Гистерезисный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P5/34 H02P7/42 

одну из фаз питания электродвигателя 3. Канал управления блоком 2 импульсного намагничивания содержит последоватапьно соединенные блок 11 задания параметров намагничивающих импульсов и блок 12 умножения, второй

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для частотного регулирования гисте- резисных электроприводов, применяе мых, в частности, в гироскопических приборах с пилообразной модуляцией кинетического момента.

Целью изобретения является повышение стабильности энергетических и электромеханических характеристик электропривода.

На фиг. 1 приведена функциональная схема гистерезисного электропривода J на фиг. 2 - схема блока з1ада- ния параметров намагничивающих импульсов .

Гистерезисный электропривод содержит инвертор 1 напряжения, два выходных зажима которого непосредственно, а третий через блок 2 импульсного намагничивания связаны со статорными обмотками гистерезисного электродвигателя 3, силовой вход инвертора 1 напряжения подключен к выходу регулятора 4 напряжения, силовой вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику постоянного тока, последовательно соединенные задающий генератор 5, делитель 6 частоты и фа- зорасщепнтель 7, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора 1 напряжения, датчик 8 и задат- чик 9 тока статора гистерезисного электродвигателя 3, подключенный через блок 10 сравнения к управляющему входу р(ггулятора 4 напряжения, блок t1 задания параметров намагничивающих импульсов, первым управляющем входом связанный с одним из выходов фазорасщепителя 7, блок 12 умножения, первым входом связанный с выходом регулятора 4 напряжения, выходом - с управляющим входом блок;ЕГ 2 импульсного намагничивания, а вторым входом - с выходом блока 11 задания

вход которого подключен к выходу регулятора 4 напряжения, а входы блока 11 соединены с выходами фазорас- щепителя 7 и задающего генератора 5. 1 з.п. ф-лы., 2 Ил.

параметров намагничивающих импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом задающего генератора Ь.

Блок 11 задания параметров намагничивающих импульсов (фиг. 2) содержит три программируемых счетчика 13- 15, четьфе RS-триггера 16-19, три элемента 2И-НЕ 20-22, схему 23 выделения заднего фронта импульса намагничивания и схему 24 вьщеления фронтов фазного напряжения, причем выход первого элемента 2И-НЕ 20 подсоединен к входу первого программируемого

s счетчика 13, выход которого связан с S-входом первого RS-триггера 16 и R-входом второго RS-триггера 17, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента 2И-НЕ 20, вы- - 20.ХОД второго элемента 2И-НЕ 21 подсоединен к входу второго программируемого счетчика 14, выход которого связан с R-входом первого RS-триггера 16 и R-входом третьего RS-триггера

;18, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента 2И-НЕ 21, .выход первого RS-триггера 16 подсоединен к первому входу третьего элемента 2И-НЕ 22, выход третьего про30 граммируемого счетчика 15 связан с В-входом четвертого RS-триггера 19, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ 22, выход схемы 23 вьщеления заднего 35 фронта импульса намагничивания подсоединен к R-входу четвертого RS-триг- irepa 19)объединенные Ь-входы второго и третьего RS-триггеров 17, 18 и вход третье го программируемого счет- 40 чика 15 подсоединены к выходу схемы 24 выделения фронтов фазного напря- :ження, вход которой является первым ;управляющим входом блока 11 задания Параметров намагничивающих импульсов, объединенные вторые входы первого и ВТОРОГО элементов 2К-НЕ 20 и

21являются вторым управляющим входом блока i1 задания параметров намагничивающих импульсов, а объединенные выход третьего элемента 2И-НЕ

22и вход схемы 23 выделения заднего фронта импульса намагничивания - выходом блока 11 зад.ния параметров нама г ничи в ающих импул ьс о в.

Электроприв од работает следующим образом.

Во время частотного регулирования электродвигателя 3 сигнал с выхода задающего генератора 5, работающего по заранее определенной программе, через делитель 6 частоты поступает на вход фазорасщепителя 7, на выходе которого образуется трехфазная система сигналов управления инвертором 1 напряжения. Выходной ток инвертора 1 (электродвигателя 3) стабилизируется при помощи регулятора 4 напряжения по сигналам датчика 8 тока электродвигателя 3 на уровне, определяемом задатчиком 9. При этом неизменному уровню тока соответствует неизменньш уровень потока сигналов электродвигателя 3. Процесс изменения частоты сопровождается формирова

нием намагничивающих импульсов,обеспечивающих перевозбуждение электродвигателя 3 в синхронном режиме работы и в области малых частот скольжения ротора. При этом блок 11 задания параметров намагничивающих импульсов формирует в любых режимах работы электропривода импульсы с постоянными относительно фазного напряжения электродвигателя 3 фазой и длительностью, измеряемые в электрических градусах. Кроме того, всегда поддерживается постоянным отношение частоты следования намагничивающих импульсов к частоте напряжения пита- ния электродвигателя 3 (относительна частота).

Сформированные по частоте, фазе к длительности импульсы нагманичива- ния поступают на блок 12 умножения, представляющий собой ключ, работающий во время отсутствия намагничивающего импульса на заряд накопителя электрической энергии до значения, соответствующего выходному напряжению регулятора 4 напряжения и выполняющей совместно с блоком 11 функцию стабилизации н льтсекундной площади намагничивающего импульса. Сигнал с

10

t5

20

5

0

5

0

5

0

5

блока 12 умножения поступает на блок 2 импульсного нагмагничивания, производящий намагничивание ротора гисте- резисного электродвигателя 3.

Блок 11 задания параметров намагничивающих импульсов (фиг. 2) работает следующим образом.

В начальный момент времени, определяемый передним фронтом сигнала на одном из выходов фазорасщепителя 7, RS-триггеры 17 и 18 находятся в состоянии логической единицы, разрешая прохождение высокой частоты задающего-, генератора 5 через элементы 2И- НЕ 20 и 21 на входы программируемых счетчиков 13 и 14. Программируемый счетчик 13 отсчитывает определенное заранее и соответствующее переднему фронту (фазе d ) импульса намагничивания количество к,,р импульсов задающего генератора 5. Аналогично программируемый счетчик 14 отсчитывает определенное заранее и соответствующее заднему фронту импульса намагничивания количество к зимпульсов задающего генератора 5.

В момент окончания счета сигнал с выхода-программируемого счетчика 13 переводит RS-триггер 16 в состояние логической единицы, а RS-триггер 17- в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 13 и происходит перезапись двоичного кода числа . С этого момента времени на выходе RS-триггера 16 и на выходе логического элемента 2И-НЕ 22 начинается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик 13 опять готов к формированию фазы очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 24 выцеления фронтов фазного напряжения. Через время, соответствующее длительности i импульса намагничивания на выходе программируемого счетчика 14 появляется сигнал, переводящий RS-триггеры 16, 18 в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 14 и происходит перезапись двоичного кода числа Kj. С этого момента времени на выходе RS-триггера 16 и на выходе логического элемента 2И-НЕ 22 прекращается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик

14 опять готов к формированию заднего фронта (длительности) очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 24 выделения фронтов фазного напряжения. Частота формирования импульсов намагничивания определяется двоичным кодом программируемого счетчика 15, сигнал с выхода которого периодически переводит RS-триг- гер 19 в состояние логической единицы и разрешает прохождение очередного импульса намагничивания на вькод логического элеме.нта 2И-НЕ 22. После

его прохождения схема 23 вьщеления заднего фронта импульса намагничива- ния переводит RS-триггер 19 в состояние логического нуля. В таком.состоянии RS-триггер 19 остается до прихода очередного сигнала с выхода про

граммируемого счетчика 15.20 пульсов-содержит три программируемых

Таким образом, при частотном регу- счетчика, четьфе RS-триггера, три лировании гистерезисного электродви- гйтеля с импульсным намагничиванием обеспечивается регулировка абсолют25

ной длительности импульса обратно пропорционально, а его амплитуды - прямо пропорционально частоте вращения ротора при сохранении фазы и относительной частоты следования имэлемента 2И-НЕ, схему выделения заднего фронта импульса намагничивания и схему выделения фронтов фазного напряжения, причем выход первого элемента 2И-НЕ подсоединен к входу первого программируемого счетчика, выход которого связан с S-входом первого RS-триггера и R-входом второго

пульсов, что позволяет стабилизиро- ЗО RS-триггера, выход которого подсоединен к первому входу -первого элемента 2И-НЕ, выход второго элемента 2И- НЕ подсоединен к входу второго программируемого счетчика, выход кото- 35 рого связан с R-вхрдом первого RS- триггера и R-входом третьего RS-триггера, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента 2И-НЕ, выход первого RS-триггера подсоединен 40 к первому входу третьего элемента

2И-НЕ, выход третьего программируемого счетчика связан с S-входом четвертого RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего эле- электродвигателя, силовой вход инвер-45 мента 2И-НЕ, выход схемы вьщеления тора напряжения подключен к выходу заднего-фронта импульса намагничива- регулятора напряжения, силовой вход ния подсоединен к R-входу четвертого которого снабжен зажимами для подклю- RS-триггера, объединенные S-входы чения к источнику постоянного тока, второго и третьего RS-триггеров и последовательно соединенные задающий 50 вход третьего программируемого счет- генератор, делитель частоты и фазо- чика подсоединены к выходу схемь вы- расщепитель, выходы которого подклю- деления фронтов фазного напряжения, чены к управляющим входам инвертора напряжения, датчик и задатчик тока статора гистерезисного электродвига- 55 намагничивающих импульсов, объединен- теля, подключенные через блок ср авне- ные вторые входы первого и второго ния к управляющему входу регулятора элементов 2И-НЕ являются вторым уп- напряжения, блок задания параметров равляющим входом блока задания паравать магнитное состояние ротора, его скольжение, потери в электродвигателе, т.е. электромеханические и энергетические характеристики электропривода .

Формула изобретения

1. Гистерезисный электропривод, содержащий инвертор напряжения, два выходных зажима которого непосредственно, а третий через блок Импульсного намагничивания связаны со ста- торными обмотками гистерезисного

вход которой является первым управляющим входом блока задания параметров

Го генератора.

нагманичивающих импульсов, первым управляющим входом связанный с одним из выходов фазорасщепителя, отличающийся тем, что, с целью

повышения стабильности энергетических и электромеханических характеристик, в него введен блок умножения, первым входом связанный с выходом регулятора напряжения, выходом - с управляющим.

входом блока импульсного намагничивания, а вторым входом - с выходом блока задания параметров намагничивающих импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом задающеГо генератора.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что блок задания параметров намагничивающих имсчетчика, четьфе RS-триггера, три

элемента 2И-НЕ, схему выделения заднего фронта импульса намагничивания и схему выделения фронтов фазного напряжения, причем выход первого элемента 2И-НЕ подсоединен к входу первого программируемого счетчика, выход которого связан с S-входом первого RS-триггера и R-входом второго

2И-НЕ, выход третьего программируемого счетчика связан с S-входом четвертого RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего эле- мента 2И-НЕ, выход схемы вьщеления заднего-фронта импульса намагничива- ния подсоединен к R-входу четвертого RS-триггера, объединенные S-входы второго и третьего RS-триггеров и вход третьего программируемого счет- чика подсоединены к выходу схемь вы- деления фронтов фазного напряжения, намагничивающих импульсов, объединен- ные вторые входы первого и второго элементов 2И-НЕ являются вторым уп- равляющим входом блока задания паравход которой является первым управляющим входом блока задания параметров

712610788

метров намагничивающих импульсов, а него фронта импульса намагничивания - объединенные выход третьего элемен- выходом блока задания параметров на- та 2И-НЕ и вход схемы выделения зад- магничивающих импульсов.

Редактор М.Недолуженко

Составитель С.Позднухов

Техред М.Ходанкч Корректор А.Зимокосов

Заказ 5242/56Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул.Проектная, 4

иг.2

Изобретение относится к области электротехники и может быть .использовано для частотного регулирования гистерезисного гироскопического электропривода с пилообразной модуляцией частоты вращения. Цепью изобретения является повьппение стабильности энергетических и электромеханических характеристик электрорривода. Стабилизация характеристик гистерезисного электродвигателя при частотном регулировании достигается за счет стабилизации магнитного состояния ротора электродвигателя путем задания- требуемой вольтсекундной площади намагничивающих импульсов, что обеспечивается введением в структуру электропривода блока умножения 12. Электропривод содержит последовательно соединенные регулятор 4 напряжения и инвертор 1 напряжения, выход которого через датчик 8 тока подключен к статорным обмоткам гистерезисного электродвигателя 3. Выход датчика 8 тока через блок 10 сравнения подключен к управляющему входу регу- лятот а 4 напряжения. Ко второму входу бЪока 10 сравнения подключен выход задатчика 9 тока. Канал управления инвертором 1 напряжения содержит последовательно соединенные задающий генератор 5, далитель 6 частоты и фазорасщепитель 7. Намагничивающие импульсы формируются блоком 2 импульсного намагничивания, включенным в § (Л Од сх