RU2640352C1 - Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode - Google Patents
Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640352C1 RU2640352C1 RU2016132938A RU2016132938A RU2640352C1 RU 2640352 C1 RU2640352 C1 RU 2640352C1 RU 2016132938 A RU2016132938 A RU 2016132938A RU 2016132938 A RU2016132938 A RU 2016132938A RU 2640352 C1 RU2640352 C1 RU 2640352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- asynchronous motor
- phase asynchronous
- rectifier
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам переменного тока периодического движения и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов сканирования, техники измерения, контроля и управления, а также в автоматизированных электроприводах механизмов с пульсирующим движением рабочего органа.The invention relates to electrical engineering, in particular to alternating current electric drives of periodic movement and can be used to create vibrational scanning electric drives, measurement, control and control techniques, as well as in automated electric drives of mechanisms with pulsating movement of the working body.
Известно устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения [RU 133990 U1, МПК (2006.01) Н02Р 8/00, Н02Р 8/32, Н02Р 25/02, Н02Р 27/04, опубл. 27.10.2013], содержащее задающий генератор и инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя. Инвертирующий усилитель, выпрямитель и первый инвертор соединены последовательно. Первый вход регулируемого фазосдвигающего звена подключен к выходу задающего генератора, а второй - к выходу функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом частотного демодулятора. Входы частотного демодулятора и инвертирующего усилителя подключены к выходу задающего генератора. Выход регулируемого фазосдвигающего звена подключен к входу второго инвертора, выход которого соединен с обмоткой возбуждения двухфазного асинхронного двигателя.A device is known for controlling a two-phase asynchronous motor in the pulsating motion mode [RU 133990 U1, IPC (2006.01)
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения предназначено для формирования пульсаций прямоугольной формы и компенсации динамического ухода геометрической нейтрали при пуске или регулировании частоты пульсаций из-за непрерывного питания одной из обмоток асинхронного двигателя в течение всего цикла его работы. Так как питание по этой обмотке двухфазного асинхронного двигателя происходит и в моменты времени, когда подвижный элемент двигателя совершает паузу, то это увеличивает значение потребляемой обмоткой мощности и, как следствие, снижает энергетические показатели устройства в целом. Кроме того, формируемый устройством управления пульсирующий закон движения имеют отклонения от прямоугольной формы, что вызвано наличием контура обратной связи, определяющего фазовый сдвиг одного из статорных напряжений, в зависимости от частоты пульсаций.The device for controlling a two-phase asynchronous motor in the pulsating motion mode is designed to generate rectangular pulsations and compensate for the dynamic departure of the geometric neutral when starting or controlling the pulsation frequency due to the continuous supply of one of the windings of the asynchronous motor throughout its entire operation cycle. Since power is supplied to this winding of a two-phase asynchronous motor even at times when the movable motor element pauses, this increases the value of the power consumed by the winding and, as a result, reduces the energy performance of the device as a whole. In addition, the pulsating law of motion formed by the control device has deviations from a rectangular shape, which is caused by the presence of a feedback loop that determines the phase shift of one of the stator voltages, depending on the ripple frequency.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения за счет улучшения формы формируемых прямоугольных пульсаций и повышения его энергетических показателей.The objective of the invention is to expand the functionality of a device for controlling a two-phase asynchronous motor in pulsating motion by improving the shape of the generated rectangular pulsations and increasing its energy performance.
Предложенное устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения, также как в прототипе, содержит двухфазный асинхронный двигатель, задающий генератор, инвертирующий усилитель, выпрямитель и два инвертора напряжения. Выход первого инвертора напряжения соединен с обмоткой управления асинхронного двигателя, а выход второго инвертора напряжения - с обмоткой управления асинхронного двигателя. Инвертирующий усилитель, выпрямитель и первый инвертор соединены между собой последовательно. Вход инвертирующего усилителя подключен к выходу задающего генератора.The proposed device for controlling a two-phase asynchronous motor in pulsating motion, as in the prototype, contains a two-phase asynchronous motor, a master oscillator, an inverting amplifier, a rectifier and two voltage inverters. The output of the first voltage inverter is connected to the control winding of the induction motor, and the output of the second voltage inverter is connected to the control winding of the asynchronous motor. The inverting amplifier, the rectifier and the first inverter are connected in series. The input of the inverting amplifier is connected to the output of the master oscillator.
Согласно изобретению в устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения введен второй выпрямитель, подключенный своим входом к выходу задающего генератора, а выходом - к входу второго инвертора напряжения.According to the invention, a second rectifier is introduced into the device for controlling a two-phase asynchronous motor in the pulsating motion mode, connected by its input to the output of the master oscillator, and by the output to the input of the second voltage inverter.
Использование второго выпрямителя позволяет обеспечить формирование более качественных по форме прямоугольных пульсаций, за счет стабилизации их амплитуды. Благодаря тому что питание статорных обмоток двухфазного асинхронного двигателя осуществляется в течение периода пульсаций с прерыванием как по обмотке управления, так и по обмотке возбуждения, обеспечиваются снижение потребляемой мощности двигателем и улучшение энергетические показатели устройства в целом.The use of a second rectifier allows the formation of rectangular pulsations of a better quality in form, due to the stabilization of their amplitude. Due to the fact that the stator windings of a two-phase asynchronous motor are supplied during the ripple period with interruption both in the control winding and in the field winding, the power consumption of the motor is reduced and the energy performance of the device as a whole is improved.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения.In FIG. 1 is a block diagram of a device for controlling a two-phase asynchronous motor in pulsating motion mode.
На фиг. 2 представлены временные диаграммы изменения фазных напряжений на обмотках статора и координаты χ(t) подвижного элемента двухфазного асинхронного двигателя, где а) - для предложенного устройства б) - известного прототипа.In FIG. 2 shows the time diagrams of the phase voltage changes on the stator windings and the coordinates χ (t) of the movable element of a two-phase asynchronous motor, where a) for the proposed device b) is a known prototype.
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения (фиг. 1) состоит из двухфазного асинхронного двигателя 1 со статорными обмотками 2 и 3, задающего генератора частоты пульсаций 4 (ЗГ), инвертирующего усилителя 5 (ИУ), первого выпрямителя 6 (В1), второго выпрямителя 7 (В2), первого инвертора напряжения 8 (ИН1), второго инвертора напряжения 9 (ИН2).A device for controlling a two-phase asynchronous motor in pulsating motion mode (Fig. 1) consists of a two-phase
Статорная обмотка 2 асинхронного двигателя 1 подключена к выходу второго инвертора напряжения 9 (ИН2), вход которого соединен с выходом второго выпрямителя 7 (В2). Вход второго выпрямителя 7 (В2) подключен к выходу задающего генератора частоты пульсаций 4 (ЗГ). Инвертирующий усилитель 5 (ИУ), первый выпрямитель 6 (В1) и первый инвертор напряжения 8 (ИН1) соединены последовательно. Вход инвертирующего усилителя 5 (ИУ) подключен к выходу задающего генератора частоты пульсаций 4 (ЗГ). Выход первого инвертора напряжения 8 (ИН1) соединен с обмоткой управления 3 асинхронного двигателя 1.The stator winding 2 of the
При технической реализации макетного образца заявляемого устройства задающий генератор частоты пульсаций 4 (ЗГ) и инвертирующий усилитель 5 (ИУ) реализованы на операционных усилителях серии 140 УД8. Выпрямители 6 (В1) и 7 (В2) выполнены по однополупериодной схеме выпрямления на полупроводниковых диодах. В качестве инверторов напряжения 8 (ИН1) и 9 (ИН2) использовались мостовые инвертора с транзисторными ключами.In the technical implementation of the breadboard model of the claimed device, the master oscillator of the pulsation frequency 4 (ZG) and inverting amplifier 5 (IU) are implemented on operational amplifiers of the 140 UD8 series. Rectifiers 6 (B1) and 7 (B2) are made according to a half-wave rectification scheme on semiconductor diodes. As voltage inverters 8 (IN1) and 9 (IN2), bridge inverters with transistor switches were used.
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения работает следующим образом. Напряжение с выхода задающего генератора частоты пульсаций 4 (ЗГ)A device for controlling a two-phase asynchronous motor in pulsating motion mode operates as follows. The voltage from the output of the master oscillator of the ripple frequency 4 (ZG)
где Um - амплитуда выходного напряжения задающего генератора 4 (ЗГ);where U m - the amplitude of the output voltage of the master oscillator 4 (ZG);
Ω - частота выходного напряжения задающего генератора;Ω is the frequency of the output voltage of the master oscillator;
t - текущее значение времени,t is the current time value,
поступает на вход второго однополупериодного выпрямителя 7 (В2).arrives at the input of the second half-wave rectifier 7 (B2).
После выпрямления ((фиг. 2а) - кривая U2)After straightening ((Fig. 2A) - curve U 2 )
сформированное напряжение поступает на вход второго инвертора напряжения 9 (ИН2) и после усиления егоthe generated voltage is fed to the input of the second voltage inverter 9 (IN2) and after amplifying it
где k9 - коэффициент передачи второго инвертора напряжения 9 (ИН2), запитывает статорную обмотку 2 двухфазного асинхронного двигателя 1.where k 9 is the transmission coefficient of the second voltage inverter 9 (IN2), feeds the stator winding 2 of the two-phase
Одновременно, напряжение с выхода задающего генератора частоты пульсаций 4 (ЗГ) поступает на вход инвертирующего усилителя 5 (ИУ) с единичным коэффициентом усиления, где оно сдвигается по фазе на 180 градусовAt the same time, the voltage from the output of the master oscillator of the ripple frequency 4 (ZG) is supplied to the input of the inverting amplifier 5 (IU) with a unity gain, where it is phase-shifted by 180 degrees
U5=-Umsin(Ω⋅t).U 5 = -U m sin (Ω⋅t).
После его выпрямления на первом выпрямителе 6 (В1) ((фиг. 2а) - кривая U3)After straightening it on the first rectifier 6 (B1) ((Fig. 2a) - curve U 3 )
напряжение поступает на вход первого инвертора напряжения 8 (ИН1), усиливаетсяvoltage is supplied to the input of the first voltage inverter 8 (IN1), amplified
где k8 - коэффициент передачи первого инвертора напряжения 9 (ИН1), и запитывает статорную обмотку 3 двухфазного асинхронного двигателя 1.where k 8 is the transmission coefficient of the first voltage inverter 9 (IN1), and feeds the stator winding 3 of the two-phase
В результате взаимодействия напряжений U8 и U9 в воздушном зазоре двухфазного асинхронного двигателя создается пульсирующее электромагнитное поле, и подвижный элемент вентильного двигателя начинает совершать периодическое пульсирующее движение прямоугольной формы ((фиг. 2а) - кривая χ).As a result of the interaction of voltages U 8 and U 9 , a pulsating electromagnetic field is created in the air gap of a two-phase asynchronous motor, and the movable element of the valve motor starts to make periodic pulsating motion of a rectangular shape ((Fig. 2a) - curve χ).
Так как питание обеих обмоток двигателя 1 осуществляется с прерыванием в течение полупериода частоты Ω, то потребляемая мощность заявляемого устройства снижается по сравнению с прототипом на 25%, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия электропривода в целом.Since the power supply to both windings of the
Отсутствие статорных напряжений в течение полупериода частоты Ω исключает появление сдвига нейтрали при пуске и регулирование частоты пульсаций, что позволяет в заявляемом устройстве исключить контур регулирования фазы одного из питающих напряжений и тем самым улучшить форму прямоугольных пульсаций за счет стабилизации их амплитуды.The absence of stator voltages during a half-period of the frequency Ω excludes the appearance of a neutral shift during start-up and regulation of the ripple frequency, which allows us to eliminate the phase control loop of one of the supply voltages in the inventive device and thereby improve the shape of rectangular ripples by stabilizing their amplitude.
Точность задания и поддержания частоты пульсаций Ω определяются стабильностью задающего генератора 4 (ЗГ). Регулирование амплитуды пульсаций осуществляется за счет изменения коэффициента передачи k8 первого инвертора напряжения 8 (ИН1).The accuracy of setting and maintaining the ripple frequency Ω is determined by the stability of the master oscillator 4 (ZG). The regulation of the amplitude of the ripple is carried out by changing the transfer coefficient k 8 of the first voltage inverter 8 (IN1).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132938A RU2640352C1 (en) | 2016-08-09 | 2016-08-09 | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132938A RU2640352C1 (en) | 2016-08-09 | 2016-08-09 | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640352C1 true RU2640352C1 (en) | 2017-12-28 |
Family
ID=60965380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132938A RU2640352C1 (en) | 2016-08-09 | 2016-08-09 | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640352C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0414147A1 (en) * | 1989-08-21 | 1991-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit for rotating speed control of two-phase asynchronous motors |
| JPH06209594A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-26 | Philips Electron Nv | Circuit device for energizing two-phase asynchronous motor |
| DE19519370A1 (en) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Philips Patentverwaltung | Circuit arrangement for feeding a two-phase asynchronous motor |
| RU2462810C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
| RU133990U1 (en) * | 2013-05-30 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE |
| RU2587545C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
-
2016
- 2016-08-09 RU RU2016132938A patent/RU2640352C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0414147A1 (en) * | 1989-08-21 | 1991-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit for rotating speed control of two-phase asynchronous motors |
| JPH06209594A (en) * | 1992-09-25 | 1994-07-26 | Philips Electron Nv | Circuit device for energizing two-phase asynchronous motor |
| US5446361A (en) * | 1992-09-25 | 1995-08-29 | U.S. Philips Corporation | Circuit arrangement for powering a two-phase asynchronous motor |
| DE19519370A1 (en) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Philips Patentverwaltung | Circuit arrangement for feeding a two-phase asynchronous motor |
| RU2462810C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
| RU133990U1 (en) * | 2013-05-30 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE |
| RU2587545C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-06-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5304937B2 (en) | Power converter | |
| KR101536787B1 (en) | Motor drive control apparatus | |
| CN106575937B (en) | Power-converting device | |
| JP2008104282A (en) | Inverter device | |
| EP3109997A3 (en) | Variable speed constant frequency power generator including permanent magnet exciter | |
| RU2640352C1 (en) | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode | |
| RU133990U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE | |
| US10418928B2 (en) | Adjustable circuit for personal electric cleaning care appliance | |
| RU2587545C1 (en) | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode | |
| RU2629946C1 (en) | Ventile electric drive with vibrating motion | |
| RU2462810C1 (en) | Control device of two-phase asynchronous motor in oscillating flow mode | |
| RU145562U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN THE INTERMEDIATE MOTION MODE | |
| JP5046021B2 (en) | Power circuit | |
| JP6441879B2 (en) | Method and apparatus for generating PWM signal | |
| RU131254U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN INTERMEDIATE MOTION | |
| RU130157U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE | |
| RU144840U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN THE INTERMEDIATE MOTION MODE | |
| JP2005094840A (en) | Control unit of single-phase induction motor | |
| RU2677682C1 (en) | Valve electric drive with vibrating motion | |
| RU2592080C1 (en) | Oscillating rotary motion electric drive | |
| RU121407U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE | |
| RU2636806C2 (en) | Valve electric drive of oscillatory motion | |
| Kaliappan et al. | Design and Implementation of PFC CUK Converter-Based PMBLDCM Drive | |
| RU108891U1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A TWO-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR IN A PULSE MOTION MODE | |
| JP2015155656A (en) | electromagnetic vibration type diaphragm pump and its driving method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190810 |