Электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P6/10 

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, где требуется регулирование частоты вращения электродвигателя при постоянстве мощности на нагрузке, например в электроприводах главного движения металлорежущих станков.

Целью изобретения является улуч- шение использования синхронного электродвигателя и повышение равномерности вращения путем уменьшения пульсаций вращающего момента. .

На фиг.1 приведена функциональная схема электропривода главного движения метал торежущего станка; на фиг.2 реализация логического блока распределения импульсов.

Электропривод содержит синхронный электродвигатель 1 с трехфазной якор ной обмоткой (фиг.1)у каждая фаза которого выполнена из двух последовательно соединенных частей, причем начала первых частей каждой фазы под ключены к источинку 2 питания, коммутатор 3, выполненный в виде двух групп управляемых ключей-, каждая из которых составлена из трех ключей, механически связанньш с валом двига-

теля тахогенератор 4, вьщелитель 5 модуля, компаратор 6, логический блок 7 распределения импульсов и два датчика 8 и 9 состояния ключей. Один силовой вывод каждого ключа первой группы подключен к началу соответствующей фазной обмотки, один силовой вывод каждого ключа второй группы подключен к началу второй части одной из фазных обмоток, а другие силовые выводы ключей обеих групп коммутатора объединены в общую точку. Тахогенератор 4, выделитель 5 модуля и компаратор 6 соединены последовательно, а выход компаратора 6 подключен к одному из входов логического блока 7 распределения импульсов, два других входа которого подключены к выходам датчиков 8 и 9 состояния ключей, имеющих по три входа, подключенных к началам соответствующих частей фазных обмоток синхронного электродвигателя 1. Управляющие входы ключей каждой группы коммутатора соединены между собой и подключены к соответствующим выходам логического блока 7 распределения импульсов.

Логический блок 7 распределения импульсов может быть составлен из

5

5 о

0

5

0

5

0

5

352

одного логическог о инвертора 10 (фиг.2) и двух трехзходовыхлогических ключей И-НЕ 11 и 12, причем сигнал d1 поступает на вход инвертора 10 и один из входов элемента И-НЕ 11. Выход инвертора 10 соединен с одним из входов элемента И-НЕ 12, на другой вход этого элемента подается сигнал /91, а третий вход элемента И-НЕ 12 подключен к выходу элемента И-НЕ 11, на второй вход которого подключен сигнал /i 2, а третий вход этого элемента подключен к выходу элемента И-НЕ 12, причем выход элемента И-НЕ 11 -jil, а выход элемента И-НЕ 12 - v2,

Электропривод работает следующим образом.

Предположим, что частота вращения двигателя мала, при этом источник

2питания вырабатывает трехфазный синусоидальный ток, а у коммутатора

3включена первая группа ключей и управляющий сигнал подается по каналу v1. П{)и этом к источнику 2 питания подключены полные обмотки синхронного электродвигателя 1 и он развивает максимальный момент. В таком состоянии коммутатора 3 вращения электродвигателя 1 регулируют, изменяя напряжение источника 2 питания

до тех пор, пока это напряжение не достигнет своего максимального значения .

При увеличении скорости сигнал с тахогенератора 4 увеличивается, и независимо от направления вращения увеличивается сигнал с выхода выде,- лителя 5 модуля. Когда сигнал с выхода выделителя 5 модуля достигнет величины порога срабатывания компаратора 6, последний переключается в другое состояние и отключает с выхода логического блока 7 распределения импульсов 5 управляющий сигнал . 1,подготовив выдачу управляющего сигнала |2. Логический блок 7 распределения импульсов задерживает подачу сигнала j2 до момента прихода сигнала с выхода датчика 8 состояния ключей о запирании силовых симисторных ключей первой группы коммутатора 3. После прихода разрешающего сигнала с выхода датчика 8 состояния ключей на выходе логического блока 7 распределения импульсов появляется управляющий сигнал , включающий вторую группу коммутатора 3. При этом к источнику 2 питания подключается только часть

обмотки электродвигателя 1, и он развивает большую частоту вращения, но меньший момент. Происходит ступенчатое регулирование скорости электродвигателя 1 с постоянством мощности.

При снижении скорости устройство работает аналогичным образом, только управляющий сигнал 1 появляется после разрешающего сигнала с выхода датчика 9 состояния ключей.

Плавное регулирование частоты вращения электродвигателя 1 ведут путем изменения напряжения источника 2 питания в пределах работы одной группы ключей коммутатора 3.

На фиг.2 приведена, как пример, электрическая схема логического блока 7 распределения импульсов двухступенчатого коммутатора 3.

Логические управления,связывающие входные и выходные величины записываются следующим образом:

Т ;

j2 0/1 2 .;

По этим уравнениям легко синтезировать устройство, приведенное на фиг.2.

Таким образом, в электроприводе главного движения металлорежущего станка осуществляется улучшение ис- дюльзования синхронного электродвигателя и уменьшение пульсаций вращающего момента за счет обеспечения возможности работы при двуполярном токе одновременно во всех -фазных обмотках двигателя.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий синхронный электродвигатель с-т-фазной якорной обмоткой, каждая фаза которой выполнена в виде п последовательно

соединенных частей, концы фазных обмоток подключены к источнику питания, коммутатор, выполненный в виде п групп управляемых ключей, первая из которых имеет один управляемый ключ, а другие составлены из m управляемых ключей, один силовой вывод каждого из ключей соединен с началом соответствующей части одной из фазных обмоток, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам ключей коммутатора, отличающийся тем, что, с целью улуч5 шения использования синхронного электродвигателя и повышения равномерности вращения путем уменьшения пульсаций вращающего момента, управляемые ключи коммутатора выполнены дву0 направленными, первая группа коммутатора снабжена дополнительно (т-1) двунаправленными ключами, один силовой вывод каждого ключа этой группы подключен к началу соответствующей

5 фазной обмотки, другие силовые выводы ключей всех групп коммутатора объединены в общую точку, управляющие входы ключей каждой группы соединены между собой, а блок управления снаб0 жен п датчиками состояния ключей, каждый из которых имеет m входов, подключенных к началам соответствующих частей фазных обмоток, логическим блоком распределения импульсов с (2п-1) входами и п выходами, образующими выходы блока управления, (п-1) компараторами и последовательно соединенными тахогенератором, механически связанным с валом синхронQ ного двигателя, и выделителем модуля, выход которого подключен к входам компараторов, выходы датчиков состояния ключей и выходы компараторов подключены соответственно к входам логического блока распределения импуль 5

5

сов.

oCI flZ /

//

Фиг 2

Редактор И.Николайчук

Составитель А.Головченко

Техред Л.Сердюкова. Корректор М.Шароши

Заказ 4835/55 . Тираж 659 . Подписное ВНИИПИ 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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлорежущих станках. Целью изобретения является улучшение использования электродвигателя и повышение равномерности вращения. Указанная цель достигается выполнением управляемых ключей коммутатора 3 двунаправленными, введением в первую группу коммутатора (т-1) двунаправленных ключей, а в блок управления - датчиков 8, 9 состояния ключей коммутатора 3, логического блока 7 распределения импульсов, компараторов 6, та- хогенератора 4, установленного на валу синхронного двигателя 1, и вычислителя 5 модуля. В электроприводе обеспечивается улучшение энергетических характеристик и уменьшение пульсаций вращающегося момента за счет возможности работы при двуполярном токе одновременно во всех фазных обмотках синхронного двигателя 1. 2 ил. $ сл со со ел оо ел