Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем

 

Союз Советских

Социалистических

Реснубяик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИДЕТЕ ЬЬСТВУ ю 997221 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву и 868962 (51)M. К.й(22)Заявлено 15,07.81 (21)3317989/24-07

Н 02 P 7)58 с присоединением заявки М

Гваударствехвьа кеювтат (23) Приоритет вв делам «эюбретеив» н вткрытий (SS) a 6 .316. .721.078 (08&.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 16 .02 .83

П. Д. Руднев. (72) Автор .. изобретения за а (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ

АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕИ

Изрбретение относится к электро. технике и может быть использовано в электроприводах исполнительных механизмов.

По основному авт. св. 11 868962 известно устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее блок управления, й-разрядный двоичный развертывающий счетчик, один вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый статический триггер, один вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выход - с одним входом элемента И, другой вход которого соединен с третьим выходом блока управле" ния., коммутатор, один вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, другой вход — с выходом второго статического триггера, ?О усилитель мощности два входа кото1 рых соединены с двумя выходами коммутатора, а третий вход соединен с входом блока управления и с источе

2 ником опорного переменного напряже" ния, два выхода усилителя-мощности подключены к обмоткам статора асинхронного электродвигателя, пятый выход блока управления соединен со счетным входом ¹разрядного двоичного развертывающего счетчика, й- импульс.", ных выходов которого соединены с й-первыми входами мультиплексора, и вторых входов которого подключены к входным- клеммам дополнительного блока управления, а выход соединен с другим входом первого статического триггера, выход которого соединен с одним иа входов второго статического триггера, другой вход которого соединен с выходом элемента И 1 1).

Недостатком известного устройства является то, что при формировании выходных сигналов устройства суммарная длительность t импульсов, поступающих на третий вход коммутатора, язяеяяется от 0 до .+

g1-(P - 1) )при изменении величины

- Ф 1

3 99 кода управления А в диапазоне от

О до 2"- 1, где N - разрядность .кода А; Т - период опорного напряже. ния, т.е. ток в обмотку управления двухфазного асинхронного двигателя с выходов устройства при максимальном значении кода А поступает только при Т @gE(gn+<) (g "-<> "Д

1 т и rip+(g.y+s)+(2 "-1) "3 ó-4 -("+") 2 > гдеn =О, 1,2,..., СО.

При этом верхняя граница диапазона регулирования мощности, отдаваемой в нагрузку устройствам, меньше максимально допустимого значения мощности управления асинхронного двигателя, чем ограничивается диапазон регулирования вращающегося момента и скорости вращения электродвигателя.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования вращающего момента и скорости вращения электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, дополнительно введены элемент

ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления, второй вход подключен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а

его выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого статического триггера.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит блок 1 управления, первый выход которого соединен с входом установки в "0", развертывающего счетчика 2, вырабатывающего и ортогональных импульсных последовател,ьностей и состоящего из двоичного счетчика на

М счетных триггерах 3 и и формирователей 4 импульсов, Счвтный вход двоичного счетчика, являющийся счетным входом развертывающего счетчика 2, соединен с пятым выходом блока 1 управления, а входы счетных триггеров

3 объединены и подключены к входу развертывающего счетчика 2. Входы формирователей 4 импульсов соеди7221 4 нены с выходами счетных триггеров

3, а их, выходы - с выходами развертывающего счетчика 2 и с и первыми входами мультиплексора 5. Вторые и входов мультиплексора 5, коммутирующего импульсные последовательности, вырабатываемые развертывающим счетчиком 2, соединены с М клеммами

6 входа дополнительного блока управ1в ления. Один вход первого статического триггера 7 соединен с вторым выходом блока 1 управления, а выход с одним из входов первого элемента

8 И, с входом статического триггера

15 9 и соединен с третьим выходом блока 1 управления, другой вход статического триггера подключен к выходу первого элемента 8 И, а выход — к одному из входов коммутатора 10.

2О Другой вход коммутатора l0, формирующего реверс электродвигателя, соединен с клеммой 11, на которой имеется управляющий сигнал А переменного знака, а третий вход - с четвертым

25 выходом блока 1 управления два

У выхода коммутатора 10 подключены к

- . двум входам усилителя 12 мощности.

Третий вход усилителя 12 мощности, обеспечивающего усиление по току и напряжению сигналов управления, по36 ступающих с выходов устройства в обмотки управления электродвигателя, соединен с входом блока 1 управления и клеммой 13 источника опорного напряжения, а два его выхода под35 ключены к выходным клеммам 14 и 15 обмоток статора асинхронного электродвигателя.

Блок 1 управления состоит из генератора 16 тактовых импульсов, выраба-.

4в тывающего тактовые импульсы высокой частоты, выход которого соединен с входом распределителя 17 импульсов, формирующего три последовательности тактовых импульсов, первый выход ко45 торого соединен с синхронизирующими входами первого и второго блоков

18 и 19 синхронизации и вторым выходом блока 1 управления, а второй выход — со счетным входом делителя

5О 20 частоты, третий выход -.с синхронизирующим входом третьего блока 21 синхронизации. Выходы первого и второго блоков 18 и 19 синхронизации подключены к двум входам элемента

55 22 ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока 1 управления и с входом делителя 20 частоты. Выход делителя 20 частоты соединен с

221 6

f с выхода делителя 20 частоты поступает на вход третьего блока 21 синхронизации и через пятый выход блока I управления на счетный вход развертывающего счетчика 2 и один иэ входов второго элемента 25 И. С выхода третьего блока .21 синхронизации через третий выход блока 1 управления на вход рервого элемента 8 И проходят импульсы о частотой „, синхронизированные последовательностью тактовых импульсов.ТИ-3. Триггер 23 Шмитта, вход которого связан с клеммой источника -13 oIlopHol Q HBll ряжения U (t), вырабатывает сигнал фазы опорного напряжения. в виде последовательности импульсов частоты передний и задний фронты которых совпадают с моментом перехода

U (t) через ноль. Импульсы с выхода оп . .триггера 23 Шмитта поступают на вход первого блока I8 синхронизации и пос" ле инверсии на схеме 24 НЕ поступают на вход второго блока I9 синхронизации и на первый вход каммутатара 10. Первый и второй блоки 18 и I9 синхронизации по переднему фронту импульсов, поступающих на их синхронизируемые входы, вырабатывают импульсы, синхронизированные с последовательностью импульсов ТИ-1, поступающие на входы элемента 22 ИЛИ.

С выхода элемента 22 ИЛИ на вход делителя 20 частоты и на вход развертывающего счетчика 2 в момент перехода опорного напряжения U+t) через ноль проходят импульсы с частотой 2Ф „, сийхронизированные. с последовательностью импульсов ТИ-2.

Первый импульс последовательности

ТИ-2, прищедщий с второго выхода распределителя 17 импульсов на счетный вход делителя 20 частоты пере-, водит делитель 20 частоты в "0", а импульс переполнения с его выхода поступает- на один из входов второго элемента 25 И и на счетный вход развертывающего счетчика 2, устанавливая младщий разряд двричнрго счетчика в "1". Импульсы с выхода делителя 20 частоты заполняют дважды за полупериод опорного напряжения

U,(г) рвоичный счетчик развертывающего счетчика 2, вырабатывающего N ортогональных последовательностей импульсов, длительность которых равна длительности импульсов последовательности ТИ-2, а частота следования кратна 2, где r = 1,2...,й.

5 997 пятым выходом блока 1 управления и cI синхронизируемым входом третьего блока 21 синхронизации, выход кото-. рого соединен.с третьим выходом бло-. ка 1 управления. Вход блока 1 управления подключен к входу триггера

23 Шмитта, выход которого соединен с синхронизируемым входом первого блока 18 синхронизации и через схему

24 HE - c синхронизируемым входом tO второго блока 19 синхронизации и четвертым выходом блока I управления, Устройство также содержит элемент

25 И, один вход которого соединен с пятым выходом блока 1 управления, И другой вход подключен к клемме 6 . дополнительного блока управления, а выход соединен с одним входом эле.мента 26 ИЛИ,. другой вход которого соединен с выходом мультиплексора 5, 20 а вйход — с входом статического триггера 7.

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 17 импульсов форми- 25 рует из последовательности тактовых импульсов высокой частоты, вырабатываемых генератором 16 тактовых имI.— —,пульсов, три последовательности тактовых импульсов ТИ-1, ТИ-2 и ТИ-3 с © частотами f =Ä f %,.Последовательность импул™ьс0в (ТИ-1), поступающая с первого выхода распределителя 17 импульсов на один из входов первого статического. триггера 7, устанавливает на его выходе "1". Открывается первый элемент 8 И, а второй статический триггер 9 остается в прежнем положении.

Кроме того, последовательность импульсов (ТИ-1) поступает на синхронизирующие входы первого,и второго блоков 18 и 19 синхронизации, а последовательность импульсов (ТИ-3) с третьего выхода распределителя 17

43 импульсов поступает на сйнхранизирующий вход третьего блока 21 синхронизации. Последовательность импульсов (ТИ-2) с второго выхода распределителя 17 импульсов поступает на счетный вход двоичного делителя 20 частоты, который вырабатыва- ет последовательность счетннх ими+ 1 пульсов с частотой f =(2 -1) f Ä.- . 4

Длительность импульсов последовательности счетных импульсов равна длительности импульсов последовательности импульсов (ТИ-2). Последовательность счетных импульсов частоты

99722

Ортогональные последовател ьности импульсов в развертывающем счетчике

2 импульсов формируются форми роват елями 4 импульсов в момент изменения состояния и счетных триггеров 3 с

"0" в "1" и поступают через импульсные выходы развертывающего счетчика 2 íà N первых входов мультиплексора 5.

Иладший разряд кода числа управ- щ ляющего сигнала A управляет подключением на выход мультиплексора 5 последовательности импульсов, формируемой формирователем 4 импульсов. Импульсы с выхода мультиплекоора 5 пос- 15 тупают на один из входов элемента

26 ИЛИ, на второй вход которого с выхода второго элемента 25 И, при наличии "1" на клемме 6 дополнительного блока управления, поступают счетные импульсы. Импульсы с выхода элемента 26 ИЛИ поступают на вход первого ститического триггера 7, устанавливая на его выходе "0". При этом второй статический триггер 9 перебра- р5 сывается в "1", т.е. на третий вход коммутатора 10 поступает "1" и запирается первый элемент 8 И, запрещая прохождение на вход второго статиче ского триггера 9 импульса, поступающего с выхода третьего блока 21 синхронизации. С приходом на вход первого статического триггера 7 ближайшего импульса последовательности ТИ-1 последний перебрасывается в "1", открывая первый элемент 8 И. При отсут35 ствии импульса,с выхода элемента

26 ИЛИ импульс с выхода третьего блока 21 синхронизации пройдет через первый элемент 8 И и перебросит второ рой статический триггер 9, в "0", при .этом на третий вход коммутатора 10 поступит "0". Таким образом, на третий вход коммутатора 10 поступают импульсы, количество, расположение и45 длительность которых на полупериоде опорного напряжения 0 ц(й) зависит от величины кода числа управляющего сигнала А. Коммутатор 10, формирующий реверс двигателя на двух своих выходах, использует сигналы, поступающие:.

50 на первый его вход - с четвертого выхода блока l . управления сигнал фазы опорного напряжения О t), на второй вход - с клеммы 11-знака уп1 8 равляющего сигнала А и на третий вход - с выхода второго статического триггера 9. Первый и второй выходы коммутатора 10 связаны со входами логическими зависимостями вида

g()=2 (x у+х-у) и g z (х 7+ х у) где и с(- сигналы на первом и втором выходах коммутатора 10; х, у и z - сигналы на первом, втором и третьем входах коммутатора 10. .Сигналы с первого и второго выходов коммутатора 10 усиливаются с помощью усилителя 12 мощности по току и напряжению до величины, необходимой по условиям работы электродвигате-ля, и выводятся на выходные клеммы

14 и 15.

Таким образом, при максимальном коде управления А = 2 ток в обмотки управления двухфазного асинхрон= ного электродвигателя будет поступать при h-- < м(п+1) ---, при этом т т вел ичи на напряжения упра вления увеличивается, а работа электродвигателя производится с повышенным вращающим моментом и максимальной скоростью вращения.

Формула изобретения

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем по авт. св. Ф 868962, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования вращающего, момента и скорости вращения в него дополнительно введены элемент ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления второй вход

D подключен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а его выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой .вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соеди нен со входом первого статического триггера °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 868962 по заявке Р 2874801/07, кл. Н 02 P 7/58. 1980.