Устройство для управления преобразователем с непосредственной связью,питающим вентильный двигатель Советский патент 1987 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения системы управления вентильными двигателями.

Целью изобретения является повышение качества регулирования.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство для управления преобразователем с непосредственной связью содержит блоки 11 -16 синхронизации, фазосдвигаю- Ю щий блок 2, соединенный с формирователем 3 длительности импульсов, блок 4 элементов И, блок 5 элементов ИЛИ. Выход формирователя 3 соединен с входом блока 4, состоящего из шести элементов И. Выход блока 4 соединен с входом блока 5, выход блока 5 соединен со входом распределителя 6.

Каждый блок синхронизации содержит согласуюш,ий трансформатор 7, имеющий три

навливается в состояние логического «О или логический «1. Таки.м образом, на выходах RS-триггеров 0 появляются сигналы Ui I - Ui6, сдвинутые один относительно другого на 120 эл.град. и длительностью 180 эл. град.

Провалы в синхронизируюшем напряжении вызовут переключение компараторов 8.1 в состояние положительного насыщения, однако RS-триггер 10 не изменит своего состояния до тех пор, пока на его второй вход не поступит сигнал с выхода компаратора 8.2 в момент равенства противофазного синхронизирующего напряжения с опорным. Таким образом, удается .JJ отстроиться от периодических провалов напряжения вентильного двигателя и повысить качество регулирования.

С помощью сопротивления в цепи положительной обратной связи компараторов

вывода. Средний вывод трансформатора 7 20 выбирают коэффициент положительной обсоединен с общим выводом устройства, а два других вывода соединены с входами компараторов 8.1 и 8.2. Другие входы компараторов соединены между собой и подключены к источнику опорного напряжения Uon. Выходы компараторов через ограни- чители 9.1 и 9.2 напряжения соединены с входами RS-триггера 10. Выходы RS-триггеров 10 блоков 1.1 -1.6 соединены с входами распределителя бис входами формирователей 11 коротких импульсов. Выходы формирователей 11 блоков 1.1 -1.6 соединены с входами блока 4 и с входами элемента ИЛИ 12. Выход элемента ИЛИ 12 соединен с входом усилителя 13, выход которого соединен с входом преобразователя 14 частоты в напряжение. Выход блока преобразователя 14 является выходом датчика скорости двигателя.

35

ратнои связи таким, что незначительные пульсации напряжения и случайные возмущения находятся в зоне дО. Изменяя величину ли и Uon, уменьшают фазовую погрешность до требуемого уровня.

При переходе RS-триггера 10 из состояния логической . «1 в состояние логического «О формирователи 11 формируют короткие импульсы. Сигналы с выходов формирователей 11 блоков 1.1 -1,6 поступают на входы элемента ИЛИ 12 и на его выходе формируются импульсы с частотой 2mW, которые поступают на ключевой усилитель 13. Амплитуда импульсов с помощью усилителя 13 усиливается до уровня, задаваемого напряжением питания, приче.м длительность входных и выходных импульсов не меняется. Увеличение площади импульсов за счет усиления позволяет повысить точность измерения скорости вентильного двигателя. Преобразование частоты следования импульсов в аналоговый сигнал производится в преобразователе 14 активным RS-фиЛьт- ром, выполненным по схеме полосового усилителя низкой частоты. Для получения линейной зависимости выходного напряжения от входной частоты использован трех- звенный активный RS-фильтр. Частота напряжения преобразователя вентильного двигателя однозначно определяется частотой вращения вала вентильного двигателя, поэтому напряжение Um на выходе преобразователя 14 пропорционально скорости вращения вала.

Устройство работает следующим образом.

При подаче линейного напряжения трехфазного преобразователя при вращающемся двигателе на первичные обмотки трансформаторов 7 блоков 1.1 -1.6 на вторичных обмотках появятся два симметричных противофазных напряжения Ua, UB. Эти напряжения поступают на инвертирующие входы компараторов 8.1-8.2 блоков 1.1 -1.6, на неинвертирующие входы которых подается отрицательное напряжение Um . При переходе напряжений Ua, UR от положительных значений к отрицательным в момент равенства его с опор- ным происходит переключение компаратора 8.1 из состояния отрицательного насыщения в положительное. Аналогичный процесс происходит и с компараторами 8.2. Ограничители 9.1-9.2 блоков 1.1 -1.6 ограничивают положительный сигнал компара- торов 8.1 и 8.2 до уровня логической «1. При поступлении на входы R или S положительного сигнала RS-триггер 10 уста

навливается в состояние логического «О или логический «1. Таки.м образом, на выходах RS-триггеров 0 появляются сигналы Ui I - Ui6, сдвинутые один относительно другого на 120 эл.град. и длительностью 180 эл. град.

Провалы в синхронизируюшем напряжении вызовут переключение компараторов 8.1 в состояние положительного насыщения, однако RS-триггер 10 не изменит своего состояния до тех пор, пока на его второй вход не поступит сигнал с выхода компаратора 8.2 в момент равенства противофазного синхронизирующего напряжения с опорным. Таким образом, удается отстроиться от периодических провалов напряжения вентильного двигателя и повысить качество регулирования.

С помощью сопротивления в цепи положительной обратной связи компараторов

выбирают коэффициент положительной об

5

5

0 5

ратнои связи таким, что незначительные пульсации напряжения и случайные возмущения находятся в зоне дО. Изменяя величину ли и Uon, уменьшают фазовую погрешность до требуемого уровня.

При переходе RS-триггера 10 из состояния логической . «1 в состояние логического «О формирователи 11 формируют короткие импульсы. Сигналы с выходов формирователей 11 блоков 1.1 -1,6 поступают на входы элемента ИЛИ 12 и на его выходе формируются импульсы с частотой 2mW, которые поступают на ключевой усилитель 13. Амплитуда импульсов с помощью усилителя 13 усиливается до уровня, задаваемого напряжением питания, приче.м длительность входных и выходных импульсов не меняется. Увеличение площади импульсов за счет усиления позволяет повысить точность измерения скорости вентильного двигателя. Преобразование частоты следования импульсов в аналоговый сигнал производится в преобразователе 14 активным RS-фиЛьт- ром, выполненным по схеме полосового усилителя низкой частоты. Для получения линейной зависимости выходного напряжения от входной частоты использован трех- звенный активный RS-фильтр. Частота напряжения преобразователя вентильного двигателя однозначно определяется частотой вращения вала вентильного двигателя, поэтому напряжение Um на выходе преобразователя 14 пропорционально скорости вращения вала.

Полученная последовательность сигналов и 1,1 - и 1.6 позволяет синтезировать сигналы, соответствующие очередности исключения каждой из щести групп тиристоров. В момент перехода RS-триггеров 10 блоков 1.1 -1.6 из состояния логического в состояние логической «1 фор.мирователи 11 формируют короткие импульсы U l.i - U i.6, поступающие на один из входов блока 4. Импульсы LJ i - Uie соответствуют моментам начала коммутации тока с тиристора на тиристор, находящихся в различных однополярных группах.

При помощи блока 2 генерируют сигналы, состоящие из импульсов со сдвигом 60 эл. град, в угловой мере питающей

Формула изобретения Устройство для управления преобразователем с непосредственной связью, питающим вентильный двигатель, содержащее распределитель, выходы которого являются выходами устройства, блок элементов И, блок элементов ИЛИ, формирователь длительности импульсов, фазосдвигающиЛ блок, выход которого соединен с первыми вхо.. ,дами блока элементов ИЛИ и через

сети и. В блоке 2 осуществляется сдвиг формирователь длительности импульсов - с импульсов синхронизации с сетью на уголпервыми входами блока элементов И, вывключения оС. Из импульсов синхронизацииход которого соединен с вторыми входас помощью формирователя 3 формируютми блока элементов ИЛИ, выход которого

сигналы Uaj -Uae длительностью по соединен с первыми входами распредели- 120 эл. град., соответствующие зоне прово- 15 , отли.чаюш,ееся тем, что, с целью повы- димости каждого тиристора. При совпаде-шения качества регулирования, оно снабнии во времени сигналов U.3,i -Uae с сигна-жено 2т блоками синхронизации, где m -

лами U l.i--U i.6 на выходе блока 4 форми-число фаз преобразователя, элементом ИЛИ,

руются узкие импульсы U4.i -U4,6, которые -усилителем и преобразователем частоты в на- складываются со сдвоенными выходнымипряжение пропорциональное скорости враимпульсами блока 2 в блоке 5. В резуль- 20 щения двигателя, каждый блок синхронизации содержит согласующий трансформатор, два компаратора, источник опорного напряжения, два ограничителя напряжения, RS-триггер и формирователь коротких имформирует из сигналов UM - Ui.e сигналы,пульсов, причем в каждом блоке сиихросоответствующие очередности включены каж- низации выводы для подключения выходного напряжения преобразователя через согласующий трансформатор подключены к первым входам двух компараторов, вторые

тате на выходе последнего появляются три импульса - два со сдвигом в 60 эл. град, и третий в соответствующей точке зоны проводимости. Распределитель 6

соответствующие очередности дои из щести групп тиристоров. На выводах распределителя 6 формируются импульсы управления Ue.i - Uae- С помощью третьего дополнительного импульса исключаетвходы которых соединены с выходами исет энергетические показатели и расщиряет частотный диапазон работы преобразователя.

Достоинствами устройства являются возся угловая несимметрия фаз. Это улучща- зо точника опорного напряжения, выход каждого компаратора через соответствующий ограничитель напряжения соединен с одним из входов RSтpиггepa, выход которого соединен с входом формирователя коротких импульсов и с вторым входом распредеможность реализации закона постоянства уг- ,r лителя, выход формирователя коротких им- ла запаса, отсутствие дополнительных эле-пульсов соединен с вторым входом блока

элементов И и входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен через усилитель с входом преобразователя частоты в напряжение, пропорциональное скорости 40 вращения двигателя.

ментов для измерения частоты вращения, исключение линий связи между двигателем и преобразователем,совмещение в одном устройстве блока синхронизации по напряжению и датчика скорости.

входы которых соединены с выходами ис

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах упрайления вентильными двигателями. Целью изобретения является повышение качества регулирования. Фазосдвигающий блок 2 генерирует сигналы, состоящие из импульсов со сдвигом 60 эл. град. На выходе формирователя 3 длительности импульсов формируются сигналы длительностью 120 эл. град., соответствующие зоне проводимости каждого тиристора. При совпадении во времени сигналов с выхода формирователя 3 и с выходов блоков 1.1 -1.6 синхронизации на выходе блока 4 элементов И формируются узкие импульсы, которые складываются со сдвоенными выходными импульсами блока 2 в блоке 5 элементов ИЛИ. В результате на выходе последнего формируются три импульса - два со сдвигом 60 эл град, и третий в соответствующей точке зоны проводимости. Распределитель 6 формирует сигналы, соответствующие очередности включения каждой из щести групп тиристоров. С помощью третьего дополнительного импульса исключается угловая несимметрия фаз. Таким образом, улучшаются энергетические показатели и расширяется частотный диапазон работы преобразователя. 1 ил. i (Л u,-Ui.s GO о со О5