Патент на изобретение №2155438

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2155438 (13) C1
(51) МПК 7
H02P7/42
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 07.06.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 99114527/09, 01.07.1999

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.07.1999

(45) Опубликовано: 27.08.2000

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 675568 A, 26.07.1979. SU 1014117 A, 23.04.1983. SU 1010714 A, 07.04.1983. SU 372633 A, 28.04.1979. US B511886 A, 03.02.1976.

Адрес для переписки:

127018, Москва, ул. Советской Армии 5, ЦНИИАГ

(71) Заявитель(и):

Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики

(72) Автор(ы):

Бродовский В.Н.,
Каржавов Б.Н.,
Рыбкин Ю.П.

(73) Патентообладатель(и):

Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД


(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано в следящих системах регулирования. Технический результат заключается в повышении точности регулирования скорости. Электропривод содержит датчик скорости, выполненный в виде устройства вычитания, и преобразователь сигнала, вход которого подключен к выходу измерителя тока, а выход – к первому входу вычитающего устройства, второй вход которого связан с выходом формирователя ЭДС. Выход устройства вычитания является выходом датчика скорости. 1 ил.


Электропривод относится к области электротехники и может использоваться в системах регулирования скорости или углового положения нагрузки.

Известны электроприводы, содержащие двигатель, преобразовать частоты и датчик скорости в виде формирования ЭДС вращения [1].

Недостатком их является сложность конструкции, включающей в себя низкочастотные трансформаторы и дроссели, включенные совместно с измерительным резистором в цепь статора двигателя. Это, кроме того, понижает КПД устройства.

Наиболее близким к предлагаемому из известных устройств является электропривод, содержащий двигатель, силовые обмотки которого через измерители тока подключены к выходу преобразователя частоты, и формирователь ЭДС в виде измерительных обмоток двигателя [2].

Недостатком известного устройства является неточность формирования скоростного сигнала из-за наличия взаимоиндуктивной связи между силовыми и измерительными обмотками, что ухудшает точность привода в процессе работы (в частности, при увеличении момента нагрузки).

Цель изобретения – повышение точности поддержания скорости вращения.

Указанная цель достигается тем, что электропривод, содержащий двигатель, силовые обмотки которого через измерителя тока подключены к выходу преобразователя частоты, на который подан инициирующий сигнал с выхода блока сравнения, на первый вход которого подается сигнал управления, а на второй – сигнал с выхода датчика скорости, включающего в себя формирователь ЭДС в виде измерительных обмоток двигателя, снабжен вычитающим устройством и устройством дифференцирования, вход которого подключен к выходу измерителя тока, а выход – к первому входу вычитающего устройства, второй вход которого связан с выходом формирователя ЭДС, причем выход вычитающего устройства является выходом датчика скорости. При этом дифференцирующее устройство выполнено в виде дифференцирующего RC-контура, параметры R и C которого выбраны так, что обеспечивается равенство
RоRC = M,
где
Uит – выходное напряжение измерителя тока;
I – ток статора двигателя;
M – взаимная индуктивность силовой и измерительной обмоток двигателя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого электропривода.

Электропривод содержит двигатель 1 с формирователем 2 ЭДС (в виде измерительных обмоток), преобразователь 3 частоты, выполненный как усилитель мощности, охваченный обратной связью по току статора посредством измерителя 4 тока, устройство 5 дифференцирования сигнала с выхода измерителя 4 тока, вычитающее устройство 6, на соответствующие входы которого поданы сигналы U2 с выхода формирователя 2 ЭДС и U5 – c выхода устройства 5 дифференцирования, блок 7 сравнения, на первый 8 вход которого подан сигнал управления U, а на второй 9 – сигнал UE с выхода вычитающего устройства 6, пропорциональный скорости вращения .
Электропривод работает следующим образом.

При подаче на вход блока 7 сравнения напряжения U на его выходе образуется сигнал U = U – UE, который инициирует преобразователь 3 частоты, а он формирует в статоре двигателя 1 ток I. Последний начинает вращаться, и на его обмотках образуются напряжения переменного тока (из схемы замещения электрической машины) соответственно:
на силовой обмотке –
U1 = Ir + рIL + E1
где r, L и E – активное сопротивление, индуктивность и ЭДС силовой обмотки, p – оператор;
на измерительной обмотке –
U2 = pIM+E,
где M – взаимная индуктивность измерительной и силовой обмоток, E – ЭДС измерительной обмотки. E = Ce, где Ce – коэффициент пропорциональности.

Одновременно с этим на выходе измерителя 4 тока возникает напряжение Uит, пропорциональное току I : U4 = Uит = RоI, а на выходе устройства 5 дифференцирования – напряжение U5, пропорциональное производной от величины Uит:
U5 = pkUит = pkRоI
Напряжения U2 и U5 подаются на соответствующие входы вычитающего устройства 6, на выходе которого образуется напряжение
U6 = U2 – U5 = E + pI(M – kRо).

Поскольку величина M – kR0 < M, то влияние второго члена в выражении для U6 уменьшается, а поэтому точность формирования сигнала, пропорционального скорости вращения, увеличивается.

Если значение kRо = M, то значение
U6 = UE = E = Ce,
и сигнал с датчика скорости формируется без погрешности.

Устройство дифференцирования может быть выполнено как дифференцирующий RC-контур, на выходе которого образуется напряжение

где R и C – параметры контура, а
Полагая (что имеет место при дифференцировании), будем иметь (пренебрегая за малостью значением R в знаменателе):
U’5 = pIRоRC.

Тогда выражение для U6 примет вид:
U6 = E + pI(M – RоRC),
и при равенстве RоRC = M будем иметь:

Таким образом, за счет уменьшения (а в принципе, и исключения) влияния взаимной индуктивности между силовыми и измерительными обмотками двигателя повышается точность отработки заданной скорости приводом под нагрузкой.

Макет предлагаемого устройства мощностью 270 Вт (Un = 27 B, Iн = 10 А) был испытан при намотке силовой и измерительной обмоток в параллель. Испытания подтвердили возможность полной компенсации влияния взаимной индуктивности на коэффициент передачи датчика скорости.

Литература
1. Авт. свид. СССР N 284868 Бюл. изобр. N 35, 1971 г.

2. Авт. свид. СССР N 675568 кл. H 02 P 7/42 Бюл. изобр. N 27, 1979 г.

Формула изобретения


Электропривод, содержащий двигатель, силовые обмотки которого через измерители тока подключены к выходу преобразователя частоты, на который подан инициирующий сигнал с выхода блока сравнения, на первый вход которого подается сигнал управления, а на второй – сигнал с выхода датчика скорости, включающего в себя формирователь ЭДС в виде измерительных обмоток двигателя, отличающийся тем, что он снабжен вычитающим устройством и устройством дифференцирования, вход которого подключен к выходу измерителя тока, а выход – к первому входу вычитающего устройства, второй вход которого связан с выходом формирователя ЭДС, причем выход вычитающего устройства образует выход датчика скорости.

РИСУНКИ

Рисунок 1


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.07.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 34-2003

Извещение опубликовано: 10.12.2003


Categories: BD_2155000-2155999