Устройство для управления многофазным электродвигателем

 

- Оесмеънаа чч ". -нт но-т х „ н

- % . йй о те н.т М Е. Ф

{}1) 5)9834

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополш|тельпое к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.03.73 (21) 1889350/07 (51) М. Кл Н 02Р 7/00 с присоединением заявки № 1889351/07

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 19.07.76 (53) УДК 62-83-52(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. A. Ивоботенко, Н. Ф. Ильинский, С. С. Кожин, Г. А. Мелкумов, В. Н. Попов, В. Г. Прытков, Ю. А. Соколов и М. Г. Чиликин (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ

ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ ЕМ

Изобрстение относится к области электротехники, в частности к электроприводам с повышенной стабильностью мгновенной скорости и равномерностью перемещений исполнительного механизма.

Известны устройства для управления многофазным электродвигателем, у которых сколь угодно низкая скорость двигателя достигается путем подачи на два входа его коммутатора различных управляющих частот, формируемых двумя делителями частоты тактовых импульсов.

Недостаток известных устройств состоит в том, что мгновенная скорость на выходном валу двигателя пульсирует с периодом биения частот на входах коммутатора. Это объясняется тем, что при линейных изменениях токов в фазах двигателя величина его вращающего момента не остается постоянной. При этом равным приращениям токов в фазах соответствуют неравные перемещения исполнительного механизма.

Кроме того, при совпадении фазы импульсов, поступающих на различные входы коммутатора, возникает неопределенность его состояния, приводящая к потере входной информации, и дополнительному нарушению плавности движения исполнительного механизма.

Цель изобретения — улучшение равномерности движения исполнительного механизма.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен блок ограничения макси5 мальной длительности включенных состояний фаз двигателя, состоящий из схемы совпадения, соединяющей выходы распределителя импульсов с входами усилителей мощности коммутатора, и двух триггеров, каждый из

10 которых одним входом соединен через логический элемент «И» с триггерами делителя, другим входом — с выходом этого же делителя, а выходы триггеров соединены с входами схемы совпадения, 15 Кроме того, входы делителей подключены к выходам генератора тактовых импульсов, обеспечивающим взаимный фазовый сдвиг импульсов на половину периода тактовой частоты.

20 На фиг. 1 показана блок-схема устройства для управления многофазным электродвигателем; на фиг. 2 — диаграмма токов в фазах двигателя за период биения входных частот коммутатора.

25 Устройство для управления многофазным электродвигателем состоит из генератора 1 тактовых импульсов, двух делителей 2 и 3, представляющих собой счетчик с различной информационной емкостью, коммутатора фаз

30 двигателя, включающего в себя распредели5

3 тель 4 импульсов и усилитель мощности 5, и блока ограничения максимальной длительности включенных состояний фаз двигателя, состоящего из двух триггеров 6 и 7, двух логических схем «И» 8 и 9 для выделения некоторого наперед заданного состояния счетчиков

2 и 3 и схемы совпадения 10, предназначенной для запрста или разрешения управления состояниями ключей усилителя мощности 5 от

его распределителя 4.

Генератор 1 через делители 2 и 3 связан с входами распределителя 4 импульсов. Триггеры 6 и 7 управляются по раздельным входам, при этом один из выходов триггера 6 соединен с выходом счетчика 2, а другой вход — с выходом логического элемента 8. Входы элемента 8 поразрядно соединены с выходами триггеров счетчика 2. Выход триггера 6 соединен с входом схемы совпадения 10, введенной между выходами распределителя 4 импульсов и входами усилителя мощности 5.

Триггер 7 аналогичным образом соединен с блоками 3, 9 и 10.

К выходам усилителя мощности подключаются обмотки управления электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии счетчики 2 и 3 не заполнены, а триггеры 6 и 7 имеют состояние «О». Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы, поступающие на входы счетчиков

2 и 3. При записи в счетчик 2 или 3 числа импульсов, заданных подключенным к нему логическим элементом «И», на выходе этого элемента возникает импульс, переключающий соответствующий триггер в состояние «1». В исходное состояние «О» триггер возвращается выходным импульсом своего делителя, который возникает при полном заполнении счетчика и сбросе его в исходное состояние. При наличии «1» на выходах триггеров 6 и 7 схема совпадения 10 вырабатывает потенциал, блокирующий входы усилителей мощности 5 коммутатора, выходные ключи которого запираются независимо от состояния распределителя 4 импульсов.

Аналогично усилитель мощности 5 управляется от схемы совпадения 10, если ее входы подключены к выходам триггеров 6 и 7, имеющих в исходном состоянии потенциал

«1». В этом случае схема совпадения 10 разрешает потенциальную связь между распределителем 4 импульсов и усилителем мощности 5 при наличии «1» на выходе любого из триггеров 6 и 7.

Для простоты рассуждений принимаем, что схема совпадения 10 соединена с выходами триггеров, имеющими в исходном состоянии потенциал «О». За первый период заполнения счетчиков 2 и 3 разность фаз между выходными импульсами блоков 8 и 9 минимальна, а триггеры 6 и 7 имеют одновременно состояние «1» наибольшую часть периода. На этой части периода двигатель обесточен. Токи в фазах двигателя восстанавливаются очередным выходным импульсом любого делителя.

19834 б0

5

З0

4

Так как счетчики 2 и 3 имеют различные коэффициенты дсления, на каждом последующем периоде их заполнения указанная выше разность фаз возрастает, а время обесточенного состояния двигателя убывает.

При дальнейшем увеличении разности фаз триггеры 6 и 7 не будут иметь одновременно состояния «1». Схема совпадения 10 не работает, а токи в фазах двигателя изменяются пропорционально фазовым сдвигам между выходными импульсами делителей 2 и 3.

На второй половине периода биения частот импульсы с выходов схем 8 и 9 вновь сближаются, и блок 10 включается. Закон изменения длительностей обесточенных состояний двигателя на второй половине периода биений выходных частот делителей симметричен относительно первой половины. Таким. образом, если временной интервал между любыми смежными импульсами на входах коммутатора превысит заданную часть их периода, фазы двигателя обесточиваются, За счет подключения входов делителей 2 и 3 к разным выходам генератора 1, обеспечивающим взаимный фазовый сдвиг импульсов на половину периода тактовой частоты, исключается возможность совпадения фаз импульсов и дополнительно повышается плавность движения исполнительного механизма.

Диаграммы изменения мгновенных токов в фазах при работе устройства делются на примере двухфазного синхронного двигателя. На фиг. 3 изображены функции времени импульса на входах коммутатора и тока в фазах. За период биения частот взаимная фаза импульсов изменяется от 0 до 2. Период смены состояний фаз определен периодами заполнения счетчиков. Время включенных состояний фаз обозначено незаштрихованными частями прямоугольников. При отсутствии блока ограничения токи изменялись бы по линейному закону в соответствии с полными площадями прямоугольников.

Заштрихованные площади прямоугольников соответствуют частям периода, когда двигатель обесточивается по команде блока ограничения.

Устройство работоспособно и при питании двигателя от источника тока. В этом случае оно может быть дополнено ключом, подсо- единенным параллельно выходным клеммам источника и управляемым триггерами 6, 7 для замыкания выходных клемм источника тока во время обесточенного состояния фаз двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для управления многофазным электродвигателем, содержащее коммутатор с дву.мя входами, управляемый через два делителя генератором тактовых импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения равномерности движения исполнительного

519834

Фиг. 1

22L о2иг. 2

Составитель В. Самохин

Техред Е. Подурушина

Корректор Н. Аук

Редактор T. Торопова

Заказ 1513/17 Изд. № 1431 Тираж 882

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 механизма, в устройство введен блок ограничения максимальной длительности включенных состояний фаз двигателя, состоящий из схемы совпадения, соединяющей выходы распределителя импульсов с входами усилителей мощности коммутатора, и двух триггеров, ка.кдый из которых одним входом соединен чер 3 логический элемент «И» с триггерами делителя, другим входом — с выходом этого хке делителя, а выходы триггеров соединены с входами схемы совпадения.

2. Устройство по п. 1, отлич ающеес я

5 тем, что входы делителей подключены к выходам генератора тактовых импульсов, обеспечивающим взаимный фазовый сдвиг импульсов на половину пепиода тактовой частоты.