Вентильный электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P6/10 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано в системах управления и с повышенными требованиями и постоянству вращающегося момента электродвигателя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображена функциональ- Q ная схема вентильного электропривода.

Вентильный электропривод содержит синхронную электрическую машину 1, фазные обмотки 2 и 3 которой подключены к входам соответствующих регуляторов 4 и. 5

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Информация об угле поворота вала синхронного электродвигателя 1, представленная в двоичном коде , поступает с выхода кодового датчика 6 углового положения на адресные входы основных ПЗУ 9 и 10 задания форм токов фазных обмоток, а также на п адресных входов дополнительного ПЗУ 12.

ПЗУ 9 и 10 преобразуют информацию об угле поворота вала в синусоидальную и косинусоидальную функции, представленные в двоичном коде. С выходов ПЗУ 9 и 10 сигналы поступают на цифровые входы

тока. Каждый регулятор 4 и 5 тока подклю- 15 соответствующего основного умножающего

чен к кодовому датчику 6 углового положе-L

В узле сраБшения 14 производится сравнение входного сигнала U и сигнала обратной связи по скорости Uuj, поступающего с выхода датчика 15 скорости. Сигнал 20 рассогласования Ue

ния ротора через последовательно соединенные основной умножающий цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 7(8) и основное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9 (10). Электропривод содержит также дополнительный умножающий цифроаналоговый преобразователь 11, первый вход которого подключен к выходу дополнительного постоянного запоминаюпоступает с выхода узла сравнения 14 на первый вход сумматора 16 и вход АЦП 13. С выхода АЦ,П 13 информация в двоичном коде ё поступает на другие m адресных входов дополнительщего устройства 12, один вход которого 25 ного ПЗУ 12. По сигналам е, поступающим подключен к кодовому датчику углового выхода АЦП 13 из всего массива коррек30

положения. Другой вход дополнительного ПЗУ 12 подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, вход которого подключен к выходу узла 14 частоты вращения, первый вход узла 14 сравнения подключен к датчику 15 скорости ротора, а второй вход является входом управления. Электропривод содержит сумматор 16 и источник 17 опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу дополнительного умножающего цифро- аналогового преобразователя 11, выход которого - подключен к первому входу сумматора 16, второй вход этого сумматора подключен к выходу узла 14 сравнения, а выход сумматора 16 подключен к вторым 40 входам основных умножающих цифроана- логовых преобразователей 7 и 8.

Предварительно при изготовлении и настройке вентильного электропривода про35

тирующих функций F (е, ), хранящихся в ПЗУ 12, выбирается та функция (S), которая соответствует данному значению , а следовательно, и Ug.

В дальнейщем при неизменном J и при вращении выходного вала привода на выходе дополнительного ПЗУ 12 формируется функция F (.).

При изменении Ue происходит выбор из дополнительного ПЗУ 12 другой коррек- тирующ й функции F (). Информация с выхода дополнительного ПЗУ 12 поступает на цифровые входы дополнительного умножающего ЦАП 11, который производит умножение постоянного опорного напряжения Uon , подаваемого на его аналоговый вход с выхода источника опорного напряжения 17, на корректирующую функцию р (г). На выходе дополнительного

изводится программирование ПЗУ 9 и 10 . умножающего ЦАП 11 образуется анало- функциями синуса и гюсинуса угла поворота вала электропривода с учетом числа пар полюсов синхронного электродвигателя. Дополнительное ПЗУ 12 программируется массивом корректирующих функций Р(,J), учитывающих неидеальности реального синхронного электродвигателя, зубчатое строение его статора и неидеальности схемы управления электропривода. При умножении функции 1 (ос) на постоянное опорное напряжение Uon и суммировании результата с сигналом рассогласования осуществляется компенсация пульсаций вращающего момента.

говый сигнал, знак и форма которого определяется видом функции РЁ ().

С выхода допатнительного умножающего ЦАП 11 аналоговый сигнал UK UE,+UonPE () поступает на аналоговые 50 входы соответствующего умножающего ЦАП 7 и 8, которые осуществляют преоб- разовавание информации, поступающей с ПЗУ 9 и 10 в аналоговые сигналы с умножением их на корректирующее напряжение. На выходе ЦАП 7 вырабатывается напряжение Ui Ut + Uon р (,) sini, а на выходе ЦАП 8 вырабатывается напряжение и UE +UonPe()cosor.

55

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Информация об угле поворота вала синхронного электродвигателя 1, представленная в двоичном коде , поступает с выхода кодового датчика 6 углового положения на адресные входы основных ПЗУ 9 и 10 задания форм токов фазных обмоток, а также на п адресных входов дополнительного ПЗУ 12.

ПЗУ 9 и 10 преобразуют информацию об угле поворота вала в синусоидальную и косинусоидальную функции, представленные в двоичном коде. С выходов ПЗУ 9 и 10 сигналы поступают на цифровые входы

В узле сраБшения 14 производится сравнение входного сигнала U и сигнала обратной связи по скорости Uuj, поступающего с выхода датчика 15 скорости. Сигнал рассогласования Ue

поступает с выхода узла сравнения 14 на первый вход сумматора 16 и вход АЦП 13. С выхода АЦ,П 13 информация в двоичном коде ё поступает на другие m адресных входов дополнительного ПЗУ 12. По сигналам е, поступающим выхода АЦП 13 из всего массива коррек

тирующих функций F (е, ), хранящихся в ПЗУ 12, выбирается та функция (S), которая соответствует данному значению , а следовательно, и Ug.

В дальнейщем при неизменном J и при вращении выходного вала привода на выходе дополнительного ПЗУ 12 формируется функция F (.).

При изменении Ue происходит выбор из дополнительного ПЗУ 12 другой коррек- тирующ й функции F (). Информация с выхода дополнительного ПЗУ 12 поступает на цифровые входы дополнительного умножающего ЦАП 11, который производит умножение постоянного опорного напряжения Uon , подаваемого на его аналоговый вход с выхода источника опорного напряжения 17, на корректирующую функцию р (г). На выходе дополнительного

умножающего ЦАП 11 образуется анало-

. умножающего ЦАП 11 образуется анало-

говый сигнал, знак и форма которого определяется видом функции РЁ ().

С выхода допатнительного умножающего ЦАП 11 аналоговый сигнал UK UE,+UonPE () поступает на аналоговые 50 входы соответствующего умножающего ЦАП 7 и 8, которые осуществляют преоб- разовавание информации, поступающей с ПЗУ 9 и 10 в аналоговые сигналы с умножением их на корректирующее напряжение. На выходе ЦАП 7 вырабатывается напряжение Ui Ut + Uon р (,) sini, а на выходе ЦАП 8 вырабатывается напряжение и UE +UonPe()cosor.

55

С выходов ЦАП 7 и 8 аналоговые сигналы подаются на входы соответствующего регулятора 4, 5 тока, которые обеспечивают изменение тока в фазных обмотках 2 и 3 синхронного электродвигателя 1.

Таким образом, вентильный электропривод позволяет компенсировать пульсации вращающего момента на его выходном валу при использовании в нем синхронного электродвигателя как с зубцовой так и с без- зубцовой конструкцией статора. При этом компенсация осуществляется в широком диапазоне режимов его работы, так как в нем при любом сигнале рассогласования Ue из дополнительного ПЗУ 12 может быть выбрана корректирующая функция ), позволяющая с необходимой точностью компенсировать отклонения вращающего момента от заданного среднего значения на каждом элементарном угле поворота ротора электродвигателя, а коррекция производится путем регулирования токов в фазах электрической машины, что позволяет исключить влияние индуктивностей и разброса активных сопротивлений фазных обмоток на их величину и форму в динамических режимах работы электропривода.

Формула изобретения

Вентильный электропривод, содержащий синхронную электрическую машину, фаз5

ные обмотки которой подключены к выходам соответствующих регуляторов тока, каждый регулятор тока подключен к кодовому датчику углового положения ротора

через последовательно соединенные основной умножающий цифроаналоговый преобразователь и основное постоянное запоминающее устройство, дополнительный умножающий цифроаналоговый преобраQ зователь, первый вход которого подключен к выходу дополнительного постоянного запоминающего устройства, один вход которого подключен к кодовому датчику углового положения, другой - к выходу аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу узла сравнения, первый вход узла сравнения подключен к датчику частоты вращения ротора, а второй является входом управления, отличающийся тем, что, с целью повышения равно0 мерности вращения путем уменьшения пульсаций вращающего момента, он дополнительно снабжен сумматором и источником опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу дополнительного умноj. жающего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход сумматора подключен к выходу узла сравнения, а выход сумматора подключен к вторым входам основных умножающих цифроаналоговых

0 преобразователей.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение равно.мерности вращения. Указанная , цель достигается тем, что в вентильный электропривод введены су.мматор (С) 16 и источник 17 опорного напряжения. Выход источника 17 подключен к второ.му входу дополнительного у.множающего цифроана- логового преобразователя (УЦАП) 7. Выход УЦАП 7 соединен с первым входом С 16. Второй вход С 16 подключен к выходу узла сравнения, а выход С 16 - к вторым входам основных УЦАП 7, 8. В вентильном электроприводе обеспечивается компенсация пульсаций вращающего момента при использовании в нем синхронного электродвигателя как с зубцовой, так и с беззуб- цовой конструкцией статора. В щироком диапазоне режимов работы компенсация отклонения вращающего момента от заданного среднего значения производится на каждом элементарном угле поворота ротора электродвигателя. I ил. /4 оэ го 4 О 00 с