный, либо датчик на основе СКВТ. При этом число пар полюсов у СКЁТ может отличаться от числа пар полюсов асинхронного электродвигателя, что существенно упрощает техническую реализацию. Применение широтно-импульсного Модулятора в качестве формирователя частоты токов ротора позволяет исключить сложные аналоговые функциональные блоки, что упрощает электропривод и повышает Точность и надежность работы в -случаях, когда требуется регулирование потока и учет температуры асинхронного электродвигателя. Использование приемов преобразования и средств техники позволяет во многих функциональных узлах электропривода отказаться от настройки рабочих точек,, как того требуют технические решения на элементах аналоговой техники. При использовании предлагаемого электропривода в замкнутых системах регулирования скорости и положения нагрузки не требуется установка специальных датчиков скорости и угла; информация по скорости необходимая для устойчивости электропривода, может быть получена с помощью умножителя частоты с выхода формирователя приращений угла.

I I

/5

19

ш

8

ffl

га

синхронизации Фиг.5

72

4г. 7 ст -eXj Bb/j(0dr п m гп

Af -1/V-/

N,

Sin

.

s-I

/Veos

-. г1 f-I