Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя Советский патент 1987 года по МПК H02P5/40 

ки двигателя 1 к питающему напряжению трехфазной сети так, чтобы угол- iотсечки питающего напряжения изменялся, в соответствии с изменением частоты вращения ротора двигателя, Автоматическое регулирование угла отсечИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании электроприводов с асинхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, позволяющий осуществить подачу напряжения пита- ния с изменяющимся углом отсечки, в процессе импульсного регулирования в заданном диапазоне изменения частоты вращения ротора, применяемым например при измерении динамической износостойкости магнитных дисков.

Целью изобретения является повышение точности пут ем снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя 1 содержит управляемый коммутатор 2, предназначенный для подключения к фазам .статор- ной обмотки электродвигателя, блоки 3-5 управления коммутатором 2. Блок 6 синхронизации, входы которого предназначены для подключения к источник питания, вьшолнен в виде трех формирователей 7-9 импульсов и трансформатора 10, первичная обмотка которого -соединена по схеме трехфазной звезды, выводы которой являются входами блока 6 синхронизации. Вторичная обмотка трансформатора 10 соединена по схеме шестифазной звезды, три вывода которой соединены соответственно с первыми входами трек формирователей 7-9. Четвертый, пятый и щестой выводы вторичной обмотки трансформатора 10 соединены с пертыми входами бл:о- ков 3-5 управления коммутатором.

ки питающего напряжения производится в каждый полупериод, каждым импульсом с выхода ДЧ 19, чем обеспечивается максимальная стабильность частоты вращения асинхронного электродвигателя . 1 ил.

Выходы трех формирователей 7-9 импульсов образуют выходы блока 6 асинхронизации и подключены к одним входам трех управляемых элементов

11-13 задержки, выходы которых соединены с первыми входаг и трех элементов 2 ИЛИ 14 - 16, другие входы которых подключены к выходу формирователя 17. пуска и к S-входу К5-три.ггера 18, выход которого подключен к разрешающему входу блока 6 синхронизации, образованному объединенными вторыми входами формирователей 7-9.

Один из выходов датчика 19 частоты вращения соединен с одним из BXO-J дов первого элемента 2 И 20, другой выход датчика 19 частоты вращения соединен с одним из входов второго

элемента 2И 21 и с запускающим входом задатчика 22 длительности импульса, управляющий вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, выходы за-. датчика 22 длительности импульса соединены со вторыми входами элементов 2И 20 и 21, выходы которых через элемент 23 сравнения соединены со входом элемента 24 согласования, выходом соединенного с другими входами управляемых элементов 11-13 задержки.

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхрон- ного электродвигателя работает следующим образом.

Сигналом с формирователя 17 пуска осуществляется включение электродвигателя 1. Предварительно RS-триггер 18 приводится в единичное состояние.

Триггер разрешает работу блоку 6 CHif хронизации, открывая входы формирователей 7-9 импульсов, Выходной им- пульс с выхода формировате.пя 17,

31

пройдя через элементы 2 ИЛИ 14-16 и блоки 3-5 управления, поступает на управляюпдае электроды тиристоров коммутатора 2, подключая его на время необходимое для начала вращения рото ра двигателя 1, Как только ротор двигателя 1 начнет вращаться, начинает работать датчик 19 частоты вращения Выходной импульс с выхода датчика 19 по переднему фронту запускает за- датчик 22 длительности импульса. Дпительность выходных импульсов за- датчика 22 длительности импульса задается управляющим напряжением источника управляющего напряжения. Дли тельноеть этих импульсов сравнивается с длительностью импульсов с датчика J9 частоты вращения. В зависимости от их разности срабатывает соответствующий элемент 2И 20 или 21. Длительность выходных импульсов с выхода элементов 2И 20 или 21 равна разности сравниваемых импульсов с выходов датчика 19 частоты вращения и задатчика 22 длительности импульса Если частота вращения ротора двигателя 1 станет больше или меньше, то длительность импульса с выходов датчика 19 частоты вращения станет больше или меньше длительности им- пульса с выхода задатчика 22 длительности импульса. С этого момента начинает срабатывать соответствующий элемент 2И или 21, реагируюищй на увеличение или уменьшение частоты вращения ротора двигателя . Импульсы с выходов элементов 2И 20 и 21 поступают на соответствующие входы элемента 23 сравнения импульсов, ко- торьй представляет собой интегратор импульсов, потенциал с выхода которого пропорционален разности длительности импульсов, поступающих на его входы. Выходной сигнал с выхода эле- мента 23 сравнения поступает на вход элемента 24 согласования, сигнал с выхода которого управляет работой управляющих элементов 11 - 13 .задержки, увеличивая или уменьшая время задержки сигналов, поступающих с выходов формирователей 7-9 блока 6 синхронизации,

Выходные сигналы с вьпсодов элементов 1 - 13 задержки, пройдя через :элементы 2 ИЛИ 14 - 16 и блоки 3-5 управления , включают коммутатор 2 в течение каждой полуволны питающего напряжения двигателя и выключают по5

. 5 О 5 0 5 0

следний при переходе полуволны пита- ющего напряжения через нуль. Если частота вращения ротора двигателя 1 отличается от величины, заданной за- датчиком 22 длительности импульса, сигнал с йыхода элемента 23 сравнения, элемента 24 согласования, воздействуя на управляющие элементы II- 13 задержки, изменяет угол отсечки таким образом, чтобы на двигатель I подавалось больплее или меньшее действующее напряжение питания, изменяющее частоту вращения ротора двигателя до заданной величины.

Для задания большей или меньшей частоты вращения ротора двигателя увеличивают или уменьшают напряжение управления. При этом на выходе задатчика 22 длительности импульса вырабатывается импульс меньшей или большей длительности и срабатывает соответствующий элемент 2 И 20 или 21. Соответственно изменится потенциал на выходе элемента 23 сравнения, воздействующий через элемент 24 согласования на управляющие входы элементов 11-13 задержки, который изменяет величину задержки сигналов, поступаю- D«HX на их запускающие входы с формирователей 7-9 импульсов блока б синхронизации, так, чтобы при задании частоты вращения ротора двигателя угол отсечки напряжения питания 5шеньшался, а при задании меньшей частоты вращения - увеличивался. Таким образом, изменяя управляющее напряжение по определенному закону, можно получить изменение частоты вращения ротора по, тому же за - кону.

Максимальная стабильность частоты вращения достигается тем, что автоматическое регулирование происходит каждым импульсом с выхода датчика 19 и по мере инерционности двигателя вы- ходьф1е импульсы с элементов 2И 20 и 21 поступают поочередно на входы элемента 23 сравнения, причем временная асстановка импульсов с выходов элементов 2И равна длительности импуль- . сов с выхода датчика 19 частоты вращения. Регулировка угла отсечки напряжения питания двигателя происходит в каждый полупериод питающего напряжения, что в целом обеспечивает максимальную чувствительность устройства.

Таким образом, предлагаемое уст- } ойство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя значительно снижает динамические перегрузки и позволяет получать максимальную стабильность изменения частоты вращения ротора двигателя при малом времени разгона и останова двигателя, обеспечивая таким образом высокую точность процесса регулирования.

Формула изобретения

15 ют выходы блока синхронизации и подключены к одним входам трех управляемых элементов задержки, выходы которых соединены с первыми входами трех элементов 2 ИЛИ, другие входы

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя, содержащее управляемый коммутатор, предназначенный Для подключения к фазам статор- 20 которых подключены к выходу формирр- ной обмотки электродвигателя, блоки вателя пуска и S-входу Я-5-триггера,

управления коммутатором, блок синхро .низации, входы которого предназначены для подключения к источнику питания, датчик.частоты вращения, КЗ- триггер, R -вход которого предназначен для подачи команды на останов двигателя, три элемента 2 ИЛИ, элемент сравнения, первый управляемый элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью цовыщения точности за счет снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя, в него введены второй и третий управляемые элементы задержки, задатчик длительности импульса с запускающим и управляющим входами, два элемента 2И, элемент согласования и формирователь пуска, а блок синхро- низапии выполнен в виде трех формироРедактор Н. Егорова

Составитель Е. Перемыслова Техред И.ВересКорректор А. Тяско

Заказ 7821/57 Тираж 683 .Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

вателей импульсов и трансформатора, первичная обмотка которого соединена по схеме трехфазной звезды, выводы которой являются входами блока

синхронизации, вторичная обмотка трансформатора соединена по схеме шестифазной звезды, три вывода которой соединены соответственно с первыми входами трех формирователей импульсов, четвертый, пятый и шестой выводы вторичной обмотки трансформатора подключены к первым входам блоков управления коммутатором, выходы трех формирователей импульсов образуют выходы блока синхронизации и подключены к одним входам трех управляемых элементов задержки, выходы которых соединены с первыми входами трех элементов 2 ИЛИ, другие входы

которых подключены к выходу формирр- вателя пуска и S-входу Я-5-триггера,

выход которого подключен к разрешаюему входу блока синхронизации, образованному объединенными вторыми

входами формирователей импульсов,

один из выходов датчика частоты вращения соединен с одним из входов первого элемента 2И, другой выход датчика частоты вращения соединен с одним из входов второго элемента 2И и с запускающим входом задатчика длительности импульса, управляющий вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, выходы задатчика длительности импульса соединены с вторыми входами элементов 2И, выходы которых через элемент сравнения соединены со входом элемента согласования, выход

которого соединен с другими входами управляемых элементов задержки.

Изобретение относится к электротехнике -и может быть использовано при создании электроприводов с синхронным электродвигателем, питаемым от источника электроэнергии через управляемый коммутатор, позволяющий осуществить подачу напряжения питания с изменением угла отсечки в процессе импульсного регулирования в заданном диапазоне изменения частоты вращения ротора, применяемым, например, при измерении динамической износостойкости магнитных дисков. г л. Y i4rr-i7 ::. Ё | 4izHСтол 18 Целью изобретения является повышение точности за счет снижения динамических перегрузок и повышения стабильности частоты вращения электродвигателя. В устройстве частота вращения ротора двигателя задается управляющим напряжением, поступающим на управляющий вход задатчика длительнос- ти импульса (ЗД) 22. По сигналу Пуск начинает вращаться ротор двигателя I, и на выходе датчика частоты вращения (ДЧ) I9 появляются сигналы. Сигнал с выхода ДЧ 19 запускает ЗД 22. Сигналы с ДЧ I9 и ЗД 22 сравниваются по длительности элементами 2И 20 и 21. Сигналы с выходов элементов 2И, пропорциональные по длительности разности между текущей частотой вращения ротора двигателя и заданной, поступают на элемент 23 сравнения и далее черей элемент 24 согласования, элементы 11,12,13 выдержки, элементы 2ИЛИ 14,15,16 и блоки 3,4,5 управления поступают на входы управляемого коммутатора (УК) 2, УК 2 подключает статорные обмот(Л оо 00 00 эо и