Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в исполнительных механизмах различного назначения с цифровым управлением . Цель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты вращения в обоих направлениях. Устройство содержит т-фазную синхронную . машину 1, коммутатор (К) 2, фазовращатель 3, источник синусоидального напряжения 4, делитель 5, за2 0|,/2| W дающий генератор 6, нуль-орган 7, запоминающий узел 8, щиротно-импульсный модулятор (ШИМ) 9, блок управления 10, блок знаков фазных напряжений 11. В устройство введены б.лок управления реверсом (БУР) 12, регистр , памяти 13, делитель частоты 14. БУР 12 состоит из четырех мультиплексоров (М) 15-18о Сигналы с , выходов ШИМ 9 поступают на вход блока управления коммутатором Ю, С помощью М 15-18 осуществляется переменамест знаков фазных напряжений. В зависимости от различных входов К 2 поступают широтно-модулированные сигналы. Соответствующие разные обг мотки синхронной машины, 1 подключаются к положительному, либо отрицательному полюсам источника питания , т.е. импульсы на выходе ме-. няют знак, что позволяет получить у синхронной машины макс, вращающий момент. 2 ил. i (Л го 4 4ib СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 Н 02 P 6/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Щ. "r 11 3 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3671647/24-07 . (22) 01. 12. 83 (46) 15.07.86. Бюл. N - 26 (72) В.И. Коробкин, В. П. Сидоренко, А.С.Михалев и И.M.×óøåíêîâ (53) "62 . 83: 621 . 31 3 . 333 . 072 . 9 (088. 8), (56) Авторское свидетельство СССР

Р 964882, кл, Н 02 К 29/02, 1981

Авторское свидетельство СССР

Ф 1144201, кл. Н 02 P 6/02, 1981.

Фиг.l (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в исполнительных механизмах различного назначения с цифровым управлением. Цель изобретения — расширение динпазона регулирования частоты нрав щения в обоих направлениях. Устройство содержит rn-фазную синхронную . машину 1, коммутатор (К) 2, фазовращатель 3, источник синусоидального напряжения 4, делитель 5, за„„90„„1244779 А1 дающий генератор 6, нуль-орган 7, запоминающий узел 8, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 9, блок управления 10, блок знаков фазных напряжений 11, В устройство введены блок управления реверсом (БУР) 12, регистр.памяти 13, делитель частоты

14. БУР 12 состоит из четырех мультиплексоров (М) 15-18. Сигналы с выходов ШИМ 9 поступают на вход блока управления коммутатором 10, С помощью М 15-18 осуществляется перемена мест знаков фазных напряжений.

В зависимости от различных входов К

2 поступают широтно-модулированные сигналы, Соответствующие разные обмотки синхронной машины, 1 подключаются к положительному, либо отрицательному полюсам источника пита- ния, т.е, импульсы на выходе К 2 ме-. няют знак, что позволяет получить у синхронной машины макс. вращающий момент. 2 ил, 1? 44 779

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в исполнительных механизмах различного назначения с цифровым управлением. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения в обоих направлениях, На фиг. 1 дана структурная схема электропривода, на фиг. 2 временные диаграммы.

Вентильный электропривод содержит в.-фазную синхронную машину 1, обмотки которой подключены к выходам ком-, мутатора 2, фазовращатель 3, соединенный с валом синхронной машины а многофазной обмоткой — с многофазным источником синусоидального напряжения 4, вход которого через делитель 5 соединен с задающим .генератором б,нуль-орган 7, соединенный входом с выходом фазоврашателя 3, постЬянный запоминающий узел 8, выходы которого соединены с >и -фазным широтно-импульсным модулятором (ШИК) 9, выходы которого связаны с блоком управления коммутатором 10, постоянный запоминающий узел 8 содержит блок знаков фазных напряжений 11.

1(роме того, устройство содержит блок управления реверсом 12, регистр памяти 13, управляемый делитель частоты 14, при этом блок управления реверсом 12, состоит из четырех мультиплексоров 15-18, управляющие входы которых соединены между собой, регистр памяти 13 информационными входами подключен к выходам разрядов делителя 5, выходами — к адресным входам постоянного запоминающего узла 8, а входом разрешения записи — к выходу нуль-органа 7, IIIHM 9 содержит m элементов И 19, ИЛИ 20 и nq вычитающих счетчиков 21, выходы разрядов которых связаны с входами элементов ИЛИ, вы— ходы которых являются выходами широтно-импульсного модулятора и связаны с первыми входами элементов И, выходами подключенных к счетным входам вычитающих счетчиков, входы разрешения записи счетчиков связаны с выходом делителя 5, а их устано:вочные входы — с выходами постоянного запоминающего узла. 8, управляемый делитель частоты 14; входом соединенный с, задающим генератором 6, а выходом— с вторыми входами схем И 19 I1IHM 9, блок управления коммутатором 10 со5

l5

55 держит по лна элемента И 22 и одному инвертору 23 на каждую фазу синхронной машины 1, выходы элементов И соединены с входами коммутатора 2, а входы инверторов — с первыми входами первых элементов И 22 для каждой из фаз, выходы их с первыми входами вторых элементов И 22 для этих же фаз, вторые входы пары элементов И первой фазы блска управления коммутатором 10 соединены с выходом первого мультиплексора 15 блока управления реверсом 12, а вход инвертора блока управления ксммутатором 10 этой

>ке фазы соединен с выходом третьего мультиплексора 17, выход второго мультиплексора 16 связан с вторыми входами пары элементов И блока управления коммутатором 10 второй фазы, а вход инвертора блока управления коммугатором 10 этой же фазы — с выходом четвертого мультиплексора 18, вход инвертора блока управления коммутатором 10 третьей фазы соединен с третьим выходом блока знаков фазньгх напряжений 11 постоянного запоминающего узла 8, а вторые входы первого и второго элементов И блока управления коммутатором 10 этой фазы †.с третьим выходом ШИМ 9, первый выход которого соединен с первым входом первого 15 и вторым входом второго 16 мультиплексоров блока управления реверсом 12, второй выход широтно-импульсного модулятора 9 подключен к второму входу первого 15 и первому входу второго 16 мультиплексоров, первый вход третьего 17 и второй вход четвертого 18 мультиплексоров блока управления реверсом

12 связаны с первым выходом блока знаков фазных напряжений !1 постоянного запоминающего узла 8, а с вторым его выходом соединены второй вход третьего 17 и перв1: и вход четвертого 18 мультиплексоров. ь

Вентильный электропривод работает следующим образом.

Делитель 5, представляющий собой

tl,-разрядный двоичный счетчик, делит частоту задающего генератора 6 fp и, в 2 эаз. По выходному сигналу делителя 5 многофазный источник синусоидального напряжения 4 формирует сдвинутые по фазе между собой синусоидальные сигналы частотой fq/2 и поступающие на многофазную обмотку фазовращателя 3, ротор которого сое

1244779 4 динен с валом синхронной машины 1.

Выходной сигнал фазовращателя 3 поступает на нуль-орган 7, с выхода которого идет меандр той же частоты.

По передним фронтам выходных импульсов нуль-органа 7 осуществляется за— пись кода из делителя 5 в регистр памяти 13. Этот код определяется положением ротора синхронной машины

1 и при соответствующей установке k0 фазовращателя 3 задает ориентацию магнитного поля статора синхронной машины 1. Код поступает на адресные входы постоянного запоминающего узла

8, включающего и блок знаков фазных t5 напряжений 11. В узле 8 записаны коды длительностей импульсов М, для ри фаз синхронной машины 1, обеспе— чивающие перпендикулярность магнитного поля статора магнитному полю 20 ее ротора при всех кодах положения, записываемых в регистр памяти 14, а также минимальные пульсации вращающего момента (например, m сдвинутых по фазе на 2%/ синусоидальных 25 функций угла поворота) . В блоке зна— ков 11 узла 8 записаны знаки фазных напряжений в соответствии с ко— дами длительностей импульсов в узле 8. - -разрядные коды длительностей импульсов заносятся в вычитаю— щие счетчики ШИМ 9 с частотой

fo/2 по передним фронтам выходного сигнала делителя 5, который поступает на входы разрешения записи в счетчики. После записи кодов на выходах элементов ИЛИ 19 ШИМ 9 появят— ся логические единицы, означающие начало импульсов с выходов модулятора 9. При этом логические единицы появятся и на первых входах элементов. И 19 модулятора 9, разрешая прохождение импульсов с выхода управляемого делителя частоты 14 на счетные входы вычитающих счетчиков Час 4 тота этих импульсов-равна 7ь/ g где ф — код управляющего воздействия, поступающий на управляемый делитель частоты 14 от внешнего управляющего блока. Поэтому единицы на выходах элементов ИЛИ 20 модулятора„9 будут в течение интервалов .времени

NL /1о 69.

Вид этих импульсов для = 3 показан на фиг. 2R . При обнулении вы- 55 читающих счетчиков прохождение импульсов на их счетные входы прекращается до следующего занесения кодов из узла 8. На фиг. 2б показан вид импульсов с выхОДа управляемого де.лителя частоты 14, причем в момент времени 1О было осуществлено уменьше— ние кода управляющего воздействия

Лу в два раза, а до момента to код был максимален. При этом в два раза уменьшилась глубина модуляции ширîTkkо-модулированньгх импульсов фиг. 2 ь (отрезку временной оси которой соответствует в 2 раз больший временной интервал, чем такому же отрезку на фиг. 2 б ). На фиг. 2 b показаны знаки фазных напряжений с выхода блока знаков 11. Для m =3 сигналы с первого и второго выходов модулятора 9 поступают на входы первого и второго мультиплексоров

15 и 16, которые в зависимости от сигнала на управляющем входе под— ключают к своим выходам первый либо второй входы при данной схеме соединения в зависимости от знака направления вращения з днИимпульсы с первого выхода модулятора 9 будут поступать на выход первого 15 либо второго 16 мультиплексоров, т.е. на входы блока управления коммутатором 10 первой либо второй фазы ,синхронной машины 1. Аналогичным

1 образом с помощью мультиплексо— ров 17 и 18 осуществляется пере— мена мест знаков фазных напряжений первой и второй фаз. Импульсы с третьего выхода модулятора 9 поступают непосредственно на вторые входы пары элементов И 22 блока управления коммутатором 10 третьей фазы, а знак напряжения третьей фазы — на вход инвертора и первый вход первого элемента И 22 блока управления коммутатором 10 третьей фазы. Поэтому широтно-модулированные импульсы будут проходить на выход того элемента И, на первом входе которого бу, дет "1", задаваемая сигналом знака с третьего выхода блока знаков 11 узла 8. Аналогичным образом осу ществляется переключение элементов

И блока управления коммутатором 10 других фаз. В зависимости от того, на какие из 2 т -входов коммутатора

2 поступают широтно-модулированные сигналы, соответствующие фазные обмотки синхронной машины 1 подключаются к положительному, либо отрицательному полюсам источника питания, т.е. импульс на выходе комму124 779 татора 2 меняет знак (фиг. 2 ), что позволяет получить у синхронной машины 1 максимальный вращающий момент

Формула изобретения

Вентильный элек троприв од, содержащий ггг-фазную синхронную машину, обмотки которой подключены к выходам коммутатора, фазовращатель, соединенный с валом синхронной маши— ны, а многофазной обмоткой — с многофазным источником синусоидального напряжения, вход которого через делитель соединен с задающим генератором, нуль-орган, соединенный входом с выходом фазовращателя, постоянный запоминающий узел, выходы ко- 2О торого соединены с m-фазным широтноимпульсным модулятором, выходы которого связаны с блоком управления коммутатором, о т л и ч а ю ш, и и с я тем, что, с целью расширения 25 диапазона регулирования частоты вращения в обоих направлениях, в него введены блок управления реверсом, регистр памяти, управляемый делитель частоты, а в постоянный запоминаю- щ щий узел введен блок знаков фазных напряжений, блок управления реверсом выполнен в виде четырех мультиплексоров, управляющие. входы которых.

coepHHPHbI между собой, регHcTp IIRMH 35 ти информационными входами подключен к выходам разрядов делителя, выходами — к адресным входам посто— янного запоминающего узла, а входом разрешения записи — к выходу нуль- 4О органа, широтно †импульсн модулятор содержит ггг элементов И, ИЛИ и ггг вычитающих счетчиков, выходы разрядов которых связаны с входами элементОВ ИЛИ Выходы KQTopblx ЯВлЯютсЯ 45

1 выходами широтно-иМпульсного модулятора и связаны с первыми входами элементов И, выходами подключенных к: счетным входам вычитающих счетчиков, входы разрешения записи счетчи- О к:ов связаны с выходом делителя, а их установочные входы — с выходами постоянного запоминающего узла, управ—

JIÿåìbIé целитель частоты входом соединен с задающим генератором, а выходом — с вторыми входами п элементов И широтно-импульсного модулятора, блок управления коммутатором содержит по два элемента И и одному инвертору на каждую фазу синхронной машины, выходы элементов И соединеньг с входами коммутатора, а входы ин— верторов — с первыми входами первых элементов И цля каждой из фаз, выходы их — c первыми входами вторых элементов И для этих же фаз, вторые входы пары элементов И первой фазы блока управления коммутатором соеди— нены с выходом первого мультиплексора блока управления реверсом, а вход инвертора блока управления коммутатором этой фазы соединен с выходом третьего мультиплексора, выход второго мультиплексора связан с вторыми входами пары элементов И блока управления коммутатором второй фазы, а вход инвертора блока управления к:оммутатором этой же фазы — с выходом четвертого мультиплексора, вход инвертора блока управления коммутатором третьей фазы соединен с третьим выходом блока знаков фазных напряжений постоянного запоминающего узла, а вторые входы первого и второго элементов И блока управления коммутатором этой фазы — с третьим выходом широтно-импульсного модулятора, первый выход которого соединен с пергзым входом первого и вторым входом второго мультиплексоров блока управления реверсом, второй выход широтно-импульсного модулятора подключен к второму входу пер†ного и первому входу второго мультиплексоров, первый вход третьего и второй вход четвертого мультиплексо1 ров блока управления реверсом связаны с первым выходом блока знаков фазных напряжений постоянного запоминающего узла, а с вторым его выходом соединены второй вход третьего и первый вход четвертого мультиплексоров.

1244779

o °

Фиг. 2

Составитель В.Тарасов

Редактор M.Òoâòèí Техред М.Ходанич Корректор В.Синицкая

Заказ 3926/57 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужг р д, у . р о о л. П оектная, 4