Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может бь;ть использовано в электрооборудовании автомобилей и в звуко - и видео-записи. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и рас Ш1репие диапазона регулирования , В вентильном электроприводе схема 14 сравнения кодов, элементы И 15,16, генератор 18 высокой частоты, и счетчнк 17 импульсов образуют схему селекпии в фop иpoвaтeлe импульсов. Выходы фop иpoвaтeля импульсов , образованные выходами триггеров 11,12 и 13, подключены к логи- 4ecKONty блоку 6 управления ключами иннертора 5, В электроприводе роль блокирующего импульса выполняет руле- Boi t импгульс счетчика 17, длительность i/V. которого определяется длительносг тью Sn собственно коммутационной помехи fi временем с, заполнения счет-Lt чика 1/. Для нормальной работы схемы селекции необходимо выбирать разрядность счетчика 17 и частоту генератора 18 из условия , где - время задержки на переключение блока 6 и ключей инвертора 5. На практике выбирается равньк 5-10 мкс. Поэтому длительность блокирующего импульса автоматически поддерживается на минимально необходимом уровне / / п ix S-- л L. „ , J ил . ta S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕЕНИХ

РЕСПУБЛИН (5I) 4 Н 02 P 6/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТИЙ (21) 389973 4/24-07 (22) 23.05.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.fi.Koðàáåëü 1èêîâ, С.Г.Воронин, А.N.Ìóðçèí и В.А.111муклер (53) 62-83:621.3 13.323.072.6(088,8) . (56) Патент ФРГ N 2428718, кл. Н 02 К 29/02, 1974.

Труды Челябинского политехнического института № 257, 1981, с. 30-39. (54) ВЕНТИЛЪНЫИ ЗЛЕКТРОПРИВОП (57) Изобретение относится к элек гротехнике и может быть использовано в электрооборудовании автомобилей и в звуко- и видео-записи. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и расширение диапазона регулирования. В вентильном электроприводе схема 14 сравнения кодов, элемен— ты И 15,16, генератор 18 высокой частоты и cчет гик 1! импульcoB образуют схему селекции H формирователе импульсов. Выходы формирователя импульсов, образованные выходами триггеров 11,12 и 13, подключены к логи— ческо блоку 6 управления ключами и . ертора 5. В электроприводе роль блок:рующего импульса выполняет рулевой импульс счетчика 17, длительность

Г» а„;-. которого определяется длительносв. тью о собственно коммутационной помехи и временем с . заполнения счет ) чика 17. Для нормальной работы схемы селекции необходимо выбирать раз— рядность счетчика 17 и частоту генератора 1Я из условия с > ь, где с время задержки на переключение блока б и ключей инвсртора 5. На практике

Г, выбирастся равным 5--10 мкс. Поэтому длительность блокирующего импульса автоматически поддерживается на минимально необходимом уровне л

c = „, 3 ил.

l Маий

12839

?7 2 где каждый сигнал у. = 1, воздействуя на ключи инвер тора, подключает секцию с номером i к плюсу, а сигнал z = 1 — к минусу источника питания.

В результате такого управления в при— воде обеспечивается 120-градусная коммутация, причем на каждом межкоммутационном интервале от источника отключена только одна секция из трех, ЗДС вращения которой в конце этзго интервала меняет свой знак. При изменении знака ЗДС отключенной секц»л» ее компаратор изменяет свое состояние на противоположное, а логическое устройство обеспечивает очередное переключение секций обмотки. входные сигналы х,,х,х. в сигналь»

У„ и я; по следующим булевым соотношениямм: 55 х, ° х

Х2 Xъ х ° х, Х Х2

Х2 ХЛ

X) X, »

У,=

У2

У

Е

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в большинстве систем с простыми циклограммами работы преимущественно в скоростных электроприводах, в частности в электрооборудовании автомобилей, в звуко- и видеозаписи и т.д.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности и расширение диапазона регулирования частоты вращения. 10

На фиг.1 представлена блок-схема вентильного электропривода; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняю щие принцип его работы.

Вентильный электропривод содержит двигатель 1 с постоянными магнитами и трехсекционной обмоткой. Первая 2, вторая 3 и третья 4 секции подключены к выходам реверсивного инвертора

5, управляемого От логического блока

6, и одновременно к первым входам первого 7, второго 8 и третьего 9 компараторов напряжения, вторые входы которых соединены со средней точкой 10 двигателя 1. Выходы первого

7, второго 8 и третьего 9 компараторов подключены к информационным входам соответственно первого 11, второго 12 и третьего 13 триггеров и одно временно — к первым входам схемы 14 сравнения кодов. Выходы триггеров 11, 12 и 13 подключены к входам логического блока 6 и одновременно — к вторым входам схемы 14 сравнения кодов.

Выход схемы 14 сравнения кодов под- 35 ключен .к первому инверсному входу первого элемента И 15 и к первому входу второго элемента И 16. Выход счетчика 17 импульсов подключен ко второму входу первого элемента И 15 и к второму инверсному входу второго элемента И 16, третий вхоц которого соединен с выходом генератора 18 высокочастотных импульсов. При этом выход первого элемента И 15 соединен с входами синхронизации триггеров 11, 12 и 13 и с входом сброса в нуль счетчика 17, а выход второго элемен. та И -16 подключен к счетному входу счетчика 17. 50

Логический блок 6 преобразует

Схема 14 сравнения кодов обеспе— чивает сравнение двух — трех-разряднь»х двоичных кодов на входах и вь»ходах триггеров 11,12 и 13 и вырабатывает

HG своем выходе единичный логический сигнал только при полной эквивалентности этих кодов.

На фиг.2 приведена диаграмма сигналов в вентильном электроприноде за один полный цикл коммутации. Здесь позициями 19,20 и 21 обозначены фазные напряжения первой 2. второй 3 и третьей 4 секций,цвигателя 1,. позициями 22,23 и 24 — сигналы на выходах первого 7, второго 8 I» третьего 9 компараторов напряжения. а позициями

25,26 и 27 — сигналы на выходах первого 11, второго 12 и третьего 13 триггеров. Перекл»очонис секций осуществляется в функции сиг -»алoI3 23

26 и 27 с выходов триггеров 11,,12 и

1 и в соответствии с àлгорить.ом ло1 гического блока 6, приведенньц paIee. После каждого переключения в фазном напряжении отключенной секции возникает коммутационная помеха, искажающая знак ее фазной ЗДС, на »то компаратор этой секции реагирует изменением своего состояния. Однако благодаря осуществляемой селекции сигналов состояние соответствующего триггера остается не»лзь»ен»»ь»ь» н новое подключение сохраняется.,ак в позиции 28 напряжение 19 ранее отключенной первой секции 2 изменяет свой знак, в ответ на что первый компаратор 7 и (вслед за н»»м) первь»»» триггер 11 изменяют свои состояния (сигналы 22 и 25),, организуе1ся .»оное подключение, в результате которого ранее подключенная к плюсу источника третья секция 4 отклнчается. уровне

Р и

У

2 >

Х2 Х

z,= х, х,, у,= х, х,.» = х, х,, г и+ ь

5 12 поступает на первый вход второго элемента И 16 и прекращает подачу импульсов с генератора 18 на счетный вход счетчика 17. В результате заполнение счетчика прекращается (сигнал

37) и íà его выходе сохраняется нулевой сигнал 34. Это устойчивое состояние схемы селекции сохраняется в течение всего времени ñ, действия коммутационной помехи.

В позиции 41 ток отключенной третьей секции 4 затухает до нуля, ком мутационная помеха заканчивается, фазное напряжение секции становится равным ЭДС вращения и компаратор 9 возвращается в исходное единичное состояние (сигнал 30 в позиции 41).

Восстанавливается эквивалентность кодов и на выходе схемы 14 устанавливается единичный сигнал ЗЗ. Одновременное действие единичного сигнала 33 и нулевого сигнала 34 на прямом и инверсном входах второго элемента И .

16 восстанавливает поступление импульсов .генератора 18 на счетный вход счетчика 17 (сигнал 36). Счетчик вновь начинает заполняться. В позиции 42 происходит полное заполнение счетчика 17 (сигнал 37) и на его выходе формируется единичный сигнал

34. Схема селекции возвращается в исходное устойчивое состояние и готова к очередной обработке сигналов.

Принцип селекции сигналов в данном эле..троприводе подобен принципу селекции в прототипе. Однако роль блокирующего импульса здесь выполняет сигнал 34 на выходе счетчика 17 импульсов. При этом, если в прототипе длительность блокирующего импульса была постоянной и выбиралась равной с> то в данном случае длительность нулевого импульса 34 определяется длительностью со6ственно коммутационной помехи и времени с заполнения с счетчика 17

Для нормальной работы схемы селекции необходимо выбирать разрядность счетчика 17 и частоту генератора 18 из условия

Ьс ) 05 р где — время .задержки на переключение логического блока 6 и ключей инвертора 5, для чего достаточно на практике выбрать порядка 5- 10 мкс.

83927 6

Таким образом, длительность блокирую- щего импульса автоматически поддерживается на минимально необходимом

Единственное условие, при котором данная схема селекции не применима, это условие

+"n 4 когда длительность переходного процесса коммутации перекрывает межкоммутационный интервал. Но это условие является общим ограничением применимости управления коммутацией по ЭДС вращения, так как при этом в составе фазных напряжений полностью отсутствуют сигналы ЭДС вращения.

Таким образом, предлагаемая схема

20 селекции не вносит никаких дополнительных ограничений, что позволяет повысить помехозащищенность привода и расширить диапазон регулирования частоты вращения.

Формулаизобретения

Вентильный электропривод, содержащий двигатель с постоянны п" магнита30 ми, три секции обмотки которого подключены к выходам реверсивного инвертора и к первым входам первого, вто— рого и третьего компараторов напряжения, вторые входы которых соедине35 ны со средней точкой секций обмотки, логический блок с тремя входами и шестью выходами,, реализующий логические функции где х,, х, х > — входные логические сигналы "1", "0", у2 юу>вzi z z выходные лсгичес

45 кие сигналы.

Выходы логического блока соединены с управляющими входами реверсивного инвертора, а входы — с выходом блока формирования импульсов синхронизации, 5р входы которого подключены к выходам компараторов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и расширения диапазона регулирования частоты вращения„

55 блок формирования импульсов синхронизации снабжен первым, вторым и третьим триггерами, схемой сравнения кодов, первым и вторым элементом И, генератором импульсов высокой частоты и

7 1283927 8 счетчиком импульсов, при этом выходы чика импульсов соединен со вторым компараторов подключены к информаци — входом первого элемента И и со вто— онным входам указанных триггеров, к рым инверсным входом второго элеменпервым входам схемы сравнения кодов, та И, третий вход которого подключен а выходы триггеров — ко вторым вхо- 5 к выходу генератора импульсов высокои дам схемы сравнения кодов и образуют частоты, выход первого элемента И соевыходы блока формирования импульсов динен с входами синхронизации триггесинхронизации, выход схемы сравнения ров и с входом сброса в ноль счетчикодов подключен к первому инверсному ка импульсов, а вьход второго элеменвходу первого элемента И и к первому 10 та И вЂ” со счетным входом счетчика им1 входу второго элемента И, выход счет- пульсов.

1283927

Составитель В. Тарасов

Редактор А-,Долинич Техред В. Кадар Корректор М IIomo

Заказ 7456/56 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 t3035, NocKBB Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4