ЭЛЕКТРОПРИВОД

ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2074505 (13) C1

(51) 6 H02P6/08, H02K29/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94037971/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.10.11 
(45) Опубликовано: 1997.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Танской Е.А. Прецезионные системы стабилизации скорости двигателей.- М.: Машиностроение, 1984, с. 54. Авторское свидетельство СССР N 1170575, кл. H 02 P 7/42, 1985. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "КБ РУССИНА" 
(72) Автор(ы): Руссин Л.П. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "КБ РУССИНА" 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Использование: в различных областях промышленности в системах, работающих в условиях широкого диапазона скоростей вращения, крутящих моментов и ударных нагрузок. Сущность: в электроприводе формирователь 4 сигнала управления составлен из нелинейных преобразователей 5, 6, сумматоров 7, 8 и инверторов 9, 10. Выход датчика 12 углового положения ротора электродвигателя через последовательно соединенные соответственно нелинейный преобразователи и инверторы подключен к первым входам сумматоров 7, 8, вторые входы которых соединены с выходами блока 11 задания команд. В результате обеспечивается плавность регулирования и повышается точность стабилизации частоты вращения в широком диапазоне. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам, и может быть использовано в различных областях промышленности в системах, работающих в условиях широкого диапазона скоростей вращения, крутящих моментов и ударных нагрузок с обеспечением точной стабилизации скорости ее плавной регулировки.

Известен электропривод [1] содержащий синхронный двигатель, источник переменного напряжения в виде кварцевого генератора, фазовый дискриминатор, делитель частоты, модулятор, усилитель, корректирующий четырехполюсник и датчик обратной связи, вырабатывающий переменное импульсное напряжение, частота которого пропорциональна скорости вращения ротора.

Недостатком известного электропривода является неравномерность и нестабильность вращения при изменении нагрузки на приводном валу, недостаточно широкий диапазон скоростей вращения, низкое быстродействие и малые запасы устойчивости, непостоянство крутящего момента при различных частотах вращения и невозможность обеспечения однозначности между заданной и фактической частотами вращения приводного вала.

Наиболее близким к предлагаемому является электропривод [2] который содержит синхронный двигатель, усилитель мощности, выходы которых подключены к статорным обмоткам синхронного двигателя, датчики обратной связи, установленные на валу синхронного двигателя, последовательно соединенные блок задания, первый элемент сравнения, регулятор скорости, формирователь управляющего сигнала, элемент токоограничения, блок преобразования координат и датчик фазных токов статора.

Техническими недостатками указанного электропривода являются неширокий диапазон скоростей вращения ротора, недостаточно высокая стабильность и равномерность вращения, низкое быстродействие и устойчивость, непостоянство крутящего момента при изменении частоты вращения, а также неоднозначность между заданной и фактической частотами вращения ротора.

Цель изобретения обеспечение равномерного и стабильного вращения ротора в широком диапазоне чисел оборотов, включая предельно малые, близкие к нулю, и предельно большие однозначности между заданной и фактической скоростями вращения ротора, а также увеличение устойчивости, быстродействия, перегрузочных способностей и экономичности при простоте управления частотой вращения и пуском привода.

Цель достигается тем, что в электроприводе, содержащем электродвигатель, усилители мощности, выходы которых подключены к статорным обмоткам электродвигателя, датчик углового положения ротора, блок задания команд и формирователь сигнала управления с первым и вторым сумматорами, формирователь сигнала управления содержит первый и второй нелинейные преобразователи, сигналы с выхода которых сдвинуты по фазе друг относительно друга на постоянный угол, первый и второй инверторы, при этом выход датчика углового положения ротора через последовательно соединенные первый нелинейный преобразователь и первый инвертор подключен к первому входу первого сумматора, а через последовательно соединенные второй нелинейный преобразователь и второй инвертор к первому входу второго сумматора, вторые входы которых соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока задания команд, а выходы сумматоров подключены к входам первого и второго усилителей мощности, соответственно.

Новым в заявленном устройстве является то, что формирователь сигнала управления содержит первый и второй нелинейные преобразователи, сигналы с выхода которых сдвинуты по фазе друг относительно друга на постоянный угол, первый и второй инверторы, а также и то, что выход датчика углового положения ротора через последовательно соединенные первый нелинейный преобразователь и первый инвертор подключен к первому входу первого сумматора, а через последовательно соединенные второй нелинейный преобразователь и второй инвертор к первому входу второго сумматора. Новым является и то, что блок команд имеет два выхода, каждый из которых соединен со вторыми входами, соответственно, первого и второго сумматоров, а также подключение выходов сумматоров ко входам усилителей мощности.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, имеющий по крайней мере первую и вторую статорные обмотки и ротор (на чертеже не показаны), первый 2 и второй 3 усилители мощности, выходы которых подключены к статорным обмоткам двигателя 1, а управляющие входы к выходам формирователя сигнала управления 4. Формирователь сигнала управления 4 состоит из первого 5 и второго 6 нелинейных преобразователей, первого 7 и второго 8 сумматоров, первого 9 и второго 10 инверторов.

Электропривод содержит также блок задания команд 11 с двумя выходами и датчик 12 углового положения ротора электродвигателя 1.

При этом выход датчика 12 углового положения ротора через последовательно соединенные первый нелинейный преобразователь 5 и первый инвертор 8 соединен с первым входом первого сумматора 7, а через последовательно соединенные второй нелинейный преобразователь 6 и второй инвертор 10 соединен с первым входом второго сумматора 8. При этом вторые входы первого 7 и второго 8 сумматоров соединены с первым и вторым выходами блока задания команд 11.

Электропривод работает следующим образом.

Блок задания команд 11, выполненный в виде генератора электрических колебаний, формирует на первом и втором выходах электрические напряжения, соответственно, синусоидальной и косинусоидальной формы с частотой, равной заданному числу оборотов приводного вала, которые подаются на один из входов, соответственно, первого 7 и второго 8 сумматоров, входящих в состав формирователя сигнала управления 4. На другой вход первого сумматора 7 подан сигнал с выхода первого инвертора 9, на вход которого подан сигнал с выхода первого нелинейного преобразователя 5, преобразующего сигнал с выхода датчика 12, пропорциональный угловому положению ротора электродвигателя, в сигнал, пропорциональный синусу угла поворота ротора на выходе нелинейного преобразователя 5.

На другой вход второго сумматора 8 подан сигнал с выхода второго инвертора 10, на вход которого подан сигнал с выхода второго нелинейного преобразователя 6, преобразующего сигнал с выхода датчика 12, пропорциональный угловому положению ротора, в сигнал, пропорциональный синусу углового положения ротора на выходе нелинейного преобразователя 6.

С выхода первого сумматора 7 электрический сигнал подается на управляющий выход первого усилителя мощности 2, а с выхода второго сумматора 8 на управляющий вход второго усилителя мощности 3, посредством которых осуществляется изменение тока в обмотках статора электродвигателя 1, оси которых повернуты друг относительно друга на постоянный угол (в данном примере реализации устройства равный 90o).

В статорных обмотках электродвигателя 1 указанные токи преобразуются во вращающееся магнитное поле. В результате взаимодействия указанного магнитного поля с магнитным полем ротора электромотора 1 достигается равномерное круговое вращение последнего с частотой, равной частоте колебаний сигнала с выхода генератора электрических колебаний 11.

Благодаря выполнению блока задания команд в виде генератора электрических колебаний, формирующего на своих выходах сигналы, смещенные относительно друг друга на постоянный угол (в данном примере реализации устройства равный 90o), с соответствующим расположением осей первого и второго статоров электродвигателя 10 достигается равномерное вращение приводного вала привода во всем диапазоне оборотов, включая предельно малые, близкие к нулю, а также однозначность между частотой колебаний электрического сигнала с выхода генератора 11 и фактической частотой вращения приводного вала.

Благодаря преобразованию сигнала с выхода датчика 12 в сигналы, пропорциональные, соответственно, синусу и косинусу угла поворота на выходах первого 5 и второго 6 нелинейных преобразователей с инвертированием этих сигналов посредством инверторов 9 и 10 и последующим суммированием указанных сигналов с электрическими сигналами с выхода блока задания команд 11, выполненного в виде генератора синусоидальных и косинусоидальных колебаний (в данном примере реализации устройства), достигается автоматическое изменение электрического напряжения на выходе сумматоров 7 и 8 пропорционально заданной частоте вращения приводного вала и соответствующее изменение токов в обмотках статора электродвигателя 1 при постоянстве амплитуды с выхода блока задания команд 11, что значительно упрощает процесс регулировки оборотов в диапазоне оборотов от нуля до максимальных.

Благодаря этому также обеспечивается автоматическое изменение напряжения на выходе сумматоров 7 и 8 и, соответственно, токов в обмотках статора электродвигателя 1, что значительно увеличивает динамические и мощностные характеристики электропривода и значительно повышает устойчивость двигателя при широком изменении нагрузок.

Таким образом, использование заявленного технического решения позволяет достичь практически абсолютную равномерность и стабильность вращения приводного вала в широких диапазонах оборотов (от нуля до максимальных) и изменения нагрузки при простоте управления оборотами.

Кроме того, обеспечивается однозначность между сигналом с выхода блока задания команд и фактической частотой вращения выходного вала, увеличивается точность, быстродействие, устойчивость, перегрузочная способность, надежность и долговечность привода, а также значительно упрощается конструкция. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электропривод, содержащий электродвигатель, усилители мощности, выходы которых подключены к статорным обмоткам электродвигателя, датчик углового положения ротора, блок задания команд и формирователь сигнала управления с первым и вторым сумматорами, отличающийся тем, что формирователь сигнала управления содержит первый и второй нелинейные преобразователи, сигналы с выхода которых сдвинуты по фазе относительно друг друга на постоянный угол, первый и второй инверторы, при этом выход датчика углового положения ротора через последовательно соединенные первый нелинейный преобразователь и первый инвертор подключен к первому входу первого сумматора, а через последовательно соединенные второй нелинейный преобразователь и второй инвертор к первому входу второго сумматора, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока задания команд, а выходы сумматоров подключены к входам первого и второго усилителей мощности соответственно.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru