Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к колебательным электроприводам переменного тока, с прерывистым законом движения и может быть использовано при создании приводов силовых механизмов с регулируемым пульсирующем перемещением в технологических линиях подачи заготовок. Полезная модель направлена на расширение эксплуатационных возможностей устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем, работающего в режиме прерывистого движения за счет формирование пульсирующего режима работы асинхронного двигателя. Это достигается тем, что устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения содержит источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока. Выход задающего генератора соединен с входом компаратора. Первый вход амплитудного модулятора соединен с выходом источника переменного тока, а второй вход - с выходом компаратора. Выход амплитудного модулятора соединен с входом инвертора. 2 ил.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к колебательным электроприводам переменного тока, с прерывистым законом движения и может быть использовано при создании приводов силовых механизмов с регулируемым прерывистым перемещением в технологических линиях подачи заготовок.

Известно устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения, содержащее источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор, фазовое звено, модулятор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, модулятор соединенный первым входом с выходом амплитудного модулятора, а вторым - с выходом компаратора, выход задающего генератора соединен с входом компаратора и со вторым входом амплитудного модулятора, первый вход которого соединен с выходом фазового звена, подключенного своим входом к источнику переменного тока, выход модулятора соединен с входом инвертора. [Патент РФ 97882, МПК H02P 8/00 (2006.1), H02P 8/20 (2006.1)].

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Однако, данное устройство не позволяет формировать пульсирующий режим работы исполнительного двигателя с регулируемыми выходными параметрами.

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем, работающего в режиме прерывистого движения путем формирования пульсирующего режима работы.

Поставленную задачу достигают тем, что устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения, так же как и прототипе содержит источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, выход задающего генератора соединен с входом компаратора.

В отличие от прототипа первый вход амплитудного модулятора соединен с выходом источника переменного тока, а второй вход - с выходом компаратора, выход амплитудного модулятора соединен с входом инвертора.

Таким образом, подключение первого входа амплитудного модулятора к выходу источника переменного тока, а второго входа - к выходу компаратора и соединение выхода амплитудного модулятора с входом инвертора позволяет создать режим пульсирующего движения, расширить эксплуатационные возможности устройства, обеспечив регулировании амплитуды и частоты пульсаций подвижного элемента асинхронного двигателя.

На фиг.1 представлена блок схема устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения.

На фиг.2. представлены временные диаграммы работы устройства.

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем, в режиме пульсирующего движения (фиг.1) содержит асинхронный двигатель 1 с обмоткой возбуждения 2 и управления 3, источник переменного тока 4 (ИПТ), задающий генератор 5 (ЗГ), компаратор 6 (Км), амплитудный модулятор 7 (AM), инвертор напряжения 8 (ИН).

Обмотка возбуждения 2 асинхронного двигателя 1 снабжена клеммами и подключена к источнику переменного тока 4 (ИПТ) частоты f₁. Амплитудный модулятор 7 (AM) подключен своим первым входом к источнику переменного тока 4 (ИПТ), а вторым входом - к выходу компаратора 6 (Км), вход которого подключен к выходу задающего генератора 5 (ЗГ) с регулируемой частотой пульсаций f_п. Выход амплитудного модулятора 7 (AM) соединен с управляющим входом инвертора 8 (ИН), выход которого подключен к обмотке управления 3 асинхронного двигателя 1.

При технической реализации макетного образца заявляемого устройства в качестве компаратора 6 (Км) использовали операционный усилитель серии К140УД6. Амплитудный модулятор 7 (AM) был выполнен на аналоговом перемножителе 572 ПС2. В качестве инвертора напряжения 8 (ИН) использовали мостовой инвертор с транзисторными ключами.

Устройство работает следующим образом. Обмотка возбуждения 2 асинхронного двигателя 1 подключена непосредственно к клеммам источника переменного тока 4 (ИПТ) (сети) частоты f₁ , а обмотка управления 3 через инвертор напряжения 8 (ИН) запитана от амплитудного модулятора 7 (AM).

С задающего генератора 5 (ЗГ) синусоидальное напряжение частоты пульсаций f_п

U₅=±k₅ ·sin(2f_п·t),

где k₅ - коэффициент пропорциональности,

поступает на вход компаратор 6 (KM), где его преобразуют в однополярные прямоугольные импульсы, знак которых определяется опорным напряжением компаратора

где k₆ - коэффициент передачи компаратора.

С выхода компаратора 6 (Км) однополярные прямоугольные импульсы поступают на второй вход амплитудного модулятора 7 (AM), на первый вход которого поступает напряжение с выхода источника переменного тока 4 (ИПГ)

U ₄=U_m·sin(2f₁·t),

где U_m - амплитудное значение.

В результате на выходе амплитудного модулятора 7 (AM) формируют напряжение

где k₇ - коэффициент передачи модулятора.

Полученное напряжение усиливают по мощности инвертором напряжения 8 (ИН) и запитывают обмотку управления 3 асинхронного двигателя 1.

В результате в воздушном зазоре асинхронного двигателя формируют пульсирующее магнитное поле, результирующий вектор потокосцепления которого изменяется по закону

где k₈ - коэффициент передачи инвертора,

и подвижный элемент асинхронного двигателя 1 начинает совершать пульсирующие движения с частотой f_п .

На фиг.2 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие, согласно заявляемого устройства, изменения скорости (t) и координаты (t) подвижного элемента асинхронного двигателя 1. Регулирование выходных параметров, а именно частоты пульсаций, осуществляют за счет изменения частоты задающего генератора 5 (ЗГ), а амплитуды пульсаций - за счет регулирования коэффициента передачи инвертора k₈.

Как видно, подключение первого входа амплитудного модулятора к выходу источника переменного тока, а второго входа - к выходу компаратора и соединение выхода амплитудного модулятора с входом инвертора позволяет создать режим регулируемого пульсирующего движения, что расширяет эксплуатационные возможности электроприводов периодического движения.

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения, содержащее источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, выход задающего генератора соединен с входом компаратора, отличающееся тем, что первый вход амплитудного модулятора соединен с выходом источника переменного тока, а второй вход связан с выходом компаратора, выход амплитудного модулятора соединен с входом инвертора.