Стабілізатор струму в обмотці електродвигуна змінного струму

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель - повышение качества стабилизации. Добиваются формирования токов в обмотках электродвигателя, не выходящих за пределы некоторой зоны в окрестности токов задания. Повышенная точность воспроизведения тока без увеличения частоты ключевого преобразования достигается одновременным регулирование ем питающего напряжения и ширины зоны в окрестности тока задания в зависимости от степени нестационарности текущей реализации тока задания. В устройстве используются формирователь 1 сигналов управления, задатчик 2 момента вращения, элементы 3.1 и 3.2 сравнения, гистерезисные релейные элементы 4.1, 4.2, ключевые преобразователи 5.1, 5.2 напряжения, источники 6.1, 6.2 напряжения постоянного тока, датчики 7.1, 7.2 тока, датчики 8 и 9 соответственно положения и скорости вращения ротора электродвигателя 10. Совокупности узлов 3.1,4.1,5.1, 6.1,7.1 и 3.2.4.2. 5.2, 6.2, 7,2 представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования и вырабатывают в обмотках электродвигателя 10 пилообразные токи в окрестностях токов задания с амплитудой колебаний, пропорциональной ширине петли гистерезиса релейных элементов 4.1, 4.2, и с частотой колебаний, определяемой отношением питающего напряжения, ключевых преобразователей 5.1,5.2 напряжения и ширины петли гистерезиса релейных элементов 4.1, 4.2. 1 ил. Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах с частотно-токовым управлением. Цель изобретения - повышение качества стабилизации. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора тока применительно к двухфазному синхронному электродвигателю с возбуждением от постоянных магнитов. Устройство содержит формирователь 1 сигналов управления, задатчик 2 момента вращения, элементы 3.1, 3.2 сравнения, гистерезисные релейные элементы 4.1, 4.2, ключевые преобразователи 5.1, 5.2 напряжения, источники 6.1. 6,2 напряжения постоянного тока, датчики 7.1, 7.2 тока, датчики 8 и 9 соответственно положения и скорости вращения ротора электродвигателя 10. Первый вход формирователя 1 сигналов управления соединен с выходом (Л с» о 1686420 задатчика 2 момента вращения, второй вход - с выходом датчика 8 положения ротора электродвигателя, а токозадающие выходы - с опорными входами элементов 3.1, 3.2 сравнения. 5 Сигнальные входы гистерезисных релейных элементов 4.1, 4.2 подключены к выходам элементов 3.1, 3.2 сравнения. Питающие входы ключевых преобразователей 5,1, 5.2 напряжения соединены с выхо- 10 дами источников 6.1, 6.2 напряжения постоянного тока, возбуждающие входы - с выходами гистерезисных релейных элементов 4.1, 4.2, а выходные цепи через датчики 7.1,7.2 тока, подключенные выходами к сиг- 15 нальным входам элементов 3.1, 3.2 сравнения - с выводами для подключения обмоток электродвигателя 10. Формирователь 1 сигналов управления снабжен третьим входом и корректирующим выходом и выполнен с возможностью формирования на послед- 20 нем корректирующего напряжения в том числе и при воспроизведении слабонестзционзрных реализаций тока !3. В предлагаемом изобретении ставится задача снизить амплитуду вынужденных колебаний нагрузочного тока 1Н без увеличения частоты колебаний. Задача решается путем изменения А Із и U n в зависимости от степени нестационарности текущей реализации із с сохранением неизменности их отношения. В качестве количественной оценки степени нестационарности используется корректирующее воздействие UK ПО выражению (1), вырабатываемое при принятии во внимание текущих значений амплитуды тока задания Ізмакс. ее производной d Ізмзкс ./ — и скорости V вращения ротора элекоt тродвигателя, а также из соображений обеспечения превышения темпа изменения і н над темпом изменения і 3 . В процессе работы устройства с выхода задатчика 2 момента вращения на первый вход формирователя 1 сигналов управления d ізмакс w V , dUK>Uo+L(l I +Ki I I: проходит сигнал требуемого момента враdt 25 щения, а на второй \л третий входы поступа(1) ет информация о положении а и скорости вращения V ротора электродвигателя согде L - индуктивность обмотки электродвиответственно от датчиков 8 и 9, С учетом гателя; текущих значений входных сигналов формироІзмакс ™ амплитуда тока задания; V - скорость вращения ротора электро- 30 ватель 1 вырабатывает корректирующий сигнал UK И ТОКИ задания для электродвигателя двигателя; (2) Uo,Ki,K2 ~ постоянные величины. ІЗА ш " Ізмакс Sin a, ІзВ • Ізмакс COS Источники 6.1, 6.2 напряжения постоянного тока и гистерезисные релейные эле- 35 Сформированные преобразователем менты 4.1, 4.2 снабжены управляющими сигналы ІЗА. ізВ подводятся к опорным вховходами. Выход датчика 9 скорости вращедам элементов 3.1, 3.2 сравнения, а сигнал ния ротора электродвигателя соединен с UK ~ к управляющим входам источников 6.1, третьим входом формирователя 1 сигналов 6.2 напряжения постоянного тока и гистереуправления, корректирующий выход кото- 40 зисных релейных элементов 4.1, 4.2. Соворого подключен к управляющим входом искупности узлов 3.1,4.1, 5.1. 6.1.7.1 и 3.2. 4.2. точников 6.1. 6.2 напряжения постоянного 5.2, 6.2, 7.2 представляют собой замкнутые тока и гистерезисных релейных элементов системы автоматического регулирования и 4.1.4.2. вырабатывают в обмотках электродвигателя При применении известных устройств в 45 10 пилообразные токи в окрестностях токов случае частотно-токового управления электзадания І3д, ІзВ с амплитудой колебаний, родвигателем переменного тока требуется пропорциональной ширине петли гистеревыбор питающего напряжения Un и зоны зиса релейных элементов 4.1, 4.2, и с частошириной Л Із в окрестности тока задания І 3 той колебаний, определяемой отношением из условия воспроизведения наиболее не- 50 питающего напряжения U n ключевых престационарных реализаций тока ! 3 с учетом образователей 5.1, 5.2 напряжения и ширидинамических возможностей силовых ны петли гистерезиса релейных элементов ключей ключевых преобразователей на4.1, 4.2. Поскольку U n и ширина петли гистепряжения, Точность управления электрорезиса изменяются пропорционально однодвигателем, а также потери мощности при 55 му и тому же корректирующему сигналу U«. стабилизации пилообразного тока нагрузки амплитуда колебаний тока в обмотках элекІн определяются амплитудой и частотой вытродвигателя оказывается пропорциональнужденных колебаний тока в обмотках элекной UK, а наибольшая частота колебаний тродвигателя во всех возможных режимах, нагрузочного тока 1Н остается постоянной, 1686420 Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность снижения ширины зоны Ліз и как следствие повышается качество стабилизации тока 1Н без увеличения быстродействия ключевых преобразователей 5.1, 5.2 напряжения. Формула изобретения Стабилизатор тока в обмотке электродвигателя переменного тока, содержащий 10 формирователь сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом задатчика момента вращения, второй вход - с выходом датчика положения ротора электродвигателя, а токозадающий выход - с 15 опорным входом элемента сравнения, гистерезисный релейный элемент, сигнальный вход которого подключен к выходу элемента сравнения, ключевой преобразователь напряжения, питающий вход которого соеди- 20 нен с выходом источника напряжения постоянного тока, возбуждающий вход - с выходом гистерезисного релейного элемента, выходная цепь через датчик тока, подключенный выходом к сигнальному входу 25 элемента сравнения, - с выводами для подключения обмотки электродвигателя, от л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения Редактор Е. Полионова качества стабилизации, в него введен датчик скорости вращения роторэ электродвигателя, формирователь сигналов управления снабжен третьим входом и корректирующим выходом и выполнен с возможностью формирования на последнем корректирующего напряжения . — ° + Кг IV| f к l V где L - индуктивность обмотки электродвигателя; Ьмакс - амплитуда тока задания; V - скорость вращения ротора электродвигателя; Uo, Ki и Кг - постоянные величины, источник напряжения постоянного тока и гистерезисный релейный элемент снабжены управляющими входами, причем выход датчика скорости вращения ротора электродвигателя соединен с третьим входом формирователя сигналов управления, корректирующий выход которого подключен к управляющим входам источника напряжения постоянного тока и гистерезисного релейного элемента. Составитель Л. Морозов Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая Заказ 3597 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101