Устройство управления асинхронным двухфазним двигателем Советский патент 1976 года по МПК H02P7/58 

3

полезного сигнала исигн напряжение квадратурной составляющей UKB, импульсные помехи от ключевого усилителя мощноста, наводимые на вход устройства Ujjaa; в) напряжение на выходе формирователя импульсов иформ; напряжение на выходе фиксатора ификс; напряжение на выходе сумматора Усумм г) напряжение на выходе компаратора УКОМП Д) напряжение на управляющей обмотке двигателя Уобм; ж) ток в управляющей обмотке двигателя ),обм; з) ток через ключевой усилитель мощности ЗклУстройство содержит ключевой усилитель мощности 1, питающий обмотку управления двигателя и схему формирования управляющего сигнала, состоящую из компаратора 2, предварительного усилителя 3, вьшрямителя 4, фиксатора 5, формирователя 6 и сумматора 7.

Управляющий вход фиксатора 5 соединен с выходом формирователя импульсов 6, а выход через усилитель 3 - с одним входом компаратора 2, другой вход которого соединен через сумматор 7 с выходами формирователя импульсов 6 и вьшрямителя 4, а выход - со входом усилителя мощности 1.

Устройство работает следующим образом. Входное напряжение, находящееся в фазе или в противофазе с опорным напряжением, т.е. с напряжением сети (фиг. 2 а,б) подается на вход фиксатора 5. Формирователь импульсов 6 вырабатьтает импульсы, привязанные по фазе к верпшнам синусоиды опорного напряжения (фиг. 2,в)с

Формирователь импульсов вьшолнен в виде фазосдвигающей цепочки и порогового устройства. В моменты пост)шления импульсов на управляющий вход фиксатора 5 последний фиксирует (запоминает) текущее значение входного напряжения. Диаграмма напряжения на выходе фиксатора 5 ификс показана на фиг. 2,г.

Как видно из фиг. 2,б-в, запоминание входного напряжения происходит в моменты экстремуме® гармоники полезного сигнала исигн- В эти же моменты напряжение квадратурной составляющей UKB минимально. Минимально и напряжение четных высших гармоник (на диаграмме не показано) „ При этом среднее значение напряжения UKB за время, соответствующее длительности импульса, равно нулю.

Таким образом, напряжение на выходе фиксатора 5 соответствует амплитуде гармоники полезного сигнала независимо от наличия и уровня помех от квадратурной составляющей и высших (четных) гармоник. Напряжение ификс Усиливается усилителем 3 и подается на вход компаратора 2. На другой вход компаратора 2 подается опорное напряжение вьшрямланное вьшрямителем 4 и просуммированное с напряжением иформ формирователя импульсов 6. Диаграмма напряжения на выходе сумматора UcyMM показана на фиг. 2, г.

В результате сравнения напряжений на входах компаратора на выходе последнего возникают им4

пульсы, ширина которых определяется амплитудой напряжения ификс а следовательно, амплитудой полезного сигнала (фиг. 2,д) Ввиду того, что при самом большом сигнале напряжение на выходе 5 усилителя 3 не превьпиает амплитуды напряжения сумм) длительность импульса на выходе компаратора не превьпиает г максТаким образом, при изменении амплитуды входного напряжения от нуля до максимального 0 значения ширина импульсов т на выходе компаратора меняется соответственно от нуля до ) где Т - период входного напряжения (и соответственно период сети), тф - длительность импульса на выходе формирователя 5 импульсов 6. Напряжение UKOM с выхода компаратора 2 подается на усилитель мощности 1.

Параллельно управляющей обмотке двигателя включен резонансный конденсатор 8. Так как импульсы с выхода компаратора имеют частоту сети, 0 то они приводят в ударное возбуждение контур 9, 8. В результате в обмотке управления возникает синусоидальный ток с частотой сети. Экспериментально снятые диаграммы тока и напряжения на обмотке показаны на фиг. 2,е-ж.

5Амплитуда тока в обмотке управления определяется шириной импульсов т на выходе компаратора и меняется от нуля до при изменении т от нуля до т максНапряжение на управляющей обмотке сдвинуто 0 по фазе относительно напряжения сети на 90°, поэтому отпадает необходимость установки фазосдвигающего конденсатора в цепи обмотки возбуждения. Из фиг. 2,3 видно, что ток через усилитель мощности 1 (ток потребления) проходит только 5 при наличии широтно-импульсного сигнала.

За счет компенсации реактивной составляющей мощности путем создания резонанса достигается высокая экономичность усилителя мощности.

Устройство защищено также от воздействия 0 собственных помех, так как напряжение помех от компаратора и усилителя мощности 1, наводимое на вход устройства - Унав сдвинуто по фазе относительно моментов фиксирования входного сигнала (фиг. 2, б,д).

Совпадение моментов фиксирования и работы

компаратора невозможно за счет ограничения ширины импульсов.

При изменении фазы входного напряжения на 180° соответственно меняется фаза напряжений

ификс, UKOMH и Uo6M- Направление вращения двигателя изменяется.

Таким образом, схема обеспечивает реверсивное управление двигателем в широком диапазоне скоростей.

Формула изобретения

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем, содержаьхее ключевой усили60 тель мощности, питающий обмотку управления

двигателя, и схему формирования управляющего шгнала, состоящую из компаратора предварительного усилителя и вьшрямителя, отличающеес я тем, что с целью повьщвнйя помехоустойчивости системы, в схему формирования управляющего сигнала введены фиксатор, формирователь импульсов и сумматор; при этом управляющий

вход фиксатора соединен с выходом формирователя импульсов, а вькод через предварительный усилитель подсоединен к одному входу компаратора, другой вход которого соединен через сумматор с выходами формирователя импульсов и выпрямителя, а выход - со входом ключевого усилителя мощности.