Электропривод Советский патент 1983 года по МПК H02P7/42 H02P7/46 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к области систем точного электропривода переменного тока, построенных на частотно-фазовому принципу стабилизации скорости и может быть использовано в промышленных установках с низкими скоростми движения рабочего органа, требующих повышенной стабильности высок;их динамических показателей при широком диапазоне регулирования.

По основному авт.св. № 649116 известен электропривод, содержа1ДИЙ машину двойного питания, одна обмотка которой подключена к преобразователю регулируембй частоты, управляемому от задающего генератора и схемы управления, включаютей корректирующее устройство и фазовый детектор, другая обмотка подсоединена к источнику возбуждения (сети переменного тока, либо преобразователю постоянной частоты),, а третья обмотка является измерительной и размещенав рабочем зазоре машины, сумматор, входы которого подключены к измерительной обмотке и к датчику тока возбуждения мапшны, а выход сумматора соединен с фазовым детектором, при этом измерительная обмотка дополнительно соединена с другим входом фазового детектора.

Устройство позволяет снизить стоимость и повысить надежность электропривода и, кроме того, измерять угол нагрузки синхронного двигателя, изменения которого обусловлены только отклонениями ротора относительно вектора магнитного поля Щ

Одним из недостатков этого устройства является низкая точность задания разности частот питания обмоток махиины, а, следователь ноу низкая точность стабилизации средней скорости электропривода. В данной схеме точность задания частоты питания одной.обмотки определяется стабильностью выходной частота, задающего генератора, а для второй стабильностью частоты сети переменного тока, которая даже для объединенных энергосистем равна 0,2%...Таким образом, частоты питания обмото машины задаются от двух не взаимокоррелированных источников, что .снижает точность стабилизации. Для обепечения минимальной погрешности задания средней скорости машины необходимо, что частоты питания обмоток задавались от двух взаимнокоррелированных источников, в противном случае погрешность задания скорости в общем случае будет определяться суммой нестабильностей частот напряжений, питающих обмотки машины. Вторым недостатком устройства является отсутствие обратной связи по

скорости, что приводит к возможности в данном фазср-импульсном электроприводе режима биений, который возникает при приеме или сбросе нагрузки, изменении режима работы и т.д, так как в этих переходных режимах колебания угла нагрузки выходят за пределы линейного участка характеристики фазового детектора, и фазовый контур регулирования в этом случае является обратной связь в цепь которой включена периодическая нелинейность. Это обусловлено тем, что фазовый детектор работает как линейный элемент в ограниченной зоне текущего неравенства фаз сравниваемых частот.

Цель изобретения - повышение точности стабилизации и расширение диапазона регулирования скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий машину двойного питания, одна обмотка которой подключена к преобразователю регулируемой частоты, соединенным с задающим генератором и со схемой управления, включающее .последовательно соединенные.корректирующее устройство и фазовый детек тор, другая обмотка подсоединена к источнику возбуждения, а третья обмотка является измерительной и размещена в рабочем зазоре машины, сумматор, входы которого подключены к измерительной обмотке и к датчику тока возбуждения машины, а выход сумматора соединен со входом фазового детекторе, при этом измерительна обмотка дополнительно соединена с другим вхолом разового детектора, дополнительно введены управляемый и неуправляемый делители частоты, электронный коммутатор, цифровой регулятор скорости и датчик частоты вращения вала электродвигателя, причем входы делителей частоты соединены .с выходом задающего генератора, управляющий вход управляемого делителя частоты подключен к выходу электронного коммутатора, вход которого черев цифровой регулятор скорости присоединен к выходу датчика Чс|стоты вращения, а выходы управляемого делителя частоты соединен с преобразователем, а выход неуправляемого делителя частоты - с источником возбуждения.

На чертеже изображена функциональная схема электропривода.

Электропривод состоит из задающего генератора 1, подключенного через управляемый делитель 2 частоты к преобразователю 3 регулируемоА частоты. Преобразователь 3 соединен с обмоткой 4 управления синхронного редукторного двигателя двойного питания с ротором 5. Обмотка :6 возбуждения двигателя подключена к преобразователю 7 постоянной частоты, вход которого через делитель 8 частоты с постоянным коэффициентом деления подключен к выходу задающего генератора 1. Двигатель снабжен измерительной обмоткой 9, имеющей число пар полюсов обмотки б. Выход обмотки 9 соединен с входами сумматора 10 и фазового детектора 11. Другой вход сумматора поделючен к активному сопротивлению 12 в цепи обмотки б, а эыход сумг матора - к фазовому Детектора 11. Выход фазового детектора 11 соедине с корректирующим устройством 13 схемы управления преобразователем.3

В схему электропривода помимо управляемого 2 и неуправляемого 8 делителей частоты дополнительно введены электронный коммутатор 14, цифровой регулятор 15 скорости и датчик 16 частоты вращения вала электродвигателя. Датчик 16 частоты вращения механически соединен с ротором двигателя 5, а выход датчика 16 частоты вратения подключен к входу регулятора 15 скорости, выход которого через электронный коммутатор 14 соеддиен с вторым входом управляемого делители 2 частоты.

Работает система электропривода следующим образом.

Регулирование скорости двигателя осуществляется электронным коммута.тором 14, который изменяет коэффициент передачи делителя 2 частоты, а следовательно/ и частоту питания обмотки 4 управления двигателя.

Задающий генератор 1 работает на постоянной частоте, что упрощает его схемную реализацию.

Данное устройство регулирования скорости позволяет наиболее просто осуществить согласование системы

управления электропривода с ЭВМ, что в ряде случаев Весьма важно. При воздействии на ротор двигателя воз- . мущения, т.е. при изменении момента

0 нагрузки, ротор изменяет свою мгновенную скорость относительно поля статора, что приводит к изменению выходной частоты датчика /16. Цифровой регулятор скорости 15, контролируя сигнал датчика частоты вращения, через электронный коммутатор 14 воздействует на управляемый делитель 2 частоты дискретно, изменяя его коэффициент пер.едачи, что приводит к изменению частоты питания обмотки управления двигателя, и, следовательно, скорос и вращения результирующего магнитного поля статора. Если, например,скорость

5 ротора уменьршлась, то частота обмотки управления увеличилась, и наоборот , с увеличением скорости двигателя частота уменьшается. Та- КИМ образом осуществляе ся стабилизация скорости вращения электропривода. При пуске реверсе, переходе с одной скорости на другую и остановке привода регулятор скорости формирует нербходимый темп изменения частоты питания обмотки

5 управления двигателя, обеспечивающий требуемые показатели качества переходных процессов.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПО авт. св. № 649116, отлит а ю ад и и с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации и расширения диапазона регулирования скорости, в него дополнительно введены управляе1 лй инеуправляемый делители частоты, электронный коммутатор, цифровой регулятор скорости и датчик частоты вращения вала электродвигателя, при-, чем входы делителей частоты соединены с выходом задающего генератора, управляющий вход управляемого делителя частоты подключен к выходу электронного коммутатора-, вход которого через цифровой регулятор скорости присоединен к выходу датчика частоты .вращения, выход управляемого делителя частоты соединен с преобразователем, а выход неуправляемого .делителя частоты - с источником воз- Суждения.§ сл со О)