Электропривод Советский патент 1981 года по МПК H02P5/36 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прокилшленности, когда требуется быстродейству &1ий, высокоточный электропривод.

Известен электропривод с синхронной машиной, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, регулируемый многофазный источник тока, защатчик тока, модулятор, блок фазочувствительных выпрямителей и генератор опорной частоты. В этом электроприводе задатчик тока подключен к статорным обмоткам синхронной машины через последовательно соединенные модулятор, обмотку возбузедения и якорные обмотки вращающегося трансформатору, блок фазочувствительных выпрямителей и регулируемый многофазный источник тока 1.

Однако так как цепь возбуждения вращающегося трансформатора является инерционной и характеризуется значительной постоянной времени, то в данном электроприводе имеется запаздывание в канале регулирования момента синхронн 4 машины.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод, содержащий синхронную машину, задатчик тока.

модулятор, многофазный источник напряжения, блок фазочувствительных выпрямителей, регулируемый многофазный источник тока и синусно-косинусный вращающийся трансформатор. В этом электроприводе выход задатчика тока через модулятор, блок фазочувствительных выпрямителей и регулируемый многофазный источник тока под10ключен к статорным обмоткам синхронного двигателя. Так как контур возбуждения вращанадегося трансформатора не ВХОДИТ в упомянутую цепь регулирования тока (момента) син15хронного двигателя, то электропривод свободен от недостатка электропривода, указанного выше. В указанном электроприводе модулятор подключен к выходам Зсшатчика тока и

20 вргццающегося трансформатора, работающего в режиме фазовращателя, и на выходе модулятора имеются прямоугольные импульсы. Эти импульсы поступают на управляющие входы блока

25 фазочувствительных выпрямителей,

входы для опорных сигналов которого связаны с многофазным источником напряжения, который связан также с обмоткой возбуждения вращающегося

30 трансформатора. При этом выходные

игналы блока фаэочувствительных ыпрямителей, а следовательно и токи итающие синхронную машину, содержат гармоники, кратные частоте вращения вала двигателя 2.

Однако вследствие этого снижается точность управления моментом синхронной машины.

Целью изобретения является повышение точности управления моментом синхронной машины за счет улучшения формы токов, питающих статорные обмотки .

Указанная цель достигается тем, что электропривод, содержащий синхронную машину, задатчик тока, источник синусоидальных напряжений, связанный с фазовращателем, ротор которого механически соединен с ротором синхронной машины, статорные обмотки которой через регулируемый источник тока подключены к выходам фазочувствительных выпрямителей, снабжен формирователем опорных сигналов и блоками умножения, один вход каждого из которых подключен к выходу задатчика тока, а другой - к соответствующей фазе источника синусоидальных напряжений, при этом выходы блоков умножения подключены ко входам для управляющих сигналов фазочувствительных выпрямителей, входы для опорных сигналов которых через формирователь опорных сигналов связаны с выходом фазовращателя.

На фиг.1 приведена структурная схема электропривода с синхронной машиной; на фиг.2 - схема включения обмоток вращающегося трансформатора, на фиг.З - схема фазочувствительного выпрямителя; на.фиг.4 - диаграмма сигналов, поступающих на блок фазочувствительных выпрямителей.

Выходы трехфазного источника синусоидального напряжения 1 вместе с выходом задатчика тока 2 подключены к блокам умножения 3 (фиг.1). Выходы блоков умножения 3 подключены к управляющим входам блока 4 фазочувствительных выпрямителей, выходы которого через регулируемый источник тока 5 связаны со статорными обмотками синхронной машины 6. Возбуждение машины 6 осуществляется от постоянного магнита, расположенного на роторе, который механически соединен с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора 7. Цепь возбуадения трансформатора 7 подключейа к одной из фаз источника 1, а выход трансформатора 7 через формирователь опорных сигналов 8 подключен ко входам для опорных сигналов блока 4.

В электроприводе реализован частотно-токовый способ управления моментом синхронной машины 6, согласно которому эта машина питается токами, величина которых определяется сигналом Ug с выхода задатчика тока 5, а фаза (частота) токов задается угловым положением (частотой) вала машины 6. .измерение углового положения вала машины 6 обеспечивается - датчиком 7.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал Ug в виде напряжения постоянного тока от задатчика тока 2 поступает на один из входов каждого

из блоков умножения 3. Роль задатчика обычно выполняют регуляторы скорости или углового положения вала машины 6. На другие входы блоков умножения 3 поступают сигналы

AsiniWpi i Asin (u)ot+ т) iAsiH (uJot4-4rc/5)

от источника 1,

где A - постоянная величина, ouo круговая частота, которая выбирается существенно большей частоты вращения Ot)gp вала машины 6. На выходах блоков умножения Зпобразуется система трехфазных сигналов UQ А s-ih uJot, f) HUqA5ih(u)oi+ ). Эти сигналы поступают на входы для управляющих сигналов блока выпрямителей 4, на опорные входы которого

поступает сигнал Asiti%lULte выхода трансформатора 7, выполненного по схеме фазовращателя, при этом его обмотки включены так, как показано на фиг.2.Две статорные обмотки вклю-.

чены последовательно и подключены к напряжению AeiHUSot , являющемуся фазным напряжением источника 1.

Роторные обмотки включены последовательно между собой и с резистором R и конденсатором С. Выходное

напряжение А sin (ut/ol Wg t) снимается с резистора R подключенного к общей точке роторных обмоток и общей точке резистора R и конденсатора С. Блок 4 содержит три одинаковых

фазочувствительных выпрямителя, схема одного из них приведена на фиг.З. Выпрямитель содержит ключ 9, конденсатор 10 и развязывакаций усилитель 11. Входы цепей коммутации ключей 9 образуют входы для управляющих сигналов блока 4, Входы цепей управления ключей 9 образуют входы для опорных сигналов блока 4. На первые из упомянутых входов поступает трехфазная

система напряжения с выходов блоков умножения 3, а на вторые, которые объединень между собой, поступают импульсы 0ц с выхода блока 8. На фиг.4 показаны напряжения на входах для управлягадих и для,опорных сигналов

блока 4.

С помощью импульсов и, на конденсаторах-10 выпрямителей блока 4 запоминаются значения напряжений трехфазной систегиы, период колебаний котоРОЙ Тр r27C/tt)Q период появления импуль2-ге

. . на выходах раз.вяU,jT,,

сов зывающих усилителей 11 образуется трехфазная система сигналов с амплитудой AUg и частотой

AUgSAniD t, AUo6iM(UJBp 2fi:/3) м (U)(5).

Эта система сигналов поступает на входы регулируемого источника токов, который питает статорные обмотки машины 6 токами, величина которых оказывается пропорциональной величине IL

В предлагаемом электроприводе на валу машины 6 возникает максимально возможный при заданной величине UQ момент, так как благодаря взаимной начальной ориентации продольной оси машины 6 и ротора датчика 7 обеспечивается ортогональное расположение оси ампервитков статора и продольной 1оси (оси магнита возбуждения) мгшшны 6.

Данный электропривод испытан в системе, содержащей линейный синхронный реактивный электродвигатель, при этом получены следующие показатели i не зависит от скорости до скоростей 60 м/мин при ускорении до 10 м/сек, точность обработки заданных перемещений в позиционной системе не хуже 0,005 vw. Электропривод может быть применен в станках для

сверления печатных плат с производительностью до 600 отверстий н мин.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий синхронную машину, задатчик тока, источник синусоидальных напряжений, связанный с фазовращателем, ротор которого механически соединен с ротором синхронной машины, статорные обмотки

0 которой через регулируе ый источник тока подключены к выходгш блока фазочувствительных выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности регулирования

5 момента, электропривод снабжен формирователем опорных сигналов и блоками умножения, причем один вход кеикдого блока умножения подключен к выходу задатчика тока, а другой - к соответствующей фазе источника сину0соидалт ных напряжений, выходал блоков умножения подключены ко входам для управляющих сигналов блока фазочувствительных выпрямителей, входы в для-еперных сигналов которого через формирователь опорных сигналов связаны с выходом фазовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

D № 186,019, кл. Н 02 Р 5/36, 1963.

2.Бродский В.Н., Иванов Е.С, Приводы с частотно-токовым управлением. М., Энергия, 1974, с. 68-72.

Asin(()6p)i

AUs() 3 Г I

W

VK fwoiw/ j -L. y7.J

AUnSiti(A}fft

/ i