УСТРОЙСТВО ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ Советский патент 1968 года по МПК H02P5/34 H02M7/48 

Известное устройство широтно-импульсного управления электроприводами с автономным инвертором и гистерезиСным .синхронным двигателем, содержащее цепь обратной связи модулируюп его ключа -с двигателем, сложно и не дает плавного перехода с пускового режима на синхронный.

Отличительная особенность предложенного устройства состоит в том, что -в цепь обратной связи последовательно включены ждуш,ий мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов и реле времени.

Такая констр укция устройства проще указанной выш-е и -позволяет получать плавные переходы с пускового режима на синхронный.

|На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства управления; на фиг. 2 - приппипиальная -схема автопомного инвертора; на фиг. 3-8 даны эпюры напрял ений.

При «подключении источника питания переменное напряжение с кварцованного задающего генератора 1 через систему триггерных делителей частоты 2-и подается на вход фазорасщепителя 9, где оно расщепляется на трехфазное прямоугольное напряжение и через выходы а, б, в подается на предварительные усилители мощности 10, 11 (фиг. Q, -которые управляют выходным устройством автономны.м инвертором), собранным по бестрансформаторнои мостовой

схеме на транзисторах .

Одновременно с триггера 4 прямоугольные импульсы напряжения с частотой следования 2400 гц подаются через конденсатор 18 в базу транзистора 19 (см. эпюру Usi9 фиг. 3) и запускают ждущий мультивибратор, собранный на транзисторах 19, 20 и 21.

iHa высокой скорости (6000 об/мин) в коллекторе транзистора 21 образуются прямоугольные имлульсы напряжения, соответствующие эпюре и к 21 в , которые через диод 22 подаются в базу .модулирующего ключа на транзисторе 23 (эпюра иб2з фит. 4). Вместе с тем -в базу транзистора 24 через диод 25 с триггера 4 поступают прямоугольные импульсы напряжения с частотой следования 2400 гц, но сдвинутые по фазе относительно t/б м на 180 эл. град. Складываясь в базе модулирующего ключа - транзисторе 23, напряжения U623 , приходящее со ждущего мультивибратора, и U623 , приходящее с коллектора транзистора 24, полностью закрывают транзистор 23 (.2зф на фиг. 4), и транзисторы 12-17 управляются только одним сигналом, приходящим с фазорасщепителя 9. Таким образом обеспечивается перевозбуждение электродвиколлекторах силовых транзисторов соответствует эпюре 1к12ф (фиг. 6), а линейного напряжения - эпюре (фиг. 8).

При входе двигателя в синхронизм выпрямленное диодами 26, 27, 28, 29 напряжение с датчика оборотов пробивает ста билитрон 30 и, прикладываясь к переходу эмиттер - база транзистора 31, закрывает его. Конденсатор 32 реле времени заряжается напряжением источника 33, а транзистор 34 по мере заряда конденсатора 32 .постепенно открывается. Напряжение источника 33 по цени плюс 55-34- 21-19 - сопротивление 35 - диод 36 - минус 55 - прикладывается к переходу эмиттер - база составного триода 13, 21 и открывает его.

Ждущий мультивибратор затормаживается, напряжение на коллекторе транзистора 2,1 соответствует эпюре 6к 2/с (;фИ1Г. 3), и управляющий сигнал на модулирующий ключ не нодается. Таким образом, транзистор 23 переключается только одним сигналом UK гз образуя в коллекторе прямоугольные импульсы напряжения UKZSC (фиг. 4) с частотой следования 2400 гц, которые через диод 57 поступают в базу предварительного усилителя мощности 10 одноВременно с сигналом, приходящим с фазорасщепителем 9 и, управляя транзистором 10, уменьшают время открытого состояния СИЛОВОГО транзистора J2, тем самым снижается действующее значение напряжения на обмотках двигателя и перевозбуждение электродвигателя прекращается. Плавное отключение перевозбуждения исключает возможность выхода электродвигателя из синхрониз: ма при резком отключении -перевозбуждения.

Частота следования импульсов, подаваемых с фазорасщепителя 9 на высокой скорости равна if, 200 гц, а частота модулирующих импульсов и к 23 равна 2400 гц. В одном полупериоде основного сигнала укладывается шесть периодов модулирующего сигнала, чем обеспечивается необходимая величина действующего значения напряжения на обмотках электродвигателя при синхронной его работе на высокой скорости. Форма напряжения, подаваемого на фазу электрО|Двигателя при синхронной его работе на высокой скорости, соответствует эпюре L/Kzic (фиг. 6), а форма линейного напряжения соответствует эпюре (фиг. 8).

Для обеспечения низкой скорости вращения электродвигателя (750 об/мин) вход фазорасщепителя 9 через контакты 38, 39 реле переключается € триггера 5 на триггер 8, и частота основного управляющего ситнала, подаваемого на двигатель, равна 25 -гц.

Необходимая величина действующего значения напряжения на обмотках электродвигателя для перевозбуждения и синхронной работы его обеспечивается модулирующим сигналом, который для низкой скорости формируется следующим образом. В момент пуска и повторного перевозбуждения электродвигатеЛЯ в базу транзистора 23 через диоды 40, 41, 22 поступают импульсы напряжения с коллекторов 21, 42, 24. Напряжение имеет форму, соответствующую эпюре Ик-лн (фиг. 3). 5 Время закрытого состояния транзистора 21 определяется достоянной времени г С2хР2. Напряжение И к 42 (эпюра 11к42 на фиг. 5), Имеющее частоту 1200 гц и скважность 16, формируется путем сложения напряжений

0 7, .,, /ii;,, ,,, снимаемых с триггеров 2, 3, 4, 5 и имеющих частоту 9600 гц, 4800 гц, 2400 гц и 1200 гц соответственно. Импульсное напряжение ик24 (фиг. 5), имеющее частоту 1200 гц и скважность 8, формируется

с помощью напряжений g, (фиг. 5), снимаемых с триггеров 3, 4, 5 и имеющих частоту 4800 гц, 2400 гц и 1200 гц соответственно. Напряжения 11к41 и Uк24

Q сдвинуты по фазе па 45 эл. град.

Складываясь в базе транзистора 23 напряжения и к 21, и к 42, У/сг, формируют в -его коллекторе импульсное напряжение с частотой 1200 гц и скважностью 16/3, имеющее форму ик23ф (фиг. б). Это напряжение подается на базу предвари гельного усилителя мощности УО и через него управляет силовыми транзисто/ рами, обеспечивая необходимую дл-я перевозбуждения электродвигателя величину действующего напряжения на его обмотках. Форму напряжения, которое подается на фазу двигателя на низкой скорости при пуске и повторном перевозбуждении, показывает эпюра 11к12нф (фиг. 7). Когда двигатель вошел в синхронизм, выпрямленное напряжение с датчика оборотов двигателя через контакты 43, 44 реле складывается с напряжением стабилизированного источника 45, пробивает стабилитрон 30, и уже описанным методом пронс ходит затормаживание ждущего мультивибратора. Сигнал в коллекторе транзистора 23 принимает форму эпюры ик2Вс (фиг. 5), а напряжение, подаваемое на фазу двигателя,- эпюры (фиг. 7). Действующее значение напряжения на обмотках электродвигателя уменьшается, и перевозбуждение прекращается.

При случайном выходе электродвигателя из

синхронизма напряжения, снимаемого с датчика оборотов, недостаточно для того, чтобы удерживать стабилитрон 30 в пробитом состоянии, он восстанавливается, а ждущий мультивибратор начинает переключаться, обеспе5 чивая перевозбуждение электродвигателя.

Применение описанной выше сх-емы, использующей импульсный метод для получения необходимого эффективного напряжения на обмотках электродвигателя, позволило производить перевозбуждение гистер езисного электродвигателя с помощью узлов, вклю1чаемых в маломощные цепи преобразователя, что в значительной мере упрощает схему преобразователя, повышает, его надежность, снижает Предмет изобретения Устройство широтко-импульсного управления электроприводом с автономным инвертором и гистерезисным синхронным двигателем, 5 содержащее цепь обратной связи модулирующего ключа с двигателем, отличающееся тем. что, с целью упрощения и плавного перехода с пускового режима на синхронный, в указанную цепь обратной связи последовательно включены ждущий мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов и реле времени.

к датчику оборотов

38

fvsi

шшш