Синхронизируемый вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является уменьшение времени переходного процесса. Указанная цель достигается введением в венти.пьный электродвигатель трех формирователей 10-12 импульсов , счетного триггера 13, двух RS-триггеров 14 и 15, логических элементов 2И-НЕ 16 и 17, логических элементов 2 ИЛИ-НЕ 18 и 19 и логического элемента 2 2И-ИЛИ-НЕ 20. В электродвигателе исключается участок разгона синхронной машины 1 при полном напря/жении питания от момента первого равенства частот вращения и стабилизации до выхода из насыщения корректирующего блока 9. Таким образом появляется возможность мгновенного вывода синхронной машины 1 на участок втягивания в синхронизм. 2 ил. с SS Ю 21, г

СОЕЗ СОВЕТСКИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19I 0 (ll) / Щ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984403/24-07 (22) 06.12 ° 85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) К.Л. Блохин, Н.И. Куликов, С.И. Патласов и С.К. Чирков (53) 621 313.13.014.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 681514, кл. Н 02 K 29/14, 1979.

Овчинников И.Е., Лебедев H.È.Áåñконтактные двигатели постоянного тока.: Наука, 1979, с. 146-148. (54) СИНХРОНИЗИРУЕМЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения явля(!! 4 Н 02 К 29 00 Н 02 Р 6 00 ется уменьшение времени переходного процесса. Указанная цель достигается введением в вентильный электродвигатель трех формирователей 10-12 импульсов, счетного триггера 13, двух

RS-триггеров 14 и 15, логических элементов 2И-НЕ 16 и 17, логических элементов 2 ИЛИ-НЕ 18 и 19 и логического элемента ?-2И-ИЛИ-НЕ 20. В электродвигателе исключается участок разгона синхронной машины 1 при полном напряжении питания от момента первого равенства частот вращения и стабилизации до выхода из насыщения корректирующего блока 9. Таким образом появляется возможность мгновенного вывода синхронной машины 1 на участок втягивания в синхронизм. 2 ил.

1317581

Изобретение относится к электротехнике и может бЬ|ть использовано в управляемых электроприводах, в частности в следящем электроприводе, реализованном на базе вентильного электродвигателя.

Целью изобретения является уменьшение времени переходного процесса за счет снижения величины перерегулирования.

t0

На фиг. 1 изображена блок-схема синхронизируемого вентильного электродвигателя; на фиг. 2 — схема частотно-фазового дискриминатора.

Синхронизируемый вентильный электродвигатель содержит синхронную машину I, датчик 2 положения ротора, полупроводниковый коммутатор 3, к выходу которого подключены фазы синхронной машины 1, а к первому входу— выход датчика 2 положения ротора, датчик 4 частоты вращения синхронной машины 1, выход которого подключен к первому входу частотно-фазового дискриминатора 5 через первый формирователь 6 импульсов, задающий генератор 7, формирователь 8 импульсов, выход которого подключен к второму входу частотно-фазового дискримина30 тора 5, и корректирующий блок 9. Вентильный электродвигатель содержит также третий 10, четвертый 11 и пятый 12 формирователи импульсов, счетный триггер 13, два RS-триггера 14 и 15, два логических элемента 2И-НЕ 16 и 17, два логических элемента 2ИЛИ-НЕ 18 и 19 и логический элемент 2-2И вЂ И-НЕ 20. Первый информационный выход 21 частотно-фазового дискриминатора 5 через третий

40 формирователь 10 импульсов подключен к R†-.в ходу первого RS-триггера и пер— вому входу первого.логическоro элемента 2ИЛИ-НЕ 18, а второй информаци45 онный выход 22 частотно-фазового дискриминатора 5 подключен через четвертый формирователь 1! импульсов к

S-входу первого RS-триггера 14 и к первому входу второго логического элемента 2ИЛИ-НЕ 19, выходы первого 18

50 и второго 19 логических элементов

2ИЛИ-FIE подключены соответственно к

R u S âõîäàì второго RS òðèããåðà 15, прямой и инверсный выходы первого к$55 триггера 14 подключены соответственно к пеpBbM входам первого 16 и BTo— рого !7 логических элементов 2И-НЕ, к вторым входам которых подключены через пятый формирователь 12 импульсов рабочий выход 23 частотно-фазового дискриминатора 5 и вход корректирующего блока 9. Выходы первого 16 и второго 17 логических элементов 2И-НЕ. подключены соответственно к вторым входам первого 18 и второго 19 логических элементов 2ИЛИ-НЕ. Прямой и инверсный выходы второго RS-триггера 15 подключены соответственно к первым входам первой и второй ячейки И логического элемента 2-2И-ИЛИ вЂ  20.

Вторые входы ячеек И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 13, вход которого подключен к задающему генератору 7. Выход логического элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ 20 подключен к входу второго формирователя 8 импульсов, а выход корректирующего блока 9 подключен к второму входу коммутатора 3.

Частотно †фазов дискриминатор 5 может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг. 2. Прямые выходы триггеров 24 и 25 являются соответственно первым 21 и вторым 22 информационными выходами дискриминатора 5. Прямой выход триггера 26 является рабочим выходом 23 дискриминатора 5.. Входы 27 и 28 элементов 2И-НЕ 29 и 30 являются соответственно первым и вторым входами дискриминатора 5.

Синхронизируемый вентильный двигатель работает следующим образом.

При включении питания на выходе задающего генератора 7 появляется сигнал с частотой f = f х 2, где

Сг

f — частота стабилизации вентиль г ного двигателя. Счетный триггер 13 делит частоту задающего генератора на два, и на его выходах образуются две последовательности импульсов с частотой f и сдвинутых по фазе отст о носительно друг друга на 180 . Предположим, что синхронизируемый вентильный двигатель находится в режиме разгона, и частота импульсов обратной связи (Е ), поступающих через формирователь 6 импульсов на первый вход дискриминатора 5, ниже частоты

В этом случае на рабочем 23 и первом информационном 21 выходах дискриминатора 5 устанавливается сигнал логической 1, а на втором информационном выходе 22 появляется последовательность импульсов с частотой f« . Пройдя через формирователь 11 импульсов, они воздействуют íà S>—

3 13)75 вход RS-триггера 14, а также через второй элемент ИЛИ 19 на Б-вход RS триггера 15. В результате этого RSтриггеры 14 и 15 устанавливаются в единичное положение, и на второй вход 5 дискриминатора 5 с выхода элемента

2-2И-ИЛИ-НЕ 20 поступает первая последовательность импульсов с частотой, В момент времени, когда частоты 10

f« и f„ сравняются, на втором информационном выходе дискриминатора 5 устанавливается сигнал логического

"О", а на рабочем выходе 23 появляется последовательность импульсов 15 с частотой f„ . Одновременно íà Sвходы RS-триггеров перестают поступать импульсы с формирователя 11, а импульсы, появившиеся на выходе формирователя 12, пройдя через открытый 20 первый элемент 2И вЂ” НЕ 1б и первый элемент 2ИЛИ-НЕ 18, воздействуют íà Rвход Rs-,òðèããåðà 15 и устанавливают его в нулевое состояние, что обеспечивает появление на выходе элемента

2-2И-ИЛИ-НЕ 20 второй последовательности импульсов с частотой f„ и фао зой, опережающей на 180 первую последовательность импульсов. В результате этого на рабочем выходе 23 дис- 30 криминатора 5 формируется сигнал уп— равления с частотой f„ и коэффициентом заполнения т = 0,5. Корректирующий блок выходит из насьпцения в тот момент, когда коэффициент запол- 35 кения импульсов на его входе

= 0,5 + й, где ь — предельное отклонение от 0,5, которое определяет крутизну выходной характеристики корректирующего блока, при этом исклю- 40 чается время, необходимое для сдвига фаз сравниваемых сигналов до получения необходимого коэффициента заполнения импульсов на рабочем выходе дискриминатора 5, и, следовательно, 45 уменьшается перерегулирование и снижается время синхронизации вентильного двигателя.

Предположим, что частота вращения вентильного двигателя вьппе f,, т.е.

50 двигатель находится в режиме торможения. В этом случае на втором информационном и на рабочем 23 выходах дискриминатора 5 устанавливаются сигналы логического "0", а на первом информационном выходе 21 присутствует последовательность импульсов с частотой f . Импульсы, сформирован8! 4 ные формирователем 10 воздействуют на R-входы RS-триггера 14 и через элемент 2 ИЛИ-НЕ 18 Hà R — вход RS-триггера 15, устанавливая их в нулевое состояние, что обеспечивает появление на выходе элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ 20 второй импульсной последовательности.

В момент времени, когда частоты f и f сравняются, на первом информационном выходе 17 дискриминатора 5 устанавливается сигнал логической

"1", а на рабочем выходе 23 появляется последовательность импульсов с частотой f . Одновременно íà Rст входы КЯ-триггеров 14 и 15 перестают поступать импульсы с формирователя 10, а импульсы, появившиеся на выходе формирователя 12, пройдя через открытый второй элемент 2И-НЕ lб и второй элемент 2ИЛИ-НЕ 19, воздействуют íà S-вход RS-триггера 15 и устанавливают его в единичное состояние, что обеспечивает появление на выходе элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ 20 первой последовательности импульсов. В результате этого на рабочем выходе 23 дискриминатора 5 формируется сигнал управления с частотой f и коэффициентом заполнения т = 0,5, что приводит к снижению времени синхронизации вентильного двигателя аналогично предыдущему случаю.

Переходный процесс синхронизированного вентильного электродвигателя при втягивании в синхронизм состоит из первого участка разгона двигателя при полном напряжении питания, от момента первого равенства частот вращения и стабилизации, при котором на рабочеьь выходе дискриминатора 5 появляется сигнал ШИМ управления, до момента выхода из насьпцения корректирующего блока (перерегулирование) и второго участка втягивания двигателя в синхронизм. Необходимо отметить, что величина перерегулирования при прочих равных условиях определяется временем между появлением сигнала IHM управления выходом из насьпцения корректирующего блока. Чем меньше это время, тем меньше величина перерегулирования, а, следовательно, и время переходного процесса при синхронизации.

Синхронизируемый вентильный электродвигатель позволяет исключить первый участок путем искусственного сдвига фаз сравниваемых импульсных

5 з последовательностей на 18O в момент их первого равенства, что обуславливает получение на рабочем выходе частотно-фазового дискриминатора сигнала

IIIHM управления с = 0,5, т.е. сразу перевести двигатель . на участок втягивания в синхронизм и сократить время переходного процесса ° формула изобретения

Синхронизируемый вентильный электродвигатель, содержащий синхронную машину, датчик положения ротора, полупроводниковый коммутатор, к выходу которого подключены фазы синхронной машины, а к первому входу — выход датчика положення ротора, датчик частоты вращения синхронной машины, выход которого подключен к первому входу частотно-фазового дискриминатора через первый формирователь импульс.ов, задающий генератор, второй формирователь импульсов, выход которого подкпючен к второму входу частотно-фазового дискриминатора, корректирующий блок, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени переходного процесса за счет снижения величины перерегулирования, дополнительно введены три формирователя им пульсов, счетный триггер, два RSтриггера, два логических элемента

2И-НЕ, два логических элемента

2ИЛИ-HE и логический элемент 2-2ИИЛИ-НЕ, а частотно-фазовый дискриминатор дополнительно снабжен двумя информационными выходами, первый из

l758I 6 которых подключен через третий формирователь импульсов к R-входу первого

RS-триггера и первому входу первого логического элемента 2ИЛИ-НЕ, а второй информационный выход подключен через четвертый формирователь импульсов к S âõîäó первого RS-триггера и к первому входу второго логического элемента 2ИЛИ-НЕ, выходы nepf0 вого и второго логических элементов

2ИЛИ-НЕ подключены соответственно к R- u S âõîäàì второго RS-триггера, прямой и инверсный выходы первого

RS-триггера подключены соответствен15 но к первым входам первого и второго логических элементов 2И-НЕ, к вторым входам которых подключены через пятый формирователь импульсов рабочий выход частотно-фазового дискримина20 тора и вход корректирующего блока, выходы первого и второго логических элементов 2И-НЕ подключены соответственно к вторым входам первого и второго логических элементов 2ИЛИ-HE

25 прямой и инверсный выходы второго

RS — триггера подключены соответственно к первым входам первой и второй ячеек И логического элемента

2-2И-ИЛИ-НЕ, вторые входы ячеек И ко30 торого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера, вход которого подключен к выходу задающего генератора, выход логического элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ поду5 ключен к входу второго формирователя импульсов, а выход корректирующего блока подключен к второму входу по-, лупроводниковог0 коммутатора.

1317581

Составитель А. Иванов

Редактор Э. Слиган Техред M.Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 2430/5) Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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