Следящий вентильный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P6/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к следящим электроприводам с вентильньм электродвигателем.

Цель изобретения - повьшениь л качества регулирования путем повышения точности отработки углового положения за счет исключения режима автоколебаний в согласованном положении. На фиг.1 изображена функциональная схема следящего вентильного электроприводаi на фиг. 2 и 3 - соответственно принципиальные схемы промежуточного усилителя сигнала рассогласования, модулятора и фазо- чувствительного усилителя мощности.

Следящий вентильный электропривод (фиг.1) содержит двухфазньй синхронный электродвигатель 1 с якорньми обмотками 2, датчик положе1шя ротора в виде вращающегося трансформатора 3. На одном магнитопроводе вращающегося трансформатора 3 расположены обмотка 4 возбуждения и дополнительная обмотка 5, а на другом - синусная 6 и косинусная 7 выходные обмотки. Электропривод содержит также фазо- чувствительный усилитель 8 мощности с тремя входами, два из которых подключены соответственно к синусной 6 и косинусной 7 выходным обмоткам вращающегося Трансформатора 3, а выход усилителя 8 мощности подклочен к якорньм обмоткам 2 синхронного электродвигателя 1. Следящий электропривод содержит также источник 9 опорного напряжения, модулятор 10 и последовательно соединенные сельсин- датчик 11 и сельсин-приемник 12 дистанционной передачи, причем сельсин-приемник 12 установлен на валу 13 синхронного электродвигателя 1 и выходом связан через промежуточный усилитель 14 сигнала рассогласования и модулятор 10 с обмоткой 4 возбуждения вращающегося трансформатора 3, Другой (опорный) вход модулятора 10 подключен к выходу источника 9 опорного напряжения Электропривод содержит формирователь 15 опорного напряжения, вход которого подключен к дополнительной обмотке 5 вращающегося трансформатора, а выход 16 - к третьему (опорному) входу 17 фазочувствительного усилителя 8 мощности.

Формирователь 15 опорного напряжения выполнен в виде нелинейного блока с релейной характеристикой, а

.магнитопровод.вращающегося трансформатора 3 снабжен квадратурной обмоткой 18, подключенной к выходу источника 9 опорного напряжения. При этом ось дополнительной обмотки 5 совпадает с осью квадратурной обмотки 8. Таким образом, дополнительная обмотка является также квадратурной относительно обмотки 4 возбуждения вращающегося трансформатора.

Промежуточный усилитель 14 с вы- хддом .на постоянном токе содержит (фиг.2) последовательно соединенные усилитель переменного тока на опера- 5 ционном усилителе .19, фазочувстви- тельный выпрямитель (ФЧВ) на операционном усилителе 20, LC-фильтр на элементах 21 и 22 и корректирующую (например дифференцирующую) цепь на 0 элементах 23-25. ФЧВ выполнен на операционном усилителе 20 с единич- ныа коэ(Ьфициентом усиления оба входа которого соединены с выходом операционного усилителя 19, а неинвер- S тирующий вход соединен также с об-. щей юиной 26 через ключ, вы полненный на транзисторе 27. На базу транзистора 27 подано опорное напряжение и Корректирующая цепь на элемен- 0 тах 23-25 служат для обеспечения

устойчивости следящего электропривода и в частном случае может отсутствовать или быть выполненной иначе. Модулятор 10 выполнен в виде опе- 5 рационного уоатштеля 28 (фиг.2) с единичным коэ(Мициентом усиления,оба входа которого соединены с выходом промежуточного усилителя 14, а яеин- вертирующий вход соединен также с об- 40 щей шиной 26 через ключ, выполненный на транзисторе 29. База этого трамзистора подключена к выходу источника 9 опорного напряжения.

Источник 9 опорного напряжения 45 может быть выполнен,. например,, в виде компаратора 30, входы которого соединены с вторичной-обмоткой опорного трансформатора 31, подключенного, например, к сети переменного

5® тока. 8 качестве источника 9 опорного напряжения может быть также использован любой другой импульсный генератор, выполненный, например, на оларационном усилителе с положи- SS тельной обратной связью.

Фазочувствительный усилитель 8 мощности (фиг.З) содержит два иден- .тичных канала, синусный 32 и коси3

нусный 33 выход каждого из которых подсоединен к соответствующей фазе якорной обмотки 2 синхронного электродвигателя 1, а управляющий вход подключен к соответствующей выходной обмотке 6 или 7 вращающегося трансформатора 3. Каждый канал содержит последовательно соединенные ФЧВ (например, на операционном уси- .лителе 34 с ключом на транзисторе 35 аналогичный изображенному на фиг.2) LC-фильтр в виде цепи 36 и 37 и усилитель 38 постоянного тока любого типа. База 39 транзистора 35 подключена к общему опорному входу 17 . усилителя 8 мощности, соединенному с выходом формирователя опорного напряжения выполненному в виде нелинейного блока с релейной характеристикой на базе компаратора 40, не- инвертирукяций вход которого подключен к дополнительной обмотке 5 вращающегося трансформатора 3, а инвертирующий вход соединен с общей шиной

Следящий вентильный электропривод работает следующим образом.

Сигнал рассогласования, выработанный сельсин-приемником 12 (фиг.1) проходит через промежуточный усилитель 14, модулятор 10, поступает в виде напряжения U переменного тока на обмотку 4 возбуждения вращающегося трансформатора 3, на выходных обмотках 6 и 7 которого появляются соответственно напряжения Uj и U {. фаза несущей частоты которых .сдвинута на угол 6 относительно фазы опорного напряжения U, , Однако фазовый сдвиг не вносит погрешности в работу фазочувствительного усилителя 8 мощности, так как на опорный вход 17 зтого усилителя поступает опорное напряжение Uon-г имеюще тот же сдвиг фаз д относительно Uom, что и входные напряжения Ug и UC.STO связано с тем, что фаза опорного напряжения Uon г выработанного формирователем 15 опорного напряжения, равна фазе напряжения Ug дополнительной обмотки 5. Дополнительная обмотка 5. и выходные обмотки 6 и 7 являются вторичными обмотками вращающегося трансформатора, сдвиг фаз несущей частоты в которых одинакбв и равен л и определяется состоянием магнитопроводов, образующих единую магнитную систему вращающегося трансформатора 3, которое зависит от результирующего магнитного пото414004

ка, создаваемого обмоткой 4 возбуждения и квадратурной обмоткой 18. При этом все внешние факторы, воздействующие на состояние магнитопрово5 дов, такие как температура, вибрации, влажность, частота и амплитуда питающей сети и т.д. приводят к одинаковому изменению этого фазового сдвига Д во всех вторичнызг обмотках. Сле10 довательно, при любых знаке и амплитуде напряжения опгабки Щ , а также изменении условий эксплуатации фазы напряжений 11$, Ue и Uon/i З выходах фазоч5 вствительного усилителя 8 мощ15 ности одинаковы или отличаются при 180. В процессе отработки заданного углового положения напряжения Ц, , Ug,, а также U и Uc на входах усилителя 8 мощности стремятся к нулю, 20 но автоколе баний не возникает, так как опорное напряжение Vont постоянно по амплитуде и фазе, вследствие того, что оно определяется напряжением UQ квадратурной обмотки 5, не

5 зависящим от напряжения U обмотки 4 возбуждения.

Таким образом, счет исключения возникновения режима автоколебаний в согласованном положении, после от0 работки заданного рассогласования повышается точность работы следящего вентильного электропривода и улучшается качество регулирования.

Формула из обретения

Следящий вентильный электропривод, содержащий двухфазный синхронный электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к выходу фазочувствительного усилителя мощности, уп равляющие входы которого соединены соответственно с синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, а опорный вход подключен через формирователь опорного напряжения к дополнительной обмотке вращающегося трансформатора, обмотка возбуждения к,оторогр соединена с выходом модулятора, опорный вход которого

соединен с выходом генератора опорного сигнала, а к управляющему входу подключены последовательно соединенные сельсин-датчик,сельсин-приемник и промежуточный усилитель

сигнала рассогласования, причем вращающийся трансформатор и сельсин- приемник механически связаны с валом вухфазного синхронного злектродвигателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества ре гулирования путем повьшения точности отработки углового положения за счет исключения режима автоколебаний в согласованном положении, вращающийся трансформатор снабжен квадратурной обмоткой, подклю 4енной к выходу генератора опорного сигнала, а формирователь опорного напряжения выполнен в виде нелинейного блок а с релей -; 5 ной характеристикой,причем магнитные оси дополнительной и квадратурной обмо ток вращающегося трансформатора совпадают и расположены на одном магни- топроводе с обмоткой возбуждения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовдно в электроприводе. Цель изобретения - повышение качества регулирования. Устройство содержит двухфазный синхронный электродвигатель (Э).1 с якорными обмотками 2, датчик положения ротора в виде вращающегося трансформатора (ВТ) 3, на одном магнито- проводе которого расположены обмотка возбуждения 4 и дополнительная обмотка 5, а на другом - синусная 6 и косинусная 7 выходные обмотки. Устройство содержит также фазочувствитель- ный усилитель 8 мощности, источник опорного напряжения 9, модулятор 10, сельсин-датчик 11 и сельсин-приемник 12 дистанционной передачи,промежуточный усилитель 14 сигнала рассогласования. ВТ 3 и сельсин-приемник 12 связаны с валом Э 1. Снабжение ВТ 3 квадра:турной обмоткой 18 и выполнение формирователя 15 опорного напряжения в виде нелинейного блока с релейной характеристикой исключают возникновение режима автоколебаний в согласованном положении. После обработки заданного рассогласования повышается точность работы следящего вентильного электропривода, тем самым улучшается качество регулирования. 3 ил. г сл

fft/f.Jf

5 Us дополнительной обмотки 5