Устройство для возбуждения колебаний вала двухфазного асинхронного двигателя Советский патент 1989 года по МПК H02P7/42 

сд о

о

С35

сд

: Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к разработке специальных электроприводов, и Ножет быть использовано при создании Колебательных электроприводов с произвольным периодическим законом колебаний в системах управления, контроля, испытаний.

ет, что приводит в целом к упрощению устройства путем исключения приводного двигателя.

I

При вращении роторов поворотный трансформаторов 2 с постоянной скоростью G3, фаза роторных напряжений непрерывно сдвигается относительно

ПРПТ, ич,р;т,о.п ипсиуеуьшмо сдвигается относительно

„не :™ Г™ по линейно

25

вышение точности воспроизведения за- . данной формьг колебаний.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 (5 шнусно-косинусного напряжения, поворотные трансформаторы 2, регуляторы 3 фазы и амплитуды, двухфазный асинх- 1ЮННЫЙ двигатель 4. .

Статорные обмотки первого поворот.-20 кого трансформатора 2 подключены к пыходам источника 1 синусно-косин.ус- oгo напряжения. Роторные.обмотки - каждого поворотного трансформатора годклгочены к статорным обмоткам еле-- гующего за ним поворотного трансфор- aтopa. Один выход источника 1 си- 1|усно-косинусного напряжения и од- ija роторная (синусная) обмотка кад- дого поворотного трансформатора -2 фдключены через регуляторы 3 фазы и| амплитуды к одной из статорных оЬ- MJOTOK АД 4. Одна роторная (синус- н|ая) обмотка каждого из остальных п воротньк трансформаторов, включен и| П-Й5 подключены через регуляторы 3| фазы и амплитуды к другой статор- Н0Й обмотке АД 4. Одна из роторных оЬмоток, например косинусная,.послед- , считая от источника напряжения, .,, n JBopoTHoro трансформатора 2 замкну- т накоротко, трансформаторы, начи- нвя с (п + 1), выполнены многополюсН1ЙМИ.. ..

Устройство работает следующим о(рразом.

При подаче на статорные обмотки пфворотного трансформатора 2 синус- нфсо и косинусного напряжений часто30

35

45

тфй сОо в роторных обмотках наводятму закону со скоростью Ц . Если на статорные обмотки первого поворотного трансформатора 2 предлагаемого устройства подать напряжения вида Umsino t и UmcosOJ t, то на его роторных обмотках напряжения будут иметь вид Unjsin(cOot + 60 t ) и Um«,cos(cD,t + w, t). Эти напряжения подкшочены к статорным обмоткам второго поворотного трансформатора 2 и на-его роторных,обмотках напряжения будут Um S in (w, t+ 2w, t) и («„t -iGJ, t). У n-ro поворотного трансформатора напряжения на роторных обмотках равны UmnsinCtoot + nw.t) и UmncosCb t + nco.t). Скорость изменения фазы поворотных трансформато- ров, следующих за п-м поворотным трансформатором, в соответствии с принципом электрической редукции увеличится в Р раз,где Р - чиало пар полюсов.Таким образом,редуктор,служащий для повьппения скорости вращения поворотных трансформаторов, а соответственно, и скорости изменения фазы, не нужен. Использова.ние многополюсных поворотных трансформаторов позволяет исключить редуктор и приводит в целом к упрощению устройства и. повьшению его точности за счет умень- ,шения ошибки, вносимой редуктором.

Если теперь подключить одну из статорных обмоток двухфазного АД 4 к синусному (косинусному) напряжению частотой w источника 1, а.вторую статорную.обмотку АД 4 - к двум синусным (косинусным) напряжениям роторов поворотных трансформаторов 2

ся также синусное и косинусное нап- 5« той же соГГ ;;о;ь«

05 ЖРНИСТ иэпт/-, глй елТ.. .. . -о Ч О ЭП Л1Л ирЫХ

Р Гжения частотой со . Так как ротор- Ш1я обмотка (косинусная) последнего поворотного трансформатора замкнута накоротко, то он работает в режиме вращения со скоростью Gj й)о/Р (Р - число пар полюсов поворотного трансформатора) . Таким образом, необходимость в-приводном двигателе отпаданепр ерьшно смещаются со скоростью tt, и 2а, соответственно, то ротор АД будет производить возвратно-вращательное (колебательное) движение по периодическому закону, состоящему из-первой гармоники .частртрй сй, к второй гармоники частотой 2с),. Вид закона колебаний вала АД опредеет, что приводит в целом к упрощению устройства путем исключения приводного двигателя.

I

При вращении роторов поворотный трансформаторов 2 с постоянной скоростью G3, фаза роторных напряжений непрерывно сдвигается относительно

псиуеуьшмо сдвигается относительно

- по линейно

по линейно

25

(5

20 ,,

30

5

5

му закону со скоростью Ц . Если на статорные обмотки первого поворотного трансформатора 2 предлагаемого устройства подать напряжения вида Umsino t и UmcosOJ t, то на его роторных обмотках напряжения будут иметь вид Unjsin(cOot + 60 t ) и Um«,cos(cD,t + w, t). Эти напряжения подкшочены к статорным обмоткам второго поворотного трансформатора 2 и на-его роторных,обмотках напряжения будут Um S in (w, t+ 2w, t) и («„t -iGJ, t). У n-ro поворотного трансформатора напряжения на роторных обмотках равны UmnsinCtoot + nw.t) и UmncosCb t + nco.t). Скорость изменения фазы поворотных трансформато- ров, следующих за п-м поворотным трансформатором, в соответствии с принципом электрической редукции увеличится в Р раз,где Р - чиало пар полюсов.Таким образом,редуктор,служащий для повьппения скорости вращения поворотных трансформаторов, а соответственно, и скорости изменения фазы, не нужен. Использова.ние многополюсных поворотных трансформаторов позволяет исключить редуктор и приводит в целом к упрощению устройства и. повьшению его точности за счет умень- ,шения ошибки, вносимой редуктором.

Если теперь подключить одну из статорных обмоток двухфазного АД 4 к синусному (косинусному) напряжению частотой w источника 1, а.вторую статорную.обмотку АД 4 - к двум синусным (косинусным) напряжениям роторов поворотных трансформаторов 2

« той же соГГ ;;о;ь«

той же соГГ ;;о;ь«

. -о Ч О ЭП Л1Л ирЫХ

непр ерьшно смещаются со скоростью tt, и 2а, соответственно, то ротор АД будет производить возвратно-вращательное (колебательное) движение по периодическому закону, состоящему из-первой гармоники .частртрй сй, к второй гармоники частотой 2с),. Вид закона колебаний вала АД определяется соотношением фаз и амплитуд .между первой и второй гармониками колебаний. Включая последовательно необходимое число поворотных транс- . форматоров, можйо с любой точностью формировать периодический закон колебаний вала двухфазного АД.

Например, пусть требуется реализовать п 4 гармоники в законе колебаний вала АД, Число необходимы поворотных трансформаторов при этом (2п - 1) 3. Первые два поворотных трансформатора имеют число пар полюсов Р 1, а третий Р 2. Так как одна обмотка (косинусная) третьего поворотного трансформатора замкнута накоротко, то роторы поворотных трансформаторов вращаются со скоростью м, СдЭд/Р. Если на. статорные об- Мотки первого поворотного трансформатора подано напряжение вида Umsinco t и UmcoscOj,t, то на его роторных обмотках напряжения имеют вид Um.sinCcOot + CO.t) и Urn cos(Qet + «W, t).

Это напряжение подключено к ста- торным обмоткам второго поворотного трансформатора, напряжение на его роторных обмотках равно x(G3et 20,t) и Um,cos(u),t + 2G),t). Это напряжение подключено к ста- торным обмоткам третьего поворотного трансформатора, имекяцего две пары полюсов, на его роторной обмотке напряжение имеет вид Umjsin(cdet + 4bj,t). Напряжение источника пита- ния Umsinbot и напряжение роторной обмотки rtepBoro поворотного транс- ;:форматора ( +W, t) подаются на первую фазу двухфазного АД. Напряжение с второго и третьего поворотных трансформаторов UrajsinCw t + 2(0, t) и UnijT sin toot + 4tO, t) подаются на вторую фазу АД,

При этом напряжение ( + + G, t) , на первой фазе двигателя и UrajsinCcOgt + 2o,t) на-второй фазе

1450065

возбуждают первую гармонику колеба-Г НИИ ротора двигателя частотой со, .. Напряжение UmsinD t на первой фазе

двигателя и (,t - 2сд,t) на второй фазе возбуждают вторую гармонику колебаний ротора частотой 2с,, . Напряжение Um,,sin(G)ot +a,t) на первой фазе и Um sinCcOet + 4й), t) на

10 второй фазе врзбуждают третью гармонику колебашш ротора частотой 3w,, а напряжение Um sinOat на первой фазе и ( + 4 co,t ) на второй фазе возбуждают четвертую гармонику

15 колебаний ротора частотой .

Устройство может применяться в колебательных системах в таких отр ас- лях промьп1тенности,как приборостроительная, станкостроительная, текс0 тильная, химическая, а также там, где требуется обеспечить простыми средствами возбуждение коле баний по произвольному периодическому закону при поддержании точности закона коле5 баяий 3-5%..

.Формула изобретения

; Устройство для возбуждения коле0 баний вала двухфазного асинхронного двигателя по периодическому закону с числом гармоник п , содержащее 2п-1 поворотных трансформаторов, расположенных на одном валу и соединенных

g электрически последовательно, источ- ник синусно-косинусного напряжения, 2п регуляторов фазы и амплитуды, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точнос0 ти воспроизведения заданной формы колебаний, одна из роторных обмоток поворотного трансформатора, включенного в последовательную цепь последним, считая от источника синусно-ко5 синусного напряжения, замкнута накоротко, а поворотные .трансформаторы, начиная с. (п+1 )-га выполнены много- цолкюными.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании peгyлиpye я IX колебательных электроприводов с произвольным периодическим законом колебаний в системах управления, контроля, испытаний. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точ- точности отработки заданного периодического закона колебаний. Одна из роторных обмоток последнего, считая от источника напряжения, поворотного . трансформатора замкнута накоротко, а поворотные трансформаторы, начиная с п + 1-го, выполнены многополюснымй. Из устройства-прототипа благодаря этому устранены приводной двигатель и редуктор. 1 ил. (Л С.