Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем

 

УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ , содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого соединен с третьим вхо-. дом коммутатора, первый вход первого триггера соединен с первым входом N-разрядного счетчика, с одним входом второго триггера и с вторым выходом блока управления, два элемента И, отличающееся тем, что, с целью1 повышения надежности, в него введены элемент ИЛИ элемент НЕ, блок сравнения, третий и четвертый элементы И, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого триггера соответственно, а одни входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами второго триггера и. с вторым и третьим входами N-разрядного счетчика , четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока управления , соединенного четвертым,выходом с одним входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом элемента НЕ, выходом соединенного с одним входом второго элемента И, друi гой вход которого соединен с пятым (Л выходом блока управления, а выход с другим входом второго триггера, С входы элемента ИЛИ соединены с выходами N-разрядного счетчика и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а третий вход соединен с выходом первого элемента И, выходы блока сравнения соединены с другими входами третьего и четвертого элементов.И.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) (И) 22 А

3(5О Н 02 P 7/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и QTKpblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3371317/24-07 (22) 25.12.81 (46) 23.11.83. Бюл. Ю 43 (72) Il.Ä. Руднев и Н.К. Ефимова (53) 621.316.719 2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 688974, кл. Н 02 р 1/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 649117, кл. H 02 р 7/58, 1975 ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, .а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого соединен с третьим sxo-. дом коммутатора, первый вход первого триггера соединен-с первым входом

Й-разрядного счетчика, с одним входом второго триггера и с вторым выходом блока управления, два элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения надежности, в него введены элемент ИЛИ элемент

НЕ, блок сравнения, третий и четвертый элементы И, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого триггера соответственно, а одни входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами второго триггера и. с вторым и третьим входами й-разрядного счетчика, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, соединенного четвертым, выходом с одним входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом элемента HE выходом соединенного с одним входом второго элемента И, другой вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выходс другим входом второго триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходами N.-разрядного счетчика и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а третий вход соединен с выходом первого элемента

И, выходы блока сравнения соединены с другими входами третьего и четвертого элементов.И.

1056422

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах исполнительных механизмов.

Известно устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, узел задержки, синхронизирующий элемент, триггер, модулятор управляющего 10 сигнала и усилитель, соединенный. с обмоткой управления электродвигателя, преобразователь код-временной интервал, выходы которого соединены с входами синхронизирующего элемента и модулятора улрааляюаего сигнала (lj .

Недостатком этого устройства является низкая точность управления электродвигателем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого

30 соединен с третьим входом коммутатора, первый вход первого триггера соединен с первым входом М-разрядного счетчика, с одним входом второго, триггера и с вторым выходом блока управления, последовательно соединенные первый элемент И, другой счетчик и счетный триггер, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, выход которого соединен с четвертым входом коммутатора и с одним входом первого элемента И, дру-. гой вход которого соединен с третьим выходом блока управления и с одним входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом 45 первого триггера, а выход через один счетчик соедИнен с другим входом первого триггера 12)..

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы устройства из-за применения в устройстве двух N-разрядных счетчиков, управляющих работой двух триггеров в цепи коммутатора, что приводит к усложнению формирования сигнала уп- 55 равления на обмотке электродвигателя.

Целью изобретения является повышение надежности работы ъ

Указанная цель достигается тема что в устройстве для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый. вход первого триггера соединен с первым входом й-разрядного счетчика, с одним входом второго триггера и с вторым выходом блока управления, два элемента И, введены элемент ИЛИ, элемент НЕ, блок сравнения, третий и четвертый элементы И, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого триггера соответственно,-а одни входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами второго триггера и с вторым и третьим входами Й-разрядного счетчика, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, соединенного четвертым выходом с одним входом первого элемента К, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом элемента. НЕ, выходом соединен" ного с одним входом второго элемента И, другой вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход - с другим входом второго триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходами й-разрядного счетчика и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а третий вход соединен с выходом первого элемента И, выходы блока сравнения соединены с другими входами третьего и четвертого элементов И.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— диаграммы напряжений на элементы устройства.

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит блок 1 управления, Н-разрядный счетчик 2, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ 3, соединенного выходом с одним входом элемента И 4 и элемента НЕ 5, блок

6.1 сравнения, выход элемента НЕ соединен с одним входом элемента И 7, выходом соединенного с одним входом

22 4

22-24 тактовых. импульсов ТИ-1, ТИ-2, ТИ-3, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 20/3, с частотами тц i = "тц c = flu- 3.

Последовательность импульсов ТИ-1 с первого выхода распределителя импульсов 15 поступает на вторые (син- хронизирующие) входы блоков 18 и 20 синхронизации. На первый (синхронизируемый) вход первого блока 18 синхронизации подается сигнал 26 (у(), формируемый нуль-органом 17 в функции

U (t) напряжения- 25 источника питания ! 0 при U<(t) 4 0 .р- 1,() > D °

Кроме того, сигнал q {t) подается через элемент КЕ 19 на первый (синхронизируемый) вход блока 20 синхронизации.

Импульсы с выходов блоков 18 и 20 синхронизации поступают на входы элемента ИЛИ 21, на выходе которого формируются импульсы с частотой следова" ния 2f., где f — частота источника питания, синхронизированные импульсной последовательностью ТИ-l. Сигналы 27 с выхода блока ИЛИ 21 поступают на вход делителя 16 частоты и через второй выход блока 1 управления на входы триггеров 8 и 11. 1 и первый вход N-разрядного счетчика 2, при этом устанавливая делитель 16 частоты, триггеры 8 и 11.1 в состояние логического нуля, а все М разрядов счетчика 2 - в состояние логической единицы.

Последовательность импульсов ТИ-2 второго выхода распределителя 15 импульсов поступает на счетный вход пульсном выходе которого формируются счетные импульсы частоты 1 « -2 (2

К1

-1) f„на втором импульсном выходеимпульсы той же частоты f«, сдвинутые по фазе нз 180о относительно импульcoB на первом импульсном выходе.

Импульсы 28 и 29 с первого и второго выходов делителя 16 частоты выводятся из блока управления 1 соответственно через третий и четвертый выходы.

Последовательность импульсов ТИ-3 с третьего выхода распределителя 15 импульсов поступает на пятый выход блока 1 управления

Широтно-импульсные сигналы управления асинхронным электродвигателем формируются циклически на выходе

3 10564 триггера 8, выходы которого соединены с одними входами элементов И 9.1 и 10,1 и с входами М-разрядного счетчика 2, соединенного другими входами с выходами блока 1 управления, выходы элементов И 9.1 и 10.1 соединены с входами триггера 11.1, другой вход которого соединен с другим входом триггера 8 и с выходом блока 1 управления, а выход триггера 11.1 >о соединен с входом коммутатора 12.1, выход которого через усилитель 13.1 соединен с обмоткой управления электродвигателя, другие входы коммутатора соединены с выходом блока 1 управ- 15 ления и с источником управляющего сигнала соответственно, другие входы элементов И 9.1 и 10.1 соединены с выходами блока 6.1 сравнения, один вход которого соединен с выходом 20

N-разрядного счетчика 2, другой входс источником управляющего сигнала, а третий. — с выходом элемента И 4, другие входы элементов И 4 и 7 соединены с выходами блока 1 управления.

Блок 1 управления содержит гене" ратор 14 импульсов, соединенный с входом распределителя 15 импульсов, один выход которого соединен с входом делителя 16 частоты, нуль-орган 17, вы-. ход которого соединен с входом блока 18 синхронизации и через элемент

HE 19 с. блоком 20 синхронизации, вто-. рой выход распределителя импульсов соединен с другими входами блоков 18 и 20 синхронизации, выходы которых

35 соединены с входами элемента ИЛИ 21, соединенного с входом делителя 16 частоты.

Ка фиг. 2 показаны последовательности тактовых импульсов 22, 23 и 24 - делителя 16 частоты, на первом им40. на выходах распределителя 15 импульсов, напряжение 25 источника питания, сигнал 26 на выходе нуль-органа 17, сигналы 27-29 на выходах блока 1 управления, сигнал 30 на выходе счет 45 чика 2, сигналы 31 и 32 на выходах блока 6.1 сравнения, сигнал 33 на

Выходе триггера 11.1, сигнал 34 на выходе усилителя 13.1, сигналы 35 и 36 на выходах блока 6.1 сравнения, сигнал 37 на выходе триггера 11.1„ сигнал 38 на выходе усилителя 13.1

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 15 импульсов форми- S рует из последовательности импульсов высокой частоты, вырабатываемой генератором 14, три последовательности

5 10564 соответствующих вторых статических триггеров 11, период цикла равен (2 f ) с. Цикл формирования широтно-импульсных сигналов управления асинхронным двигателем начинается 5 после установки в "0" реверсивного й-разрядного счетчика 2 и первого триггера 8, сигнал с второго выхода которого открывает элемент И 10.1 и задает режим работы реверсивного 10

М-разрядного счетчика 2 (вычитание импульсов), при этом сигнал с nepeoro выхода триггера 8 закрывает элемент

И 9.1.

i I!o мере заполнения реверсивного

М-разрядного счетчика 2 счетными импульсами частоты f<< с третьего выхо; да блока управления величина кода У линейно уменьшается до нулевого зна-. чения (30}. 20

Величина кода У сравнивается с величиной кода А (или А ) с помощью соответствующего блока 6.1 сравнения.

При выполнении неравенства У А! (или У4 А .) на втором выходе блока

6.1 сравнения вырабатывается импульс

32, 36., синхронизированный импульсами, поступающими с четвертого выхода блока 1 управления. Импульс с второго выхода блока 6.1 сравнения, зо . пройдя через элемент И 10,1, устанавливает в "1" триггер 1!.1, При .достижении значения кода У 0 с помощью элементов ИЛИ 3, НЕ 5 и И 7 фоРмируется имгульс, синхронизированный последовательностью ТИ;3 и устанавливающий триггер 8 s нуль, при этом изменяется режим работы реверсивного счетчика 2 (суммирование импульсов), закрывается элемент . 40

И I0.1, открывается элемент И 9.,1, через который импульсы 3I и 35 формируемые на первом выходе блока 6.1 сравнения при выполнении неравенства

У > А (или У> A>}, поступают на вто- 45 рой вход триггера 11.1, устанавливая его в нудь. Сигналы 33 и 3? с выхода триггера 11.1 поступают на вход

22, Ь коммутатора 12.1. Сравнение кодов У и А (или А!) при У = 0 не происходит, что обеспечивается подачей сигнала логического "0" с выхода элемента И 4 на третий вход блока 6 сравнения.

Коммутатор 12.1. формирующий реверс двигателей, выполнен на комбинационных логических схемах и для формирования сигналов на двух своих выходах использует сигналы, поступающие на первый вход с первого выхода блока 1 управления - сигнал фазы переменного напряжения U (t) на второй вход с входных клемм устройства - сигнал знака sign А; кода управления соответствующим двигателем, на третий вход - с выхода триггера 11.1. A@paw" и второй выходы коммутатора 12 связаны с входами ло гическими . зависимостями вида = z (х у х у); e< =z (х yvx у), 1 где ф(,, 0(2 " сигналы на первом и втором выходах коммутатора 12.1;

x,y,z " сигналы на первом, втором и третьем входах коммутатора 12. 1.

Сигналы с первого и второго выходов каждого из коммутаторов 12.1 усиливаются с помощью соответствующего усялителя 13.1 по току и напряжению до величины, необходимой по условиям работы электродвигателя.

Для управления несколькими электродвигателями могут быть дополнительно установлены блоки 6.2 и 6.3 сравнения, элементы И 9.2, 9.3 и 10.2, 10.3, триггеры 11.2 и 11.3, коммутаторы 12.2, 12.3 и усилители I3.2, 13.3, соединенные с элементами устройства как и в варианте с одним электродвигателем. При этом использование максимально возможных общих элементов системы управления электродвигателями позволяет повысить надежность работы устройства.

1056422

1056422

23

Z5

gi,g 4/= 1

Составитель В. Боев

Редактор И, Николайчук Техред А.Бабинец, Корректор А. Дэятко

Заказ 9337/54

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

26

Z7

28

И

3Z

Тираж б87 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. М5