67525

Моментный электропривод с синхронным двигателем и синусно-косинусным вращающимся трансформатором

Лекция

Производство и промышленные технологии

В целом электропривод ведет себя как электромеханическая система с пропорциональным управлением и гибкой тахометрической обратной связью. Следует обратить внимание, что амплитудно-модулированные сигналы и синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ были применены для получения двойной информации...

Русский

2014-09-11

364.5 KB

3 чел.

ЛЕКЦИЯ  7

 Моментный электропривод с синхронным двигателем

и синусно-косинусным вращающимся трансформатором

Рассмотрим  электропривод,  следящий  по  углу,  с  синхронным  элек-тромеханическим преобразователем,  имеющим  двухфазную  обмотку  якоря и ротор-индуктор с постоянными магнитами. На  рис. 7.1 показана  функциональная  схема  электропривода.

Ротор-индуктор механически связан с ротором синусно-косинусного вра-щающегося трансформатора  СКВТ  и датчиком угла  ДУ. Его выходной сигнал

Рис. 7.1. Функциональная схема электропривода

с двухфазным синхронным двигателем

 поступает на сумматор С1, на второй  вход  которого  приходит задающее  воздействие  0.  Их  разность  поступает на вход модулятора М. На его  выходе  получается  сигнал  uм = kм sin t,  где   – несущая  угловая  частота. Этот сигнал  подается  на  первичную  обмотку  синусно-косинусного  вращающегося трансформатора СКВТ. На его синусной и косинусной вторичных  обмотках  формируются  сигналы

us = – kтр kм  sin(p) sin t,       uc = kтр kм  cos(p) sin t,

где  p – число пар полюсов (см. рис. 7.2).

Рис. 7.2. Графики опорного напряжения и напряжения косинусной фазы СКВТ

Эти напряжения  выпрямляются  двумя  фазочувствительными  выпрями-телями  ФЧВ,  на  выходах  которых  получаются  сигналы

uвA = – kв kтр kм  sin (p) sin t ,      

uвB = kв kтр kм  cos(p) sin t ,

которые  сглаживаются  двумя  фильтрами  низкой  частоты  ФНЧ.  На  их  вы-ходах  формируются  сигналы,  приближенно  равные  величинам

uфA = – Um sin(p),       uфB = Um cos(p).

Из  этих  сигналов  вычитаются на  сумматорах  С2,  С3 сигналы  отрицательной  обратной  связи  по  частоте  вращения, поступающие от синхронного тахогенератора СТГ  

uтs = kт  sin(p),         uтс = kт  cos(p).  

Выходные  сигналы сумматоров усиливаются  усилителями  мощности  УМ  и  питают  фазы  A и  B  синхронного двигателя  СД  напряжениями

uA = kу( – Um  + kт ) sin(p) = – Umsin(p),

uB = kу(Um  – kт ) cos(p) = Umcos(p),

не  превышающими  напряжения  насыщения  усилителей  Um.

При  малой  частоте  вращения  ротора  по  фазам  обмотки  якоря  проте-кают  токи,  приближенно  определяемые  равенствами

iA = – Im sin(p),       iB = Im cos(p).

Эти  токи  создают  электромагнитный  момент

M = c(–iA sin(p) + iB cos(p)) = cIm,

не зависящий от угла при минимальной  мощности  потерь  в  обмотке  якоря. Это объясняется тем, что угол θ между вектором МДС обмотки статора и продольной осью ротора близок к значению π/2, при котором активный момент двигателя максимален (см. рис. 6.4).

Электропривод  описывается  системой  дифференциальных  уравнений в нормальной форме, удобной для решения на ПК:

d /dt = ;

d/dt = (c (– iA sin  + iB cos ) – Mс) / J;

diA /dt = (uA riA + c sin )/ L;

diB /dt = (uB riB – c cos )/ L;

duфB /dt = (uвB uфB )/ Tф;

duфB /dt = (uвB uфB )/ Tф;

uA = kу(uфA+ kт sin );

если  uA > Um,  то  uA =  Um;

uB = kу (uфB  kт  cos );

если  uB > Um,  то  uB =  Um;

uвA = – kп  sin  sin t ,      

uв B = kп  cos  sin t ,

где   = p; kп – коэффициент преобразования модулятора, трансформатора и выпрямителя.

В целом электропривод ведет себя как электромеханическая система с пропорциональным управлением и гибкой тахометрической обратной связью. Следует обратить внимание, что амплитудно-модулированные сигналы и синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ были применены для получения двойной информации: о текущем значении входного сигнала модулятора , т.е. о погрешности слежения, и о текущем угле поворота ротора двигателя .

Вопросы для самопроверки

1. Объясните назначение синусно-косинусного вращающегося трансформатора и фазочувствительных выпрямителей.

2. Зачем нужны фильтры низкой частоты после фазочувствительных выпрямителей ?

3. Какую информацию несут выходные сигналы СКВТ ?

4. Какую роль выполняет тахогенератор в электроприводе ?

5. Почему моментный электропривод имеет высокие энергетические показатели ?

6. Что такое амплитудная модуляция синусоидального сигнала ?

7. Почему амплитудная модуляция в моментном электроприводе называется двойной ?

uм

uB

uA

uвB

uвA

uc

us

uоп

uc

kтр kм 

kтр kм  cos(p)

uc

uоп

t

0

C2

C3

 C1



0

 СТГ

СД

СКВТ

ДУ

УМ

УМ

ФНЧ

ФНЧ

ФЧВ

ФЧВ

 М


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52591. ВЫДВИЖЕНИЕ ИДЕИ ЗАБЕСКОНЕЧНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ЕЁ ИНТЕГРАЦИИ В ИСТОРИКО-ФИЛОСОФСКИЙ КОНТЕКСТ 447.41 KB
  Обзорная статья посвящена анализу дискуссии, имевшей место среди философов после выдвижения новой философской предикабилии - Забесконечность. ШУРАНОВ Б.М. (кандидат философских наук по специальности 09.00.07 – логика)
52598. MONEY YESTERDAY AND TODAY 48 KB
  When people make more production they need, they want to exchange it for something else. But what to do if the product is big and heavy? So people invent money. We use it to buy and sell goods and make savings. In old time in different countries there were various types money: animal skins and cattle, cocoa beans and salt, shells and stones....