Шаговый электропривод (его варианты)

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение надежности устройства управления электроприводом , обеспечивающего шаговое движение ротора асинхронного двигателя, за счет АВС 1 i Д устранения трехфазного режима при коммутации . Привод, согласно первому и второму вариантам, содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, встречно-параллельные тиристоры 3-8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, командный блок 11. По первому варианту электропривод содержит также реле 12 времени и три элемента И 13-15, а по второму - реле времени, D-триггер и блок фиксации нулевых точек. В приводе по первому варианту исключается появление трехфазного режима работы при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров благодаря тому, что очередная коммутация всегда осупяествляется при нулевых значениях тока в статорных обмотках, а в приводе по второму варианту благодаря тому , что сигнал на переключение распределителя 9 формируется строго в момент прохождения статорных токов двигателя 1 через нуль. 2 с.п.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. С/) Фиг.1

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!1 4 Н 02 P 7/62, 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3727597/24-07 (22) 18.04.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт (72) Л. Ь. Масандилов, Ю. И. Гетман и С. В. Кузиков (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 408446, кл. Н 02 P 7/62, 20.08.71.

Лавринов Н. А. Шаговый электропривод с асинхронным двигателем с фазным ротором. — — Труды МЭИ. Вып. 302. М., 1976, с. 12 — 16.

Авторское свидетельство СССР № 748765, кл. Н 02 Р 7/62, 30.06.78. (54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (ЕГО

ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности устройства управления электроприводом, обеспечиваюгцего шаговое движение ротора асинхронного двигателя, за счет

8 с

„„Я0„„1246323 A1 устранения трехфазного режима при коммутации. Привод, согласно первому и второму вариантам, содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, встречно-параллельные тиристоры 3 — 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, командный блок 11. По первому варианту электропривод содержит также реле 12 времени и три элемента И 13 — 15, а по второму реле времени, D-триггер и блок фиксации нулевых точек. В приводе по первому варианту исключается появление трехфазного режима работы при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров благодаря тому, что очередная коммутация всегда осушествляется при нулевых значениях тока в статорных обмотках, а в приводе по второму варианту благодаря тому, что сигнал на переключение распределителя 9 формируется строго в момент прохождения статорных токов двигателя 1 через нуль. 2 с.п.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1246323

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления асинхронным электроприводом, и может быть использовано при создании силовых шаговых электроприводов.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства управления электроприводом, обеспечиваюгцего шаговое движение ротора асинхронного двигателя, за счет устранения трехфазного режима при коммутации.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, первый вариант; на фиг. 2 —— то же, второй вариант; на фиг. 3 — схема блока фиксации нулевых токов.

Электропривод (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, соединенные последовательно с фазами статора встречно-параллельные тиристоры 3 — 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, и командный блок 11, соединенный с управляющими входами генератора 10 и распределителя 9. Устройство управления также содержит реле 12 времени и три элемента И 13 — !5, выходы которы связаны с управляющими электродами тиристоров 3—

8, первые входы соединены с выходами распределителя 9 импульсов, а вторые — с тактовым входом распределителя 9 и выходом реле 12 времени, вход которого соединен с генератором 10 импульсов, а выход -- с тактовым входом распределителя 9.

Электропривод по второму варианту (фиг. 2) содержит асинхронныи двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, соединенные последовательно с фазами статора встречно-параллельные тиристоры 3 — 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, и командный блок 11, соединенный с управляющими входами генератора 10 и распределителя 9. В устройство управления дополнительно введены реле 12 времени, D-триггер 16 и блок 17 фиксации нулевых токов, включенный последовательно с фазами статора и соединенный выходом с тактовым входом D-триггера 16, выход которого соединен с тактовым входом распределителя 9 импульсов, а информационный вход— с выходом реле 12 времени, вход которого подключен к генератору импульсов.

Блок 17 фиксации нулевых токов (фиг. 3) выполнен в виде двух датчиков 18 и 19 тока фаз статора, двух нуль-органов 20 и

21 и элемента ИЛИ 22, входы которого соединены с выходами нуль-органов 20 и 21, к входам которых подключены датчики 18 и 19 тока. Выход элемента ИЛИ 22 является выходом блока 17 фиксации нулевых токов.

55 щаговый электропривод (фиг. 1) работает -ледующим образом.

В исходном состоянии ключ 2 отключен, а на управляющий вход распределителя 9 импульсов с выхода командного блока 11 приходит сигнал логическая «1» или логический «О» для движения двигателя в направлении «Вперед» или «Назад» соответстве:,1но. Р исходном состоянии с другого выхода командного блока 11 подается сигнал, запрещающий работу генератора 10 тактовых импульсов. При этом на выходе реле 12 времени установлено состояние, разрешающее прохождение сигналов с выхода распределителя 9 импульсов через элементы И 13 — 15 на управляющие электроды тиристоров 3- — 8. При этом распределитель 9 импульсов находится в таком состоянии, что пропускают ток только две пары тиристоров, например„ 3, 4 и 5, 6, а тиристоры 7 и 8 закрыты.

Таки.я ООраз13м, В исходнОм cocToBi!Ии возбуждень1 только две 1разы статора, на. ример, А и В асинхронного двигателя 1.

В соответствии с этим в а ипхронном двигателе 1 возникают пульсирующие магнитные поля статора и ротора. В результате взаимодействия пульсирующих полей статора и ротора последний занимает положение, при котором оси указанных полей взаимно перпендикулярнь1. Асинхронный двигатель 1 при этом развивает синхронизирующий момент, м!3а!3нОве1нива1ОН1иЙ момеHT сОпрОтивления на его валу.

Для включения электродвигателя 1 в шаговый режим работы с командного блока 11 подается сигнал, запускающий генератор 10.

Первый тактовый импульс генератора 10 подается на вход реле 12 времени, на выходе которого формируется импульс длительност1ио 1, больше половины периода напряжения сети, в течение которого на выходах трех элементов И отсутствуют сигналы на открытие тиристоров 3 — 8. За время Г тиристоры 3---8 полностью запираются и токи в фазах становятся равными нулю. По истечении времени f на выходе реле 12 времени появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов с выходов распределителя 9 импульсов через элементы И 13 — 15, причем распределитель 9 импульсов передним фронтом сигнала, поступающего с выхода реле 12 времени, переключается в новое состояние, соответствующее вращению привода 13 TQM направлении, которое задано на угравляющем входе распределителя 9 импульсов командным блоком 11, например в такое, что открываются тиристоры 5 — 8 и запираются тиристоры 3 и 4. Таким образом, после появления первого тактового импульса на выходе генератора !О закрываются тиристоры, токи в фазах двигателя 1 спадают до нуля, а по истечении «ремени 1., подкл оча1отся к сети две другие фазы стато1246323

Формула изобретения ра, например, В и С. Вектор поля статора изменяет свое положение. При этом ротор асинхронного двигателя 1 делает один шаг.

При появлении второго тактового импульса на выходе генератора 10 все процессы протекают аналогично, а к сети оказываются подключенными фазы статора С и А, ротор асинхронного двигателя 1 при этом делает второй шаг и т.д.

В устройстве по первому варианту исключается возможность появления трехфазного режима работы при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров благодаря тому, что в этом устройстве очередная коммутация всегда осуществляется при нулевых значениях тока в статорных обмотках.

Устройство по второму варианту также позволяет исключить трехфазный режим работы электродвигателя 1 при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров. Это достигается тем, что сигнал па переключение распределителя 9 импульсов, поступающий на его тактовый вход с выхода 0-трипера 16, формируется строго в момент прохождения статорных токов двигателя через нуль.

Принцип действия устройства по второму варианту (фиг. 2) состоит в следующем.

В исходном состоянии тактовые импульсы с выхода генератора 10 не поступают. На выходе реле 12 времени сигнал соответствует логическому «О», на выходе D-триггера

16 также установлен сигнал логический «О».

Пусть на выходе распределителя 9 импульсов имеются такие состояния, что проводят ток только две пары встречно-параллельных тиристоров 3, 4 и 5, 6, а тиристоры 7 и 8 закрыты и ток не проводят. Таким образом, только две фазы статора А и В подключены к сети и двигатель 1 неподвижен. С выхода блока 17 фиксации нулевых токов поступают короткие импульсы на тактовый вход D-триггера 16, но так как на информационном

D-входе D-триггера 16 логический «О», то и на его выходе сигнал остается без изменения, соответствуя логическому «О». По этой причине состояние на выходе распределителя 9 импульсов не меняется.

Включение двигателя 1 в шаговый режим работы осуществляется путем подачи команды «Пуск» на управляющий вход генератора 10 тактов1 х импульсов. При появлении тактового импульса на выходе генератора 10 на выходе реле времени формируется сигнал логическая «1» длительностью с более половины периода напряжения, но на выходе

D-триггера 16 состояние не меняется и соответствует логическому «О» до тех пор, пока на тактовый вход D-триггера 16 не придет импульс с блока 17 фиксации нулевых токов.

Только в момент появления этого импульса, который приходит в момент прохождения токов статора двигателя через нуль, сиг5 !

О

S5

З0

55 нал на выходе D-триггера 16 изменяется из состояния «О» в состояние «1» и именно в этот момент распределитель 9 импульсов переключается в следующее состояние и своими выходами осуществляет коммутацию тиристоров 3 — 8, подключая к сети две другие фазы статора, например. В и С.

При появлении следующего тактового импульса устройство работает аналогично, при этом происходит коммутация фаз с В и С на С и А в момент прохождения статорных токов через нуль. Последовательность коммутации обмоток статора, например, А — ВС вЂ” СА — А —... приводит ротор асинхронного двигателя 1 в шаговое движение в одну сторону, при обратной последовательности А — CA — ВС вЂ” А —... — в другую.

Работа блока 17 фиксации нулевых токов (фиг. 3) сводится к следующему.

Независимо от комбинации включения статорных обмоток двигателя 1 по крайней мере в одном из двух датчиков 18 или 19 тока протекает ток. Сигналы с выходов датчиков 18 и 19 тока подаются на входы нульорганов 20 и 21 соответственно, на выходах которых формируются короткие импульсы в момент прохождения токов соответствующих фаз двигателя 1 через нуль. Они поступают на два входа логического элемента ИЛИ 22, на его выходе формируются импульсы, которые при любой комбинации включения фаз двигателя 1 подаются на тактовый вход

D-триггера 16 и задерживают очередное переключение распределителя 9, а следовательно, н тиристоров 3 — 8 до момента прохождения статорного тока через нуль.

Предлагаемое устройство управления шагового электропривода позволяет повысить надежность работы электропривода. Дополнительные затраты на создание этого устройства составляют малую долю от его стоимости.

1. Шаговый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ, и устройство управления, включающее в себя соединенные последовательно с фазами статора встречнопараллельные тиристоры, трехканальный распределитель импульсов, тактовый вход которого связан с генератором импульсов, и командный блок, соединенный с управляющими входами tåíåðàòîðà и распределителя, отличаюи ийея тем, что, с целью повышения надежности за счет устранения трехфазного режима при коммутации, в него введены реле времени и три элемента И, выходы которых связаны с управляющими электродами тиристоров, первые входы соединены с выходамм и распределителя импульсов. а вто1246323

Составитель В. Алфимов

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор И. Муска

За к аз 401 8/53 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рые — с тактовым входом распределителя и выходом реле времени, вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

2. Шаговый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ, и устройство управления, включающее в себя соединенные последовательно с фазами статора встречнопараллельные тиристоры, трехканальный распределитель импульсов, тактовый вход которого связан с генератором импульсов, и командный блок, соединенный с управляющими входами генератора и распределителя, выходы которого связаны с управляющими электродами тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет устранения трехфазного режима при коммутации, в него введены реле времени, D-триггер и блок фиксации нулевых токов, включенный последовательно с фазами статора и соединенный выходом с тактовым входом

D-триггера, выход которого соединен с тактовым входом распределителя импульсов, а информационный вход — с выходом реле времени., вход которого подключен к генератору импульсов.

3. Электропривод по и. 2, отличающийся тем, что блок фиксации нулевых токов содержит два датчика тока фаз статора, два нуль-органа и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами нуль-органов, к входам которых подключены датчики тока.