Вентильный электропривод Советский патент 1979 года по МПК H02K29/02 G01D5/20 

Изобретение относится к бесконтакт ным электроприводам с вентильным двигателем и предназначено для использозания в следяще-регулируемых системах с цифровым (числовым) управлением. Известен электропривод с вентняьи лм двигателем 1, в котором для. управления клгочевьми элементами инвертора привода на валу синхронного двигателя установлен кодовый датчиК положепня с двумя выходами, на которых фсчрмируются выходные сигналы напряжения со сдвигом между ними по фаве Ни 23t/3. Привращении вала с выхода кодового датчика формируются прямоугольные сигналы, сдвинутые меж ду собой по фазе на угол 2Ж/3. Алгоритм фсрмирования сигналов совпадает при нечетном числе фаз с кодом Либау крбйга ка шесть цифровьк сигналов «О - 5 при инвертированийего четных выходов. Эти сигналы поступают в блок залатчика трехфазных сигна лов, на выходе которого формируются прямоугольные трехфазные сигналы на пряжений. Величина этих трехфазных напряжений пропорциональна абсолютно му значению входного напряжения. При - смене знака этого напряжения .гоняетс фаза напряжений на выходе эадатчика трехфазных сигналов. Сигналы задатчика поступают н входные шины инвертора, где методом широтно-импульсной модуляции производится формирование выходных напряжений (токов) инвертора, величина которых пропорциональна напряжению з адатчика, а порядок переключения силовых ключей определяется знаком этого напряжения. Однако указанный электропривод не обеспечивает достаточной плавности движения на низких скоростях вращения, что не позволяет высокие диапазоны регулирования и сужает область его применения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вентйльный электрощзивод 2,в котором на валу трекфазной синхронной машины расположен кодовый датчик с большой цифровой емкостью. Цифровые выход яле сигналы такого датчика, которые сйззчно представляются в коде Грея, преобраз ются в выходные прямоугольйые сигналы частоты вращения ротора, а также поступают в блок задатчика синусоидальных сигналов, которые затем в инверторе преобразуются в широтно-иг.шульсные модулированtoie по синусоидальному закону напряжения. ПриMeHisHMe такого вентильного электропрйёодас кодовым датчиком позволяет ) высокую йЛавнЪстбДВйЖё ни я. Недостатками его являются сложность кодового датчика, узкий диапазон регулирования из-за невысокой максимальной скорости датчика, а также сложность электроннрйчасти.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электропривода и сокращение оборудования. Это достигается тем, что предлагаемый вентильный электропривод, содержащий многофазную синхронную машину, нй йалу которой расположёны кодовый датчик положения ротора с выходными шинами по числу фаз машины, а также импульсный датчик с двумя ;выходами, сэтужаьщйи Для получения сдвинутых на по фазесйГйалов, счетчик и задатчик многофазных напряжекяй на входе инвертора, Ьнабжен блоком дифференцирования, причем выходшле шинй кодового датчика через блок дифференцирования соединены с шипой установки счетчика в нулевое положение, а цифровые шины счетчика и йшны кодового датчика соединены в кажцой фазе С входом за.патчика многофазных напряжений.

На чертеже дана блок-схема описываемого электропривода.

На валу трехфазной синхронной машины 1 расположен кодовый датчик 2 6выходными шинами для трех сигналов 9з и импульсный датчик 3 с выходами, служэддими для прлучения двух выходйых/сигналов со сдвигом по фазе между ними на , На выходе импульсного датчика 3 расположен реверсивнйй счетчик 4, liMHa установки в нулейбе положение которого соациненп через блок 5 дифференцирования с вйходными шинами датчика 2.. Выходные шины датчика. 2 и циф ровьае шины счетчика 4 соединены с входными шинами задатчика б трехфазных напряжений, на управляющий вход которого посту пае задакзщее. йапряжение Us 1 электро- привода. Выходнк1е ШИНЫ заратчика б соейиНёНЕД шинами инвертора 7, питающего синхронную машину 1,

Электропривод работает следующим образом.

Сигналы Q, - Qj кодового датчика 2 и -полярность входного сигнала Ug элек тропривода определяют пс эяДск arKiaaтея силовых ключей инвертора 7 и направ: 1ёнйв движения ротора синхронной машины 1. Двухфазные сигналы импульсного датчика 3 при этом поступают в реверсивный счетчик 4, где в зависимости, от наКравления вращения ротора происходит их суммированиа или ввчитание. Поскольку емкость счетчика 4

тт

выбирается из соотнаяения К« лр..

38. (гдеР ПОГООСОВ СИН- число пар

дв

хроннои машины, Р

- число пар

дат

полюсов импульсного датчика 3), а установка счетчика в нулевое положение производится в моменты переключения сигналов датчика 2, за время от одного переключения.до другого счетчик заполняется (считывается) 1полностью. Дифференцирующие сигналы блока 5 при этом ка5(сдый раз подтверждают исходное состояние счетчика. Следовательно, сигналы Qf - Q кодового датчика 2 могут рассматриваться как старший разряд Для счётчика 4 и кодируют шесть цифр: О QI Qj , 2 Q,Qv 3 giQ,, 4 и 5 .

В задатчике 6 многофазных синусоидальных напряжений цифровые сигналы счетчика 4 преобразуются в jrpH аяалоговых сигнала, из которых при помощи цифровых сигналов датчика 2 формируются синусоидальные сигналы и , и, . и и . Эти сигналы поступают на входные шины инвертора 7, где методом широтно-импульсной модуляции фсрмирутотся трехфазные напряжения (или токи) , питающие синхронную машину 1. Величина этих напряжений (то,KOBJ прЬйЪрциОнапьна входному сигнапу и, . При смене полярносчи входного сигнала и меняются на ЙС фазы и,

и, и и„ и направление движения сийЬ с. ,

:хр оНной машины 1.

Цифровое формирование эталонных сйгналбвзадатчика дает возможность получить любую Их форму, в том числе с учетом геометрии машины, что позволяет обеспечить равномерность движения на Всех скоростях вращения.

Формула изобретения

Вентильный электропривод, содержащий многофазную синхронную машину, на валу которой расположены кодовый датчик положения ротора с выходными шинами, число 1 оторь1х равно Числу фаз машины, а также импульсный датчйк с-двумя выходами, стгужащими для получения сдвинутых на по фазе сигналов, счетчик, вход которого соединен с выходом импульсного датчика, и задатчик мйогофазньэс напряжений, йШсйд которого соединен в каждой фазе с входом многофазного инвертора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и сокращения оборудовайия, он сйабжен блоком дифференцирования, причем выходные шиникодового датчика положения ротора соединены через блок дифференци- . рования с шиной установки счетчика в нулевое положение, а цифровые шины

счетчика Я пмны кодоаого датчика соединёны в каадой фазе с входом задатчика многофазных напряженки.

Ирточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспресс-информация Автоматиэированный электропривод. Электротехнология. Электроснабжение. Силовая .

,

преобразовательная техника , реф. 172, 1973.

2. Патент Англии 1190846, кл, Н 2 F , 1968.