Линейный электропривод возвратно-поступательного движения

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению возвратно-поступательным движением линейных электродвигателей, в частности линейных мотор-подшипников. Цель - повышение точности позиционирования путем увеличения количества импульсов, соответствующих одному периоду трехфазной сети. Электропривод содержит трехфазный линейный электродвигатель с массивным реактивным подвижным элементом, силовые ключи прямого и обратного перемещений, управляющий Д - триггер, кодовый задатчик длины перемещения, двоичный вычитающий счетчик с выходным дешифратором нулевого состояния, одновибратор 10, двухвходовую логическую схему ИЛИ 11, элемент начальной установки с датчиком начального положения, трехфазный детектор пересечений нуля, трехфазный двухполупериодный детектор максимум напряжения, дополнительную двухвходовую логическую схему ИЛИ и зажимы для подключения фаз сети АВС. Данное устройство обеспечивает управление возвратно-поступательным движением линейного электропривода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (si)s Н 02 P 7/62

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4338800/24-07 (22) 08.12.87 ,(46) 07 10.90. Бюл, N 37 (71) Винницкий электротехнический завод (72) В.М. Сокол и А.Г. Шнайдер (53) 621.313.282(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1358741, кл. Н 02 P 7/62, 1986. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЗЛЕКТРОПРИВОД В03ВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению возвратно-поступательным движением линейных электродвигателей, в частности, линейных мотор-подшипников. Цель — повышение

1598098

20

30

40 точности позиционирования путем увеличеня количества импульсов, соответствующих одному периоду трехфазной сети. Электропривод содержит трехфазный линейный электродвигатель 1 с массивным реактивным подвижным элементом, силовые ключи прямого и обратного перемещений, управляющий D-триггер, кодовый эадатчик длины перемещения, двоичный вычитающий счетчик 9 с выходным дешифратором нулевого состояния, одновибратор, Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению возвратно-поступательным движением линейных электродвигателей, в частности линейных мотор-подшипников.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования линейного электроп ривода возвратно-поступател ьного движения путем увеличения количества импульсов, соответствующих одному периоду трехфаэной сети, На фиг. 1 представлена схема линейного электропривода возвратно-поступательного движения; на фиг. 2 — временные диаграммы трехфазного детектора пересечений нуля и трехфазного двухполупериодного детектора максимумов напряжения.

Электропривод содержит трехфазный линейный электродвигатель 1 с массивным реактивным подвижным элементом 2, силовые ключи прямого 3 и 4 и обратного 5 и 6 перемещений, управляющий D-триггер 7, кодовый задатчик 8 длины перемещения, двоичный вычитающий счетчик 9 с выходным дешифратором нулевого состояния, одновибратор 10, двухвходовую логическую схему ИЛИ 11, элемент 12 начальной установки с датчиком 13 начального положения, трехфазный детектор 14 пересечений нуля, трехфазный двухполупериодный детектор

15 максимумов напряжения, дополнительную двухвходовую логическую схему ИЛИ

16 и зажимы фаз сети АВС. K прямому 17 и инверсному 18 выходам 0-триггера 7 подключены управляющие входы силовых ключей 3-6, включенные между трехфазным линейным электродвигателем 1 и зажимами фаз сети ABC. Информационные входы 19 двоичного вычитающего счетчика 9 соединены с соответствующими разрядными выходами кодового задатчика 8 длины перемещения. Выход 20 дешифратора нулевого состояния двоичного вычитающего счетчика 9 соединен с входом одновибратодвухвходовую логическую схему ИЛИ

11, элемент начальной установки с датчиком начального положения, трехфазный детектор пересечений нуля, трехфазн ы и двух пол упериодн ый детектор максимумов напряжения, дополнительную двухвходовую логическую схему ИЛИ и зажимы для подключения фаз сети АВС.

Данное устройство обеспечивает управление возвратно-поступательным движением линейного электропривода. 2 ил. ра 10, выход 21 которого соединен с тактовым С-входом D-триггера 7 и первым входом схемы ИЛИ 11, выходом 22 соединяют с входом разрешения записи счетчика 9.

Первый 23 выход элемента начальной установки 12 соединен с установочным R-входом 0-триггера 7. Второй выход 24 элемента

12 начальной установки соединен с установочным R-входом счетчика 9, а третий выход

25 — с установочным S-входом R-триггера 7 и вторым входом двухвходоьой логической схемы ИЛИ 11. Выход 26 схемы ИЛИ 16 подключен к счетному С-входу счетчика 9, а входы 27 и 28 подключены к выходам детектора 14 пересечения нуля и механизмов 15 напряжения, входы 29 — 41 которых соединены с зажимами фаз сети АВС.

Трехфазный детектор 14 пересечений нуля содержит первый транзисторный оптрон 42, диодный излучатель которого включен в диагональ моста, построенного на диодах 43-46 и через первый резистор 47 подключенного к фазам А и В трехфазной сети, второй транзисторный оптрон 48, диодный излучатель которого включен в диагональ моста, построенного на диодах

49 — 52 и через второй резистор 53 подключенного к фазам В и С трехфазной сети, и третий транзисторный оптрон 54, диодный излучатель которого включен в диагональ моста, построенного на диодах 55 — 58 и через резистор 59 подключенного к фазам А и

С трехфазной сети. Фототранзистор перво35 го оптрона 42 коллектором, являющимся выходом трехфазного детектора пересечений нуля, через резистор 60 подключен к первому выводу (+Е) дополнительного источника питания, а эмиттером соединен с коллектором фототранзистора второго оптрона 48, эмиттером соединенного с коллектором фототранзистора третьего оптрона 54, эмиттер которого соединен с вторым выводом дополнительного источника питания.

1598098

Трехфазный двухполупериодный детектор 15 максимумов напряжения, содержит четвертый транзисторный оптрон 61, диодный излучатель которого анодом через резистор 62 соединен с обьединенными в общую точку катодами диодов 63-65, анодами подключенных к фазам А, В, С сети, а катодом подключен к искусственной нулевой точке, образованной резисторами 66—

68, пятый транзисторный оптрон 69, диодный излучатель которого анодом подключен к искусственной нулевой точке, а катодом через резистор 70 соединен с обьединенными в общую точку анодами диодов

71 — 73, катоды которых подключены к фазам

А, В, С сети, причем коллекторы фототранзисторов четвертого 61 и пятого 69 оптронов соединены между собой и подключены к первому выводу (+Е) дополнительного источника питания, а их эмиттеры, обьединенные в общую точку, являющуюся выходом детектора 15 максимумов напряжения, через резистор 74 соединены с вторым выводом дополнительного источника питания.

Блок 12 начальной установки содержит формирователь 75 импульса включения с прямым выходом, являющимся первым выходом 23 блока 12 и инверсным выходом, соединенным с входом второго одновибратора 76, третью двухвходовую логическую схему ИЛИ 77, выход которой является вторым выходом 24 блока 12, а первый вход соединен с прямым выходом формирователя 75, датчик 13 начального положения подвижной реактивной части линейного электродвигателя с импульсным выходом

78, соединенным с вторым выходом третьей двухвходовой логической схемы ИЛИ 77, и потенциальным выходом 79, соединенным с первым входом двухвходовой логической схемы И 80, второй вход которого соединен с выходом второго одновибратора 76, а выход является третьим выходом 25 блока 12.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питания подвижный реактивный элемент может занимать произвольное положение относительно неподвижного индуктора. Формирователь

75 (фиг, 1) при включении питания вырабатывает на своем прямом выходе импульс положительной полярности, поступающий через выход 23 блока начальной установки

12 на R-вход 0-триггера 7 и устанавливающий его в нулевое состояние, При этом на инверсном выходе D-триггера 7 появляется уровень логической "1", включающий силовые ключи 5 и 6, обеспечивающие движение магнитной волны и реактивного подвижно5

35 68 и резисторы 62 и 70 нагрузки выбраны

55 го элемента в сторону датчика 13 начального положения (обратное перемещение).

При наличии напряжения между фазами

А, В, С трехфазной сети к диодным излучателям оптронов 42, 48 и 54, включенным в диагонали соответствующих диодных мостов, приложено напряжение, удерживающее их в излучающем состоянии. При этом фототранзисторы оптронов 42, 68 и 54 насыщены и на выходе трехфазного детектора пересечения нуля (на коллекторе фототранзистора оптрона 42) находится нулевсй потенциал; При переходе напряжения между какими-либо двумя фазами через ноль становится нулевым падение напряжения на соответствующем диодном излучателе оптрона (42, 48 и 54), прекращается его излучение и запирается соответствующий фототранзистор оптрона, что приводит к появлению уровня высокого напряжения на коллекторе фототранзистора оптрона 42 и на выходе трехфазного детектора 14 пересечения нуля. На протяжении одного периода трехфазной сети каждое фазное напряжение переходит через ноль дважды, вследствие чего на выходе трехфазного детектора 14 за один период трехфазной сети появляется 6 импульсов, причем каждый последующий импульс сдвинут по фазе относительно предыдущего на 60 (фиг. 2б).

B схеме трехфазного двухполупериодного детектора 15 максимумов амплитудных значений напряжения, образующие искусственную нулевую точку, резисторы 66, 67 и так, что падение напряжения на диодных излучателях оптоонов 61 и 69 превышает пороговое значение зажигания только при максимальных значениях фазных напряжений. При этом диодный излучатель оптрона

61.излучает при максимумах амплитудных значений напряжения положительных полуволн каждой из трех фаз, а диодный излучатель оптрона 69 — при максимумах амплитудных значений отрицательных полуволн каждой из трех фаз. При неизлучающем состоянии диодных излучателей оптронов 61 и 69 соответствующие им фототранзисторы оптронов заперты, на их эмиттерах (и на выходе детектора 15) находится нулевой уровень напряжения (уровень логического "0"). При излучении одного из диодных излучателей оптронов 61 и 69 соответствующий фототранзистор насы щается, на его эмиттере (и на выходе детектора

15) появляется уровень высокого напряжения. Поскольку на протяжении одного периода трехфазной сети каждое фазное напряжение имеет один максимум амплитудногс значения положительной полувол1598098 н ы и один максимум амплитудного значения отрицательной полуволны, на выходе детектора 15 за один период трехфазной сети появляется 6 импульсов положительной полярности, причем каждый последующий сдвинут по фазе относительно предыдущего на 60О, а вся серия импульсов сдвинута по фазе относительно серии выходных импульсов детектора 14 на 30 (фиг. 2в), Выходные импульсы детекторов 14 и 15 поступают на входы двухвходовой логической схемы ИЛИ 16, с выхода которой на счетный С-вход двоичного вычитающего счетчика 9 за один период трехфазной сети поступает 12 импульсов, причем каждый последующий сдвинут по фазе на 30 относительно предыдущего (фиг. 2г). Счетчик 9, установленный в нулевое состояние по своему R-входу элементам 75 начального нулевого сброса через логическую схему ИЛИ

77, при движении реактивного элемента линейного двигателя отсчитывает определенное количество импульсов, но через нулевое состояние не переходит, так как емкость счетчика соответствует максимальной длине перемещения, При достижении реактивным элементом датчика 13 начального положения последний вырабатывает на своем импульсном выходе 78 импульс положительной полярности, через логическую схему ИЛИ 77 воздействующий íà R-вход счетчика 9 и устанавливающий его в нулевое состояние, что вызывает появление уровня логической "1" на выходе 20 дешифратора нулевого состояния и запуск первого одновибратора 10, выходной импульс которого, поступая через логическую схему ИЛИ 11 на вход RE разрешения записи информации счетчика 9, обеспечивает запись по информационным 0-входам в счетчик 9 двоичного числа, соответствующего запрограммированному задатчиком 8 количеству импульсов, определяющих заданную длину перемещения реактивного элемента. Одновременно импульс одновибратора 10, воздействуя на тактовый С-вход D-триггера 7, переводит его в единичное состояние, что приводит к отключению силовых ключей 5 и

6 и включению силовых ключей 3 и 4, вызывающих движение реактивного элемента в сторону удаления от датчика 13 (прямое перемещение). Отсчитав заданное количество импульсов, соответствующее записанному в счетчик двоичному числу. и заданной длине прямого перемещения, вычитающий двоичный счетчик 9 устанавливается в нулевое состояние, на выходе одновибратора 10 появляется импульс, меняющий состояние 0триггера 7 записывающий в счетчик 9 новую информацию, формируемую задатчиком 8, 10

20

30 единен с входом адновибратара, выход которого соединен с тактовым С-входом ненный первым выходом с установочным

40 R-входом управляющего 0-триггера, вто45

Изобретение обеспечивает управление возвратно-поступательным движением линейного электропривода и, в частности, линейного мотор-подшипника, регулирование длины перемещения подвижного реактивного элемента в процессе работы и высокую точность позиционирования линейного электрапривода.

Формула изобретения

Линейный электропривод возвратнопоступательного движения, содержащий трехфазный линейный электродвигатель с массивным реактивным подвижным элементам, силовые ключи прямого и обратного перемещений, включенные между трехфазным линейным электродвигателем и зажимами для подключения фаз сети, управляющий D-триггер, к прямому и инверсному выходам которого подключены управляющие входы силовых ключей прямого и обратного перемещений соответственно, кодовый задатчик длины перемещения, двоичный вычитающий счетчик с выходным дешифратором нулевого состояния, информационные D-входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами кодового задатчика длины перемещения, а выход дешифратора нулевого состояния сруправляющего D-триггера и первым входом двухвходавой логической схемы ИЛИ, выходом соединенной с входом разрешения записи информации двоичного вычитающего счетчика, элемент начальной установки, содержащий датчик начального положения реактивного подвижного элемента и соедирым выходом — с установочным R-.âõîäîì двоичного вычитающего счетчика, а третьим выходом — с установочным S-входом управляющего D-триггера и вторым входом двухвходовой логической схемы ИЛИ, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования путем увеличения количества импульсов, соответствующих одному периоду трехфазной сети, в него введены трехфазный детектор пересечений нуля, трехфазный двухполупериодный детектор максимумов напряжения и дополнительная двухвхадовая логическая схема ИЛИ, выход которой подключен к счетному С-входу двоичного вычитающега счетчика, а входы подключены соответственно к выходам детекторов пересечений нуля и максимумов напряжения, входы которых соединены с зажимами для подключения фаз сети.

1598098 (3бО) (72 a) Ф г 2

Составитель В.Смирнов

Редактор Н,Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Заказ 3067 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

«Е а ьт

Т (а о )