Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реверсивного управления асинхронными двигателями в системах прямого цифрового управления . Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функцио-i нальных возможностей. Электропривод содержит двухфазный асинхронный электродвигатель 1 с обмотками 2, 3, -фазосдвигающий конденсатор, и два диодных моста 5, 6, оптотиристоры 7, 8 и блок 9 управления. ЯЬследний состоит из трех логических элементов 2И 18-20, логических элементов 3 ИЛИ 21 и НЕ 17, Исключающее 2 ИЛИ 22 и одновибратора 23. Четьфе входа блока 9 управления служат для подачи кодовой комбинации сигнала управления, пятый - для синхронизирующего сигнала. Электропривод обеспечивает три режима движения в каждом из направлений Вперед, Реверс, Шаг режим стоп и позиционирование в заданном положении. 6 ил., 1 табл. § (Л с гл з: : 4 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU(ii) А1 (50 4 Н 02 Р 5/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Й АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3931556/24-07 (22) 22.07.85 (46) 30.12.87. Бюл. У, 48 (71) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей и Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) M.Î. Ильин, В.А. Колосков, Ф.Ф. Котченко и А.Д. Ланцман (53) 621.323.317(088.8) (56) Верман Н. и др. Реверсивный привод. Радио, 1979, N - 11, с. 97.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1117804, кл. Н 02 Р 5/36, 1983. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реверсивного управления асинхронными двигателями в системах прямого цифрового управления. Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение функцио нальных возможностей. Электропривод содержит двухфазный асинхронный электродвигатель 1 с обмотками 2, 3, фазосдвигающий конденсатор, и два диодных моста 5, 6, оптотиристоры 7, 8 и блок 9 управления. Последний состоит из трех логических элементов 2И

18-20, логических элементов 3 ИЛИ 21 и НЕ 17. Исключающее 2 ИЛИ 22 и одновибратора 23. Четыре входа блока 9 управления служат для подачи кодовой комбинации сигнала управления, пятый — для синхронизирующего сигнала.

Электропривод обеспечивает три режима движения в каждом из направлений

"Вперед", "Реверс", "Шаг" режим

"СТОП" и позиционирование в заданном положении. 6 ил., 1 табл.

136

1 .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реверсивного управления асинхронным двигателями в системах прямого цифрового управления.

Цель изобретения — повьш ение быстродействия и расширение функциональных возможностей.

На фиг; 1 представлена схема электропривода; на фиг. 2 — временная диаграмма синхронизирующего сигнала; на фиг. 3 — диаграмма работы электропривода при положительной расстройке; на фиг. 4 — то же, при отрицательной расстройке; на фиг. 5 — диаграмма работы электропривода при положительной расстройке; на фиг. 6 †. то же, при отрицательной расстройке.

Электропривод переменного тока содержит двухфазный асинхронный электродвигатель 1 с обмоткой 2 управления и обмоткой 3 возбуждения, фазосдвигающий конденсатор 4, два диодных моста 5 и 6, два оптотиристора

7 и 8, блок 9 управления с пятью входами 10-14 и двумя выходами 15 и

16, одни выводы обмоток 2 и 3 двухфазного асинхронного электродвигателя 1 объединены и предназначены для подключения одного провода питающей сети, между двумя другими выводами обмоток 2 и 3 включен фазосдвигающий конденсатор 4, одни выводы переменного тока первого и второго диодных мостов 5 и 6 подключены к разным вы" водам фазосдвигающего конденсатора 4, другие выводы переменного тока диодных мостов объединены и предназначены для подключения другого провода питающей сети, выходы диодных мостов 5 и 6 зашунтированы оптотиристорами 7 и 8, аноды светодиодов которых подключены к соответствующим выходам 15 и 16 блока 9,управления, катоды светодиодов оптотиристоров 7 и

8 заземлены, блок управления составлен из логического элемента НЕ 17, трех логических элементов 2И 18-20, логического элемента 3 ИЛИ 21, логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ 22 одновибратора 23, первый вход логического элемента 3 ИЛИ 21 и два входа первого логического элемента 2 И

18 образуют три первых входа 10-12 блока 9 управления, вход одновибратора 23 и один вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ 22 образует соответственно четвертый и пятый

3412 2 входы 13 и 14 блока 9 управления, второй и третий входы логического элемента 3 ИЛИ 21 подключены соответственно к выходу первого логического элемента 2И 18 и ко входу одновибратора 23, выход которого подключен к другому входу логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ 22, выход которого

10 подключен ко входу логического элемента НЕ 17 и к одному входу второго логического элемента 2И 19 другой выход которого подключен к выходу логического элемента 3 ИЛИ 21 и к одноl5 му входу третьего логического элемента 2И 20, другой вход которого подключен к выходу логического элемента

НЕ 17, выходы второго и третьего логических элементов 2И 19 и 20 образу20 ют соответственно первый и второй выходы 15 и 16 блока 9 управления, третий вход 14 которого предназначен для подключения источника синхронизирующего сигнала.

25 В таблице указано соответствие кодовых комбинаций логических сигналов на управляющих входах 10, 11, 13, 14 блока 9 управления режимами работы

t электропривода.

30 На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

hT — период синхронизирующего сигнала; Т вЂ” длительность импульса синхроW

35 низирующего сигнала;

6Т - длительность режима реверса

"ПР", ЛР" (длительность импульса одновибратора);

t — - текущее время;

4р h,К вЂ” величина кодовой, разности между положением позиционирования и текущим положением рабочего органа электропривода;

45 ЬК - величина кодовой разности, изменяются на "ПР", "ЛР"; ьКы — величина кодовой разности, при которой режимы "ПР", "ЛР" изменяются на "ПШ", lt tt Устройство работает следующим образом.

На вход блока 9 управления подается синхронизирующий сигнал, представляющий последовательность прямо,угольных импульсов длительности йТ и периодом следования дТ (фиг. 2). з 13

Величина лТ„ выбирается такой, чтобы при подаче напряжения на обмотку 2 на время ьТ„ перемещение рабочего органа электропривода, например, выходногб вала двигателя 1 не превышало одного дискрета датчика положения (на фиг . 1 не показан) . Величина кТ должна быть достаточной, чтобы погасить инерцию движения электропривода, приобретенную за время ЬТш вплоть до полной остановки рабочего органа. Желательно, чтобы для перемещения рабочего органа на один дискрет датчика положения требовалось прохождение

2-5 периодов синхронизирующего сигнала. В режимах "ВШ", "ЛШ" двигатель

1 работает в "шаговом" режиме, обеспечивая перемещение рабочего органа за каждый период синхросигнала на величину, меньшую единичной кодовой разности.

Одновибратор 23 запускается передним фронтом сигнала на управляющем входе 13 блока 9 управления (при переходе из "0" в "1") и вырабатывает положительный импульс длительностью ЬТ

Ъ

Возможны следующие режимы работы электропривода.

Режим Стоп".

При подаче на управляющие входы

10, 11, 13, 14 кодовых комбинаций

0000 или 0001 выходные сигналы блока 9 управления равны нулю, оптотиристоры 7 и 8 закрыты, диагонали мостов 5 и 6 разомкнуты и обмотки

2 и 3 двигателя 1 обесточены.

Режим "П" (вращение в условном направлении "вправо" с максимальной скоростью).

При подаче на управляющие входы

10, 11, 13, 14 кодовой комбинации

1001 имеем U =1, Ut =О, оптотиристор 7 открыт, оптотиристор 8 закрыт, диагональ моста 5 замкнута, а моста

6 разомкнута, при этом на обмотки

2 и 3 подано напряжение, фазировка которого соответствует вращению. ротора двигателя 1 в условном направлении "вправо".

Режим "В/Р" (режим реверса после режима "вправо").

При подаче на управляющие входы

10, 11, 13, 14 кодовой комбинации

U =,0 и на время Т,устанавливается

Б, =1, при этом на время аТ открыв ется оптотиристор 8 и замыкает диагональ моста 6 (оптотиристор 7 закрыт и

63412

4 диагональ моста 5 разомкнута). В те.— чение времени g Т на обмотку 2 и 3 подается напряже -,ие, фазйронка которого соответствует вращению ротора двигателя 1 в условном направлении

"влево".

Режим ВШ (вращение в условном направлении вправо" в шаговом" ре10 жиме) °

При подаче на управляющие входй

10, 11, 13, 14 кодовой комбинации

0101 U<< =0, а Utz повторяет синхронизирующий сигнал на входе 12 блока 9

15 .управления. При этом, оптотиристор 7 открывается с периодичностью 1/ьТ на время Т . Напряжение подается на обмотки 2 и 3, в течение интервалов времени Т с периодичностью 1/аТ, 20 обеспечивая "шаговый" режим работы электропривода в условном направлении

"вправо".

Р Ilgtl ltqgtt 11ЛЦ1tt ежим

У

Ф

Эти режимы отличаются от рассмот25 ренных соответствующих режимов "П", "ПР", "ПШ" направлением вращения ротора двигателя 1.

Диаграмма смены режимов при управлении электроприводом приведена на

З0 фиг. 3 — 6.

При большой кодовой разности (ЛК> ьК ) между точкой позиционироваР ния и текущим положением рабочего органа электропривода система прямого цифрового управления вырабатывает, в зависимости от знака разности, кодовую комбинацию 1001 ("П", фиг. 3,5) или 1000 (™Л", фиг. 4, 6). При уменьшении кодовой разности до Ъ К=йК, в

40 зависимости от знака разности, вырабатывается кодовая комбинация 0011 ("ПР", фиг. 3,5) или 0010 ("ЛР", фиг. 4,6) и двигатель 1 на время dT реверсируется. Наибольшее быстродей45 ствие электропривода обеспечивается при величине tttT, обеспечивающей полное гашение инерции движения электропривода, и величине hK, при которой остаточная расстройка 6KП, после отработки режимов "ПР", "ЛР" минимальна. Отработка остаточной расстройки выполняется в зависимости от ее знака, по команде 0101 ("ПШ", фиг. 3,5) или 0100 ("ЛШ", фиг. 4,6). При этом, .5 рабочий орган электропривода отдель-. ными шагами длительностью ЛТ„,, следующьйи с частотой 1/ Т, перемещается в заданное положение позиционирования. При достижении нулевой кодо63412

Режим работы электропривода

Выходные сигналы

U I 5

Нее Пе Пе4

П16

Неее еСтопее

О

О

О

О

О ееВлевоее (е"е ив"ò) О.

5 13 вой разности (д К=О) вырабатывается любая из кодовых комбинаций 0000, 0001 (" Стоп", фиг. 3-6) рабочий орган останавливается в заданном положении и процесс позиционирования заканчивается °

Таким образом, благодаря введению в блок управления электропривода соответствующих логических элементов и связей между ними повышается быстродействие электропривода и обеспечивается возможность реализации шагового режима работы, что расширяет функциональные возможности электропривода.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий двухфазный асинхронный электродвигатель с обмотками управления и возбуждения, два диодных мос-. та, два оптотиристора, фазосдвигаю. щий конденсатор, блок управления с пятью входами идвумя выходами, одни выводы обмоток двухфазного асинхронного электродвигателя объединены и предназначены для подключения одного провода питающей сети, между двумя другими выводами обмоток двухфазного асинхронного электродвигателя включен фазосдвигающий конденсатор, одни выводы переменного тока первого и второго диодных мостов подключены к разным выводам фазосдвигающего конденсатора, другие выводы. переменного тока первого и второго диодных мостов объединены и предназначены для подключения другого провода питающей сети, выходы диодных мостов зашунтированы оптотиристорами, аноды светодиодов которых подключены к соответствующим выходам блока управления, катоды светодиодов опто тиристоров заземлены, блок управления составлен из логического элемента НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в блок управления введены три логических элемента 2 И, логический элемент 3 ИЛИ, логический элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ, одновибратор, первый вход логического элемента 3 ИЛИ и два входа первого логического элемента 2 И образуют три первых входа блока управления, вход одновибратора и один вход логического элемента

20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ образуют соответственно четвертый и пятый входы блока управления, второй и третий входы логического элемента 3 ИЛИ подключены соответственно к выходу первого логи25 ческого элемента 2 И и к входу одновибратора, выход которого подключен к другому входу логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 2 ИЛИ, выход которого подключен к входу логического элемента

ЗО НЕ и к одному входу второго логического элемента 2 И, другой вход которого подключен.к выходу логического элемента 3 ИЛИ, а выход образует один выход блока управления, выход логического элемента НЕ подключен к одному входу третьего логического элемента 2 И, другой вход которого подключен к выходу логического элеФ мента 3 ИЛИ, а выход образует другой

40 выход блока управления, третий вход которого предназначен для подключения источника синхронизирующего сигнала. ееВ е (í"Hè)

1* "Вправо-реверс (ПР)

О "Вправо/шаг" (ПШ) 1363412

Продолжение таблицы

ЮЮЮЮ ° Ф\» -т

Режим работы электропривода

Выходные сигналы

01 5 UIC

U<î

* Продолжительность единичного сигнала равна дТ .

«ПШ

Фиг. 3

Ю

-. Сигналы управления

П, П, 0 0 1 0 1* 0

"Влево/реверс" (ЛР)

"Влево/mar" ("ЛШ") 1363412

Составитель В. Алешечкин

Редактор И. Сегляник Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6376/51 Тираж 659 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