Гистерезисный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике , является усовершенствованием изобретения по авт.св. К 1261078 и может быть использовано в прецизионных электромеханических гиросистемах. Цель изобретения - повьшение стабильности характеристик электропривода в режимах инфранизких скольжений в диапазоне рабочих частот. Гистерезистый электропривод содержит инвертор напряжения, два выходных зажима которого непосредственно, а третий - через блок импульсного намагничивания соединены со статорными обмотками гистерезисного электродвигателя , силовой вход инвертора, напряжения подключен к выходу регулятора напряжения, последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и фазорасщепитель, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора напряжения. Один из выходов фазорасщепителя и выход задающего генератора подсоединены к блоку задания параметров намагничивающих импульсов, выход которого подсоединен к первому управляющему входу блока умножения, второй управляющий вход которого связан с выходом регулятора напряжения. Выход блока умножения подсоединен к входу блока импульсного намагничивания. Блок задания параметров намагничивающих импульсов совместно с блоком умножения формирует намагничивающие импульсы с постоянной вольтсекундной площадью и периодически изменяемой фазой , в результате чего достигается повьшение стабильности характеристик электропривода в режимах инфранизких скольжений. 1 з.п. ф-лы,2 ил. с S сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБЛИХ (д 4. H 02 р 7/36, 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1261078 (21) 4032432/24-07 (22) 04.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. 11 - 29 (72) А.Г. Гарганеев, А.С. Сухин, Ю.С. Толстобров, И.В. Целебровский, Е.Ф. Белов и В.К. Хазов (53) 62-83:621.313.392(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1261078, кл. Н 02 Р 7/42,,1984. (54) ГИСТЕРЕЗИСНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, является усовершенствованием изобретения по авт.св. - 1261078 и может быть использовано в прецизионных электромеханических гиросистемах. Цель изобретения — повышение стабильности характеристик электропривода в режимах инфранизких скольжений в диапазоне рабочих частот.

Гистерезистый электропривод содержит инвертор напряжения, два выходных зажима которого непосредственно, а третий †чер блокимпульсного намагничивания соединены со статорными об„„SU„„1328920 А 2 мотками гистерезисного электродвигателя, силовой вход инвертора напряжения подключен к выходу регулятора напряжения, последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и фазорасщепитель, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора напряжения. Один из выходов фазорасщепителя и выход задающего генератора подсоединены к блоку задания параметров намагничивающих импульсов, выход которого подсоединен к первому управляющему входу блока умножения, второй управляющий вход которого связан с выходом регулятора напряжения. Выход блока умножения подсоединен к входу блока импульсного намагничивания. Блок задания параметров намагничивающих импульсов совместно с блоком умноже- С., ния формирует намагничивающие импульсы с постоянной вольтсекундной площадью и периодически изменяемой фазой, в результате чего достигается повышение стабильности характеристик электропривода в режимах инфранизких скольжений. 1 з,п. ф-лы,2 ил.

1328920 2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемому гистерезисному электроприводу, и является усовершенствованием устройства по авт.св. В 1261078.

Цель изобретения — повышение стабильности характеристик гистерезисного электропривода в режиме инфранизкого скольжения в диапазоне рабо-, чих частот.

На фиг. 1 представлена блок-схема гистерезисного электропривода; на фиг. 2 — блок-схема блока задания параметров намагничивающих импульсов, Гистерезисный электропривод содержит инвертор 1 напряжения, два выходных зажима которого непосредственно, а третий — через блок 2 импульсного намагничивания связаны со статорными обмотками гистерезисного электродвигателя 3. Силовой вход инвертора 1 напряжения подключен к выходу регулятора 4 напряжения, силовой вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику постоянного тока. Электропривод также содержит последовательно соединенные задающий генератор 5, делитель 6 частоты и фазорасщепитель 7, выходы которого подключены к управляющим входам инвертора 1 напряжения.

Выход блока 8 задания параметров намагничивающих импульсов через блок

9 умножения соединен с управляющим входом блока 2. Блок 8 содержит четыре программируемых счетчика 10-13 (фиг..2), пять RS-триггеров 14-18, пять элементов 2И-НЕ 19-23, схему

24 выделения заднего фронта импульса намагничивания, схему. 25 выделения фронтов фазного напряжения и блок 26 набора кодов намагничивающих импульсов.

Выход первого элемента 2И-НЕ 19 подсоединен к входу первого программируемого счетчика 10, выход которого связан с S-входом первого RS-триггера 14 и R-входом второго RS-триггера 15, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента

2И-HE 19 ° Выход второго элемента

2И-НЕ 20 подсоединен к входу второго программируемого счетчика 11, выход которого связан с R-входом первого

RS-триггера 14 и R-входом третьего

RS-триггера 16, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента 2И-НЕ 20.

Выход первого RS-триггера 14 подсоединен к первому входу третьего элемента 2И-НЕ 21, выход третьего программируемого счетчика 12 связан с S-входом четвертого RS-триггера

17, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ 21, Выход схемы 24 выделения заднего фронта импульса намагничивания подсоединен к R-входу четвертого RS-триггера 17.

Объединенные S-входы второго и третьего RS-триггеров 15 и 16 и вход третьего программируемого счетчика

12 подсоединены к выходу схемы 25 выделения фронтов фазного напряжения, вход которой связан с одним из выходов фазорасщепителя 7. Объединенные вторые входы первого и второго элементов 2И-НЕ 19 и 20 подсоединены к выходу задающего генератора 5, а объединенные выход третьего элемента

2И-НЕ 21 и вход схемы 24 выделения заднего фронта импульса намагничивания подсоединены к управляющему входу блока 9 умножения, Объединенные первые входы четвертого и пятого элементов 2И-НЕ 22 и 23 подсоединены к выходу схемы 24 вьщеления заднего фронта импульса намагничивания, выход четвертого элемента 2И-НЕ 22 подсоединен к R-входу пятого RS-триггера 18. Выход пятого элемента 2И-НЕ 23 подсоединен к входу четвертого программируемого счетчика 13, выходом соединенного с

S-входом пятого RS-триггера 18, инверсный выход которого соединен с вторым входом пятого элемента

2И-НЕ 23, а прямой выход — с вторым входом четвертого элемента 2И-НЕ 22 и с первым управляющим входом блока 26 набора кодов намагничивающих импульсов, информационные выходы которого связаны с соответствующими информационными входами первого и второго программируемых счетчиков

10 и 11.

Блок 8 задания параметров намагничивающих импульсов дополнительно снабжен переключателем 27 режима скольжения, входом соединенным с выходом схемы 25 выделения фронтов фазного напряжения, а выходом — с вторым управляющим входом блока 26 набора кодов намагничивающих импульсов. -1328920

Инвертор 1 напряжения выполнен по трехфазной мостовой схеме с оптоэлектронным управлением. Блок 2 импульсного намагничивания представ5 ляет собой однофазный нулевой инвертор с трансформаторным выходом и последовательным ключом в цепи питания. Задающий генератор 5 выполнен по схеме мультивибратора с кварцевым резонатором.

Делитель 6 частоты выполнен на счетчиках, а фазорасщепитель 7 — по кольцевой пересчетной схеме на трех .Ж-триггерах. 15

Блок 9 умножения выполнен с импульсной модуляцией в виде стабилизатора с двумя управляющими входами и датчиком амплитуды намагничиваю- 20 щих импульсов.

Блок 26 набора кодов намагничивающих импульсов представляет собой набор резисторов и элементов типа

И-НЕ, объединенных по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал с выхода задающего генератора 5 поступает на делитель 6 час- 30 тоты, на выходе которого формируется сигнал с частотой, необходимой для работы фазорасщепителя 7. Фазорасщепитель 7 преобразует однофазный сигнал делителя 6 частоты в трехфазный. С выхода фазорасщепителя 7 трехфазная система сигналов поступает на цепи управления инвертора 1 на- пряжения, выходное напряжение которого определяется регулятором 4 напря- 40 жения. Кроме того, от задающего генератора 5 и фаэорасщепителя 7 синхрониэируется работа блока 8 задания параметров намагничивающих импульсов.

Согласно фиг. 2 в начальный мо- 45 мент времени, определяемый передним фронтом фазного напряжения фазорасщепителя 7, RS-триггеры 15 и 16 находятся в состоянии логической единицы, разрешая прохождение высокой 50 частоты задающего генератора 5 через элементы 2И-HE 19 и 20 на входы программируемых счетчиков 10 и 11. Программируемый счетчик 10 отсчитывает определенное, заранее заданное и соответствующее переднему фронту (оптимальной фазе d<, при которой не возникает скольжение ротора) импуль-, са намагничивания количество

К импульсов задающего генерапсу. о тора

Аналогично программируемый счетчик отсчитывает определенное, заранее заданное и соответствующее заднему фронту импульса намагничивания количество К, „,„, импульсов задающего генератора 5 ° В момент окончания счета сигнал с выхода программируемого счетчика 10 переводит RS-триггер 14 в состояние логической единицы, а RS-триггер 15 — в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 10 и происходит перезапись двоичного кода числа К„, С этого момента времени на выходе

RS-триггера 14 и на выходе логического элемента 2И-HE 21 начинается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик 10 опять готов к формированию фазы очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 25 выделения фронтов фазного напряжения.

Через время, соответствующее длительности Г импульса намагничивания, И на выходе программируемого счетчика

11 появляется сигнал, переводящий

RS-триггеры 14 и 16 в состояние логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов задающего генератора 5 на вход программируемого счетчика 11 и происходит перезапись двоичного кода числа К „„,„ . В этот момент времени на выходе RS-триггера 14 и на выходе .логического элемента 2И-НЕ 21 прекращается формирование импульса намагничивания, а программируемый счетчик 11 опять готов к фор- . мированию заднего фронта (фактически длительности) очередного импульса намагничивания по сигналу схемы 25 выделения фронтов фазного напряжения.

Частота формирования импульсов намагничивания определяется двоичным кодом программируемого счетчика 12 сигнал с выхода которого периодически переводит RS-триггер 17 в состояние логической единицы и разрешает прохождение очередного импульса намагничивания на выход логического элемента 2И-НЕ 21. После его прохождения схема 24 выделения заднего фронта импульса намагничивания переводит

RS-триггер 17 в состояние логического нуля. В таком состоянии RS-триг13289 гер 17 остается до прихода очередного сигнала с выхода программируемого счетчика 12.

Задние фронты сформированных по фазе, длительности и частоте оптимальных импульсов намагничивания через логический элемент 2И-НЕ 23 поступают на программируемый счетчик

13. При этом RS-триггер 18 находится в состоянии логического нуля. С по- 1О явлением п-ro оптимального импульса (число и соответствует двоичному коду программируемого счетчика 13) на выходе программируемого счетчика

13 появляется сигнал, переводящий 15

RS-триггер 18 в состояние логической единицы. При этом с помощью блока

26 набора кодов в программируемых счетчиках 10 и 11 осуществляется перезапись кодов фронтов оптимальных 20 импульсов на коды, соответствующие импульсу, способному перенести намагниченность ротора на фиксированный и заранее определенный угол. Такой ресинхронизирующий импульс форми25 руется схемой аналогично оптимальному вышеописанным способом.

В момент окончания ресинхрониэирующего импульса его задним фронтом переводится в состояние логического нуля RS-триггер 18, а в программируемых счетчиках 10 и 11 производится опять с помощью блока 26 набора кодов перезапись оптимальных кодов.

После воздействия каждого ресинхрони- 35 зирующего импульса ротор электродвигателя совершает движение под воздействием синхрониэирующего момента, значение которого значительно больше момента нагрузки на валу. В проме- о жутках между ресинхронизирующими импульсами оптимальные импульсы эффективно демпфируют колебания частоты вращения ротора и подготавливают для последующих ресинхронизирующих импульсов аналогично предыдущему магнитное состояние ротора.

Изменение кода программируемого счетчика 13 фактически ведет к изменению скольжейия ротора электродвигателя 3. Переключатель 27 режима скольжения может производить периодически переключение кодов фронтов ресинхронизирующих импульсов в состояния, соответствующие положительному и отрицательному скольжению: ротора.

Сформированные по частоте, фазе и длительности импульсы намагничива20 6 ния поступают на блок 9 умножения, выполняющий совместно с блоком 8 стабилизацьпо вольт-секундной площади импульсов намагничивания. Сигнал с блока 9 умножения поступает на блок

2 импульсного намагничивания, производящий намагничивание ротора электродвигателя 3.

Таким образом, данный гистерезис-. ный электропрпвод, обладая высокими энергетическими показателями, обеспечивает стабильный режим инфранизкого скольжения ротора в области рабочих частот. Стабильность достигается за счет формирования перед каждым ресинхронизирующим импульсом серии стабилизирующих оптимальных импульсов, переводящих материал ротора в однозначное магнитное состояние насыщения; за счет формирования фиксированной величины синхронизирующего момента, в несколько раз превышающего статический момент нагрузки на валу, за счет стабилизации вольтсекундной площади, при которой амплитуда импульса регулируется прямо пропорционально, а длительность об ратно пропорционально частоте питающего напряжения.

Формула изобретения

1. Гистереэисный электропривод по авт.св. В 1261078, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения стабильности характеристик электропривода в режиме инфранизкого скольжения в диапазоне рабочих частот, блок задания параметров намагничивающих импульсов дополнительно снабжен блоком набора кодов намагничивающих импульсов, четвертым программируемьик счетчиком, четвертым и пятым элементами 2И-НЕ и пятым

RS-триггером, причем первые входы четвертого и пятого элементов 2И-НЕ объединены и подсоединены к выходу схемы выделения заднего фронта импульса намагничивания, выход четвертого элемента 2И-НЕ подсоединен к

R-входу пятого RS-триггера, выход пятого элемента 2И-НЕ подсоединен к входу четвертого программируемого счетчика, выходом соединенного с

S-входом пятого RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом пятого элемента 2И-НЕ, а прямой выход пятого RS-триггера — с вто328920 игл>Ы, Составитель П.Тарасов

Техред М.Моргентал

Корректор И.Иуска

Редактор П.Гереши

Заказ 3496/56

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 рым входом четвертого элемента 2И-HE и с управляющим входом блока набора кодов намагничивающих импульсов, информационные выходы которого связаны с соответствующими информационными входами первого и второго программируемых счетчиков.

2. Злектропривод по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в блок задания параметров намагничивающих

1 импульсов введен переключатель режи. мов скольжения, а блок набора кодов намагничивающих импульсов снабжен

5 вторым управляющим входом, причем вход переключателя режимов скольжения соединен с выходом схемы выделения

Фронтов фаэного напряжения, а выход указанного переключателя — с вторым управляющим входом блока набора кодов намагничивающих импульсов.