Электропривод гироприбора Советский патент 1985 года по МПК H02P7/36 

блока фазирования, объединенные вторые входы первого и четвертого элементов 2И-НЕ и объединенные вторые входы второго и третьего элементов 2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока фазирования, объединенные третьи входы элементов Эй-НЕ являются пятым входом блока фазирования, выход которог образован выходами элементов ЗИ-НЕ,

при этом нулевой вывод трансформатора однофазного инвертора подключен к силовому выходу введенного ключа, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импуль сов перевозбуждения, а силовой вхрд предназначен для подключения к источнику постоянного тока.

1. ЭтКТРОПРИВОД ГИРОПРИБОРА, содержащей гистерезисный электродвигатель, связаннькК цепями статора с выходом инверт фа напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляювЕ ий вход инверторе Соединен с.выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генератором, блок импульсного перевозбуждения, связанн{| й с цепями статора электродвигателя, блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом - к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, блок импульсного перевозбуждения вьтсшнен в виде однофазного инвертора на управляеьолх ключах с трансформаторным выходом, а блок управления содержит блок фазирования с пятью входами и триггер, причем вторичная обмотка трансформатора однофазного инвертора включена последовательно в одну из цепей статора электродвигателя, блок фазирования первым и вторым входами подключен к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, третьим и четвертьм входами к прямому и инверсному выходам одной из фаз фазорасщепителя,пятым входом - к счетному входу триггера и к выходу блока задания частоты, фазы и длительности швтульсов пере(Л возбуждения, а выходами - к соответс ствующим управляющим входам ключей однофазного инвертора, цепи питания которого предназначены для подключения к источнику постоянного тока. 2. Электропривод по п. 1, о т л и.42 .чающийся тем, что в него ввеел ден yпpaвляe я й ключ, однофазный ин4 вертор выполнен по нулевой схеме с трансформаторным выходом, а блок со З1фования содержит четыре элемента 2И-НЕ и два элемента ЗИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам второго элемента ЗИНЕ , объединенные первые входы перво- го и третьего элементов 2И-НЕ и объединенные первые входы второго и четвертого элементов 2И-НЕ являются соответственно первым и вторым входами

Изобретение относится к электронике, а именно к электромеханическим устройствам гироприборов.

Известен электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, инвертор, задающий генератор, блок импульсного перевозбуждения,.регулятор напряжения 1 .

Недостаток электропривода состоит в одностороннем подмагничивании статора электродвигателя, что вызывает магнитную разбалансировку и ведет к дополнительной ошибке гироприбора.

Известен электропривод, содержащий гистерезисный электродвигатель, трехфазный инвертор напряжения, разделительный ключ в цепи питания инвертора, импульсный накопитель энергии (конденсатор), источник постоянного тока, задающий генератор, делитель частоты, фазовращатель и блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения {2.

Недостатком электропривода является низкаг стабильность выходного напряжения инвертора ввиду отсутствия общей отрицательной обратной связи, введение которой затруднительно изза наличия импульса перевозбуждения в цепи питания инвертора.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод гироприбора, содержащий гистерезисный электродвигатель, связанный цепями статора с выходом инвертора напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляющий вход инвертора соединен с выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задакицим

генератором, блок импульсного перевозбуящения, связанный с цепями статора, блок задания частоты, фазы и дпительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения. Такой электропривод позволяет вводить отрицательную обратную связь по выходному напряжению инвертора, независимо от режима

работы блока импульсного перевозбуждения 3,

Недостатками электропривода являются одностороннее подмагничивание статора электродвигателя, ведущее к

магнитной разбалансировке и к дополнительной погрешности гироприбора, и ограниченный диапазон регулирования фазы и длительности импульсов перевозбуждения. Кроме того, наличие

силовых ключей блока импульсного перевозбуядения в цепи питания электродвигателя снижает надежность электропривода. ,

Цель изобретения - повьипение точности и надежности электропривода гироприбора.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе, содержащем гистерезисный электродвигатель, связанный цепями статора с выходом инвертора напряжения, силовой вход которого соединен с регулятором напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, управляющий вход инвертоpa соединен с выходами фазорасщепителя, вход которого через делитель частоты соединен с задающим генерато ром, блок импульсного перевозбуудения, связанный с цепями статора электродвигателя блок задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, входами подключенный к выходу задающего генератора и к одному из выходов фазорасщепителя, а выходом - к блоку управления блоком импульсного перевозбуждения, блок импульсного переврзбуядения выполнен в виде однофазного инвертера на управляеньдх ключах с трансформаторн1Л4 выходом, а блок управления содержит блок фазирования с пятью входами и триггер, причем вторичная обмотка трансформатора однофазного инвертора включена последовательно в одну из цепей статора электродвига теля, блок фазирований первым и вторым входами подключен к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, третьим и четвертам входами к прямому и HHBepcHceiy выходам одной из фаз фазорасщепителя пятым входсж . к счетному входу триггера и к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, а выходами подключен к соответствующим управлякщим входам ключей однофазного инвертора, цепи питания кото рого предназначены для подключения к источнику nocTcwHHoro тока. Кроме того, в электропривод гироприбора введен управляем ключ, однофазный инвертор вьшолнен по нулевой сх€ме с трансформаторным выходом а блок фазирования содержит четыре эл04ента 2И-НЕ и два элемента ЗИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-НЕ подсоединены к перво му и второму входам второго элемента ЗИ-НЕ, объединеншле первые входы пер вого и третьего элементов 2Й-НЕ и объединенные первые входы второго и четвертого элементов 2Й-НЕ являются соответственно первьж и вторым входа ми блока фазирования, объединенные вторые вхрды первого и четвертого элементов 2И-НЕ и объединенные вторые входы второго и третьего элемен тов 2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока фа зирования , объединенные третьи входы элементов ЗИ-НЕ являются пятым входом блока фазирования, выход которого образован выходами элементов ЗИ-НЕ, при этом нулевой вывод трансформатора однофазного инвертора подключен к силовому выходу введенного ключа, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения, а силовой вход предназначен для подключения к источнику постоянного тока. На фиг. 1 представлен электропривод гироприбора; на фиг. 2 - варианты возможного суммирования выходного фазного напряжения инвертора с импульсаИИ перевозбуяздения. Электропривод гироприбора содержит гистерезисный электродвигатель 1, соединенный цепями статора с выходом инвертора 2 напряжения, регулятор 3 напряжения, выход Которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока. Инвертор 2 напряжения управлякщим входом подсоединен к выходу фазорасщепителя 4, вход которого через делитель 5 частоты соединен с выходом задающего генератора 6. Задающий генератор 6 и фазорасщепитель 4 связаны с входами блока 7 задания частоты фазы и длительности импульсов перевозбуждения. Блок 8 импульсного перевозбуждения выполнен в виде однофазного нулевого инвертора на управляемых -ключах 9 и 10 и обратных диодах It и 12 с трансформаторным выходом, причем вторичная обмотка 13 трансформатора 14 включена последовательно с одной из фаз электродвигателя 1, а нулевой вывод первичной обмотки 15 предназначен для подсоединения к источнику постоянного тока через управляемый ключ 16. Блок 8 импульсного перевозбуждения соединен с блоком 17 управления, содержащим блок 18 фазирования, который состоит из четырех логических элементов 19-22 2И-НЕ и двух элементов 23 и 24, ЗИ-НЕ, и триггер 25. Выходы первого 19 и второго 20 элементов 2И-НЕ подсоединены к первому и второму входам первого элемента ЗИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов 2И-Ж подсоединены к первому и второ- му входам второго элемента ЗИ-НЕ, объединенные первые входы первого 19 и третьего 21 элементов 2И-ИЕ и объединенные первые входы второго 20 и четвертого 22 элементов 2И-НЕ являются соответственно первьо4 и вторым входами блока 18 фазирования, объединенные вторые входы второго 20 и третьего 21 элементов 2И-НЕ являются соответственно третьим и четвертым входами блока 18 фазирования, объединенные входы элементов ЗИ-НБ 23 и 24 являются пяткы входом блока 18 фазирования, выход которого образован выходами элементов ЗИ-НЕ 23 и 24 В качестве источника шатания одно фазного инвертора может быть примене дополнителышй источник постоянного тока, что зависит от конкретного шлполнения электропривода. Инвертор 2 напряжения мджет быть выполнен по трехфазной мостовой схеме с трансформаторн{ { или гальваническим управ лением, а регулятор 3 напряжения в . зависимости от мощности электродвигателя 1 - по Линейной компенсационной или импульсной схеме, фдзсфасщепитель 4 выполнен по кольцевой пересчетной схеме на 1К-триггерах. Делитель 5 частоты состоит из стандартных счетчиков, а задающий генератор 6 представляет собой одну из известных релаксационных схем, например мультивибратор. Блок 7 задания часто ты, фазы и длительности импу оьсов перевозбуждения может быть выполнен на реверсивных программщ)уемых счетчиках, , регистрах или дешифраторах. Электропривод работает следунлщ м образом. Сигнал с выхода задающего генератора 6 поступает на делитель 5 часто ты, на выходе которого формируется сигнал с частотой, необходимой для работы фазорасдапителя 4. Фазорасщепитель 4 преобразует однофазный сигнал делителя 5 частоты в трехфазный. С выхода фазорасщепителя 4 трехфазная система сигцалов поступает на цепи управления инвертора 2 напряжения, выходное напряжение которого стабилизируется (регулируется) ври помощи регулятора 3 напряжения. Кро ме того, от задающего генератора б и фазорасщепителя 4 синхронизщ уется работа блока 7 задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения. Сформированные импульсы перевозбуждения и импульсы одной из фаз фазорасщепителя 4 управляют ключом 16 и через блок 17 управления ключами 9 и 10 блока импульсного перевоз43буждения. Управление происходит следующим образом. При отсутствии сигнала на выходе блока 7 задания частоты, фазы и длительности импульса перевозбуждения триггер 25 находится в cor стоянии, например, логический ноль, что соответствует открытому состоянию ключей 9 и 10, чем обеспечивается закорачивание первичной обмотки 15 трансформатора 14 и устранение индуктивного сопротивления в цепи питания злектройвигателя 1. Ключ 16 в этом режиме закрыт. С приходом очередного импульса перевозбуждения на выходах логических элементов 19 и 20 . 2И-НЕ появляются логические единищ 1, а на выходах логических элементов 21 и 22 2Й-НЕ соответственно логические ноль и еди1Шца, что соответствует наличию логического нуля на выходе логического элемента 23 ЗИ-НЕ и логической еда1ни19л на выходе логического эл«а4ента 24 ЗИ-НЕ. При этом ключ 9 закрыт, ключи 10 и 16 открыты и на (щной обмотке 13 трансформатора tA формируется импульс полоз1Мтельной полярности, который сумю руется с положительной полуволной фазного напряжения инвертора 2. Задним фронтом импульса перевозбуадеиия триггер 25 переводится в состояние логического нуля и с приходом следукгщего импульса перевозбуждения логические едивиф присутствуют на выходах логическюс элементов 21 и 22 2И-НЕ, а логические единицы и соответственно на выходах логических элементов 19 и 20. При этом ключ 10 закрыт, ключи 9 и 16 ОТ1ФЫТЫ и на выходной обмотке трансфефматора 14 формируется импульс отрицательной полярности, который сум«ч уется с отрицательной полуволной фазного напряжения инвертора 2 напряжения и т.д. Возможные варианты сукмирования фазного напряжения инвертора с им-пульсами перевозбуждения приведены иа диаграммах 26 - 2В (фиг. 2). Трансформатор 14 в период между импульсами перевозбуждения работает как трансформатор тока с закороченной первичной обмоткой 15 и в принципе может быть использован как датчик фазного тока электродвигателя 1, а во время действия импульса перевозбуждения как трансформатор напряжения. Блок 7 задания частоты, фазы и длительности импульсов перевозбуждения позволяет регулировать фазу импульса от О до 360 эл.град.относительно фазного напряжений инвертора 2, что может иметь место например, при осуществлении режима ресинхройизации электродвигателя 1.

Таким образом,введение в электропривод однофазного инвертора с трансформаторным выходом позволяет устранить дополнительную ошибку гироприбора от магнитной разбалансировки благодаря устранению одностороннего подмагничивания статора электродви- гателя.

Благодаря трансформаторной развязке силовые ключи блока импульсного перевозбуждения не находятся непосредственно в цепи статора электро:двигателя, что обеспечивает повышение надежности работы электропривода.