Формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем Советский патент 1983 года по МПК H02P5/34 

j Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электроприводу переменного тока с синхронными электродвигателями, и может ть использовано в электроприводах,управляющих скоростью и положением рабочих органов различных производственных механизмов, например, металлообрабатывающих станков.

Известен формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, содержащий датчик углового положения, датчик электродвижущей силы двигателя и формирователь нормированных опорных напряжений, имеющий в своем составе блок апериодических звеньев. Выходы датчиков углового положения и электродвижущей силы двигателя подключены ко входам блока апериодических звеньев СЦ.

Недостатком этого устройства является невысокая точность формирования опорных сигналов в связи с тем, что на частотах вращения двигателя, близких к нулю,.опорные сигналы формируются за счет сигналов датчика углового положения,а при частотах вращения,близких к номинальной, в основном за счет сигналов датчика электродвижущей . силы двигателя. При этом погрешности датчика углового положения целиком переходят в погрешности фор мирователя опорных сигналов в зоне частот вращения, располагаемых около Н5левой, а при. скоростях вращения близких к номинальной, ослабление действия погрешностей датчика бывает недостаточньпм. Кроме тозго погрешности датчика электродвижущей силы двигателя во многом определяют погрешности формирователя опорных сигналов и препятствуют получению опорных сигналов синусоидальных по форме, с равными амплитудами и междуфазовыми углами.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь опорньрг сигналов для управления синхронным электродвигателем, в содящий в электропривод, содержащий формирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев,датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ротором датчика углойого положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход .косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым cy 1миpyющим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового по ложения и синхронного генератора подключены ко второму суммирующему входу блока апериодических звень

ев, выходы которого соединены с входами формирователя нормированных , опорных напряжений С23.

Недостатком данного устройства являются большие погрешности формирования опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, поскольку на вход блока апериодических звеньев поступают напряжения синхронного генератора,

0 который необходимо выполнять точным потому, что его напряжения используются также для формирования напряжения, пропорционального частоте вращения двигателя. В этих услови5 ях погрешности формирования напряжений на выходах блока апериодических звеньев определяются в основном погрешностями датчика углорого положения, так как фильтрация его сигQ налов в блоке апериодических звеньев оказывается недостаточной по сравнению с напряжениями, синхронного генератора. Это приводит к тому, что погрешности формирования опор5 ных сигналов определяются в OCHOJBном погрешностями датчика углового положения.

Цель изобретения - повышение точности. . i

0 Поставленная цель достигается тем, что в формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем, содержащий формирователь нормированных опорных на5 пряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с .ротором датчика углового положения, причем выход сиQ нусоидального сигнала последнего и выход- косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических зйеньев, а выходы косину- соидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового положения и синхронного генератора подключены ко второму суммирующему входу блока апериодических звеньев, выходы которого соединены с входами формирователя нормированных опорных напряжений, введены блок умножителей и задатчик величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу блока умножителей, с

5 первым и вторым входами которого соелинены соответственно выходы синусоидального и косинусоидального . сигналов формирователя нормированньтх опорных напряжений, причем первый и

0 второй выходы блока умножителей соединены соответственно с первым и вторым суммирующими входс1ми блока апериодических звеньев.

На чертеже представлена функцио- ,

5 нальная схема формирователя опорных сигналов для управления синхронным электродвигателем. Формирователь опорных сигналов для управления синхронным электродв гателем содержит формирователь 1-но мированных опорных напряжений,блок 2апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный г-е нератрр 4, ротор которого механичес ки связан с ротором датчика 3 углового положения. Выход синусоидального сигнала датчика 3 углового положения и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора 4 соединены с первым суммирующим входом 5 блока 2 апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика 3 углового положения и синхронного -генератора 4 подключены ко второму суммирующему входу б блока 2 апериодических звен ев. Выходы последнего соединены с входами формирователя 1 нормированных опорных напряжений. Формирователь опорных сигналов для управления синхронным .электроI двигателем содержит также блок 7 ум ножителей и задатчик 8 величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающему входу 9 блока 7 умножителей, с первым 10 и вторым 11 входами которого соединены соответственно выходы синусоидального, и косинусоидального сигналов формирователя нормированных опорных напряжений. Первый 12 и второй 13 выходы блока 7 умножителей, соответ ствующие его первому 10 и второму 11 входам, соединены соответственно с первым 5 и вторым б суммирующи ми входами блока 2 апериодических звеньев. Блок 2 апериодических звеньев содержит, например, два апе риодических звена 14 и 15. Датчик 3углового положения состоит, в дан ном случае, из синусно-косинусного вращающегося трансформатора,соединенного выходами с фазочувствит ьннми выпрямителями. Выходы последних соединены с выходами датчика 3, углового положения. Формирователь нормированных опорных напряжений содержит, например, формирователь многофазных напряжений прямоугольной формы, выходы которого.подключены к управляющим цепям резисторных синусной и косинусной матриц. Устройство работает следующим образом. С выходов датчика 3 углового по ложения двухфазное напряжение и sin ot и и cos ot, где d- угол поворота ротора датчика 3 углового положения, поступает на первый и второй суммирующие входы блока 2 апериодических звеньев. С выходов синхронного генератора 4 двухфазное напряжение - U cf-sintiL и U2oicosot поступает на второй б и первый 5 суммирующие входы блока .апериодических звеньев соответственно. При этом ot ui - круговая частота вращения ротора датчика 3 углового положения для р 1, где р - число пар .полюсов, датчика углового положения. На первый 5 и второй б суммирующие входы блока 2 апериодических звеньев поступает двухфазно напряUpCesoi с выходов жение UQ sin ot и .блока 7 умножителей. При определенном выборе резисторов и конденсаторов устройства двухфазное напряжение Us-inoC и Ucosoi формируется на выходе блока 2 апериодических звеньев в основном за счет напряжений с выходов синхронного.генератора .4. Так как напряжения синхронного генератора 4 имеют стабильную величину и практически идеальную синусоидальную форму (генератор 4 выполняется прецизионным то и напряжения на выходе блока 2 апериодических звеньев оказываются стабильными по величине и синусоидальными по форме. Соответственно на выходе формирователя нормированных опорных напряжений формируется двухфазное сйнусои-, даль ное напряжение si not и. coso.- с единичной (нормированной); амплитудой, С помощью блока 7 умножителей формируются напряжения, которые по фазе совпадают с напряжениями от датчика 3 углового положения. Это позволяет уменьшить величину U.., напряжения, т.е. уменьшить роль датчика 3 углового положения в формировании напряжений на выходе апериодических звеньев 14.и 15. Следовательно и погрешности датчика 3 углового положения будут мало сказываться на точности. Роль датчика 3 углового положения практически сведена к заданию начального значения выходных функций sin А и cosoL, которые допустимо определять с погрешностями. В. дальнейшем, при появлении сигналов с синхронного генератора 4 сигналы с выходов блока 7 умножителей, определяемые по выходным напряжениям блока 2 апериодических звеньев, выполняют роль сигналов датчика 3 углового положения. . Применение предлагаемого йзоб етения позволяет упростить технологию изготовления датчика углового положения и понизить его стоимость. Кроме того, повышение точности характеристик устройства.приводит к улучшению технико-экономических показателей синхронных электроприводов, что, в свою очередь, дает экономический эффект от примене-. ния этих электроприводов в народ ном хозяйстве.

Usittd

tff slnA

Н&аЛ.

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНЫХ СИГ.НАЛСЖ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННБМ JЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащий фор-, мирователь нормированных опорных напряжений, блок апериодических звеньев, датчик углового положения и синхронный генератор, ротор которого механически связан с ротором датчика углового, положения, причем выход синусоидального сигнала последнего и выход косинусоидального сигнала синхронного генератора соединены с первым суммирующим входом блока апериодических звеньев, а выходы косинусоидального и синусоидального сигналов соответственно датчика углового положения и синхронного генератора подключены ко второму суммируюшему входу блока апериодических звеньев, выходы которого соединены с входами формиройателя нормированных опорных, напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,в него введены блок умножителей и за датчик величины опорного напряжения, выход которого подключен к задающе- му входу блока умножителей, с первьам и вторым входами которого соединены соответственно выходы синусоидальных и косинусоидального сигнаО) лов формирователя нормированных опорных напряжений,-причем первый и С второй выходы блока умножителей соединены соответственно с первым и вторым суммирующими входами блока апериодических звеньев.