УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДВИЖЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к колебательным электроприводам переменного тока, с прерывистым законом движения и может быть использовано при создании приводов силовых механизмов с регулируемым прерывистым перемещением в технологических линиях подачи заготовок.
Известно устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения, содержащее источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор, фазовое звено, модулятор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, модулятор соединенный первым входом с выходом амплитудного модулятора, а вторым - с выходом компаратора, выход задающего генератора соединен с входом компаратора и со вторым входом амплитудного модулятора, первый вход которого соединен с выходом фазового звена, подключенного своим входом к источнику переменного тока, выход модулятора соединен с входом инвертора. [Патент РФ №97882, МПК H02P 8/00 (2006.1), H02P 8/20 (2006.1)].
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Однако, данное устройство не позволяет формировать пульсирующий режим работы исполнительного двигателя с регулируемыми выходными параметрами.
Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем, работающего в режиме прерывистого движения путем формирования пульсирующего режима работы.
Поставленную задачу достигают тем, что устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения, так же как и прототипе содержит источник переменного тока, задающий генератор, амплитудный модулятор, компаратор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного тока, выход задающего генератора соединен с входом компаратора.
В отличие от прототипа первый вход амплитудного модулятора соединен с выходом источника переменного тока, а второй вход - с выходом компаратора, выход амплитудного модулятора соединен с входом инвертора.
Таким образом, подключение первого входа амплитудного модулятора к выходу источника переменного тока, а второго входа - к выходу компаратора и соединение выхода амплитудного модулятора с входом инвертора позволяет создать режим пульсирующего движения, расширить эксплуатационные возможности устройства, обеспечив регулировании амплитуды и частоты пульсаций подвижного элемента асинхронного двигателя.
На фиг.1 представлена блок схема устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения.
На фиг.2. представлены временные диаграммы работы устройства.
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем, в режиме пульсирующего движения (фиг.1) содержит асинхронный двигатель 1 с обмоткой возбуждения 2 и управления 3, источник переменного тока 4 (ИПТ), задающий генератор 5 (ЗГ), компаратор 6 (Км), амплитудный модулятор 7 (AM), инвертор напряжения 8 (ИН).
1
п
Обмотка возбуждения 2 асинхронного двигателя 1 снабжена клеммами и подключена к источнику переменного тока 4 (ИПТ) частоты f. Амплитудный модулятор 7 (AM) подключен своим первым входом к источнику переменного тока 4 (ИПТ), а вторым входом - к выходу компаратора 6 (Км), вход которого подключен к выходу задающего генератора 5 (ЗГ) с регулируемой частотой пульсаций f. Выход амплитудного модулятора 7 (AM) соединен с управляющим входом инвертора 8 (ИН), выход которого подключен к обмотке управления 3 асинхронного двигателя 1.
При технической реализации макетного образца заявляемого устройства в качестве компаратора 6 (Км) использовали операционный усилитель серии К140УД6. Амплитудный модулятор 7 (AM) был выполнен на аналоговом перемножителе 572 ПС2. В качестве инвертора напряжения 8 (ИН) использовали мостовой инвертор с транзисторными ключами.
1
Устройство работает следующим образом. Обмотка возбуждения 2 асинхронного двигателя 1 подключена непосредственно к клеммам источника переменного тока 4 (ИПТ) (сети) частоты f, а обмотка управления 3 через инвертор напряжения 8 (ИН) запитана от амплитудного модулятора 7 (AM).
п
С задающего генератора 5 (ЗГ) синусоидальное напряжение частоты пульсаций f
5
5
п
U=±k·sin(2πf·t),
5
где k - коэффициент пропорциональности,
поступает на вход компаратор 6 (KM), где его преобразуют в однополярные прямоугольные импульсы, знак которых определяется опорным напряжением компаратора
6
где k - коэффициент передачи компаратора.
С выхода компаратора 6 (Км) однополярные прямоугольные импульсы поступают на второй вход амплитудного модулятора 7 (AM), на первый вход которого поступает напряжение с выхода источника переменного тока 4 (ИПГ)
4
m
1
U=U·sin(2πf·t),
m
где U - амплитудное значение.
В результате на выходе амплитудного модулятора 7 (AM) формируют напряжение
7
где k - коэффициент передачи модулятора.
Полученное напряжение усиливают по мощности инвертором напряжения 8 (ИН) и запитывают обмотку управления 3 асинхронного двигателя 1.
В результате в воздушном зазоре асинхронного двигателя формируют пульсирующее магнитное поле, результирующий вектор потокосцепления которого изменяется по закону
8
где k - коэффициент передачи инвертора,
п
и подвижный элемент асинхронного двигателя 1 начинает совершать пульсирующие движения с частотой f.
8
На фиг.2 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие, согласно заявляемого устройства, изменения скорости ξ(t) и координаты χ(t) подвижного элемента асинхронного двигателя 1. Регулирование выходных параметров, а именно частоты пульсаций, осуществляют за счет изменения частоты задающего генератора 5 (ЗГ), а амплитуды пульсаций - за счет регулирования коэффициента передачи инвертора k.
Как видно, подключение первого входа амплитудного модулятора к выходу источника переменного тока, а второго входа - к выходу компаратора и соединение выхода амплитудного модулятора с входом инвертора позволяет создать режим регулируемого пульсирующего движения, что расширяет эксплуатационные возможности электроприводов периодического движения.