Устройство управления асинхронным двигателем Советский патент 1980 года по МПК H02P7/62 H02P13/16 

1

Изобретение относится к устройствам автоматики и предназначено для реверсивного управления двухфазным асинхронным двигателем.

Известны.устройства управления двухфазным асинхронным двигателем, содержащие мостовой усилитель мощности и схему управления, состоящую из задающего мультивибратора, двух управляющих мультивибраторов с принудительным запуском и двух магнитных усилителей, осуществляющих регулирование фазы выходных напряжений управляющих мультивибраторов ij и 2j ,

Однако наличие в устройстве мультивибраторов, содержащих в общей сложности шесть транзисторов и четыре трансформатора, три из которых должны иметь большое количество обмоток, делает устройство довольно сложным и громоздким. Кроме того, нестабильность параметров мультивибраторов приводит к изменению рабочей частоты. Стабилизация рабочей частоты требует применения специальных мер, приводящих к еще большему усложнению устройства. Применение магнитных усилителей не только усложняет устройство и увеличивает его вес и габариты, но приводит также к большой его инерционности и вследствие нелинейности их характеристик сужает диапазон линейного управления двухфазным асинхронным двигателем. Перечисленные недостатки затрудняют создание, систем автоматики с высокими технико-экономическими показателями, значительно

10 сужают область применения устройства, а в ряде случаев вообще исключают возможность его применения в современных системах автоматики, в особенности при использовании его в систе15 летательных аппаратов.

Цель изобретения - значительное упрощение устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем,

20 уменьшение его инерционности и увеличение диапазона линейности выходной характеристики.

Указанная цель достигается тем, что схема управления выхйдным каска25дом выполнена в виде амплитудного модулятора и двух усилителей-ограничителей. Причем цепь управления амплитудного модулятора через трансформатор и фазосдвигаю1дай конденса30тор подключена к источнику переменного тока, а выход модулятора соединен со входами усилителей-ограничителей. Кроме того, входы уьилителей-ограничителей через опорный трансформатор подключены к источнику переменного тока, а выходы через трансформаторы связи - к мостовому усилителю мощности.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.

Устройство управления двухфазным асинхронным двигателем содержит схему управления и усилитель мощности. Схема управления включает в себя ампли тудный модулятор 1, цепь управления которого через трансформатор 2 и фазосдвигающий конденсатор 3 подключена к источнику переменного тока, и усилители-ограничители 4, 5, входы которых соединены с выходом модулятора и через опорный трансформатор 6 с источником переменного тока. Указанные соединения элементов устройства позволяют сформировать на выходах усилителей-ограничителей 4-5 управляющие напряжения прямоугольной , исключив при этом из устройства сложные, инерционные, с нелинейной выходной характеристикой магнитные усилители, а также мультивибраторы, обладающие нестабильностью рабочей частоты и требующие специальных мер для ее стабилизации, приводящих к дальнейшему усложнению устройства.

выходы усилителей-ограничителей через трансформаторы 7 и 8 подключены К цепям управления мостового усилителя мощности.

Усилитель мощности выполнен по

мостовой схеме на транзисторах 9-12, причем эмиттеры транзисторов 9, 11 и коллекторы транзисторов 10, 12 соединены между собой, а их общие точки подключены соответственно к

положитель н6му и отгрйцательнрму полюсам источника питания постоянного тока, коллекторы транзисторов 9, 11

соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 10, 12 и между их общими точками включена обмотка 13 управления двухфазногй асинхронного двигателя 14, обмотка 15 возбуждения которого включена непосредственно в сеть переменного тетка. Кроме того,

Иёжду коллектором и эмиттером каждого транзистора включен один из диодов 16, 17, 18, 19, причем плюс диода соединен с коллектором, а. минус с эмиттером транзистора.

Работа устройства происходит следующим о браз ом (см.фи г.2). При от сутствии входного сигнала Uj,j О на входа усилителей-ограничителей 4-5

поступают тЬлько опорные напряжения , (графики 20, 21 U,,, и Upj, равные -по амплитуде инаходящиеся в противофазе. Усилители-ограничители формируют управлянхцие напряжения Uj и U-j прямоугольнойформы, которые также находятся в противофазе.В результате в один полупериод напряжения источника питания переменного е тока открыты транзисторы 9 и 11, а в другой - транзисторы 10 и 12, и вследствие этого обмотка управления 13 отключена от источника питания. При наличии входного сигнала

(график .22) на выходе модулятора 1 появляется амплитудно-модулированный сигнал и (график 23). В результате суммирования напряжения и, с опорными напрях ениями Up, и (графики 24, 25) и усиления усилителями-огра5 ничителями напряжения U и U, (графики 26, 27) сдвигаются по фазе в противоположные направления на угол Р-агсв111и уи „.При этом в интервалы времени, в течение которых полярность

0 напряжений и U д совпадает, одновременно открыты транзисторы 9 и 12 в один полупериод и транзисторы 10 и 11 - в другой. В результате чего на выходе усилителя мощности возникает модулированное по длительности импульсное напряжение Uynp (график 28), основная гармоника которого пропорциональна синусу угла Ф и создает момент на валу двигателя, про« порциональный входному сигналу так как P arcsin Up,y/Uor,.

При изменении полярности входного сигнала U(i,y напряжение .на выходе усилителя мощности меняет фазу

j. на противоположную.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает реверсивное управление двухфазным а:синхронным двигателем при значительном упрощении схемы, при отсутствии инерци0 элементов и существенном увеличении диапазона линейности его выходной характеристики.

Формула изобретения

Устройство управления асинхронным двигателем, содержащее задатчик и блок регулирования, связанный через

л трансформаторную цепь с мостовым транзисторным усилителем мощности, в выходную диагональ которого включается обмотка управления двигателя, отли чающее ся тем, что, с целью упрощения, повышения быстродействия и расширения диапазона линейного регулирования, оно снабжено двумя сумматорами и связанным с питакяцей сетью амплитудным модулятором, причем к первым входам сумматоров подключен выход этого модулятора, ко вторым - вторичные обмотки д6полнительно введенного синхронизирующего трансформатора, выходы сумматоров соединены через соответст5 вукэдие усилители-ограничители с упомянутой трансформаторной цепью, а ко входу указанного модулятора подключен эадатчик. Источники инфсСрмации, 1 х л v -Х11Г гл J-1 4/v /t i ictiJ jnn / принятые во внимание при экспертизе 1.Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в р(5жимё пере:ключения. Энергия, 1964, с. 17-19. 2.Авторское свидетельство СССР 143889, кл. Н 02 Р 7/58, I960 (про№i4jOCтотип)