Устройство для управления вентильным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах рулевых машин летательных аппаратов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения управления как частотой вращения, так и изменением направления вращения и фиксации ротора электродвигателя по одному управляющему сигналу. Устройство для управления бесконтактным двигателем постоянного тока снабжено двумя последовательно соединенными диодами 6, 7, алгебраическим сумматором 10, двумя компараторами 8, 9 и логическим элементом 11 ИЛИ-НЕ. Входы логичес кого элемента 11 соединены с выходами компараторов 8, 9. Вход компаратора . 8 соединен с анодом одного из диодов бис одним из суммирующих входов сумматора 10. Второй суммирующий вход сумматора IО подключен к выходу логического элемента 11. Вычитающий вход сумматора 10 соединен с катодом диода 7 и входом компаратора 9. Выход сумматора 10 подключен к входу широтноимпульсного модулятора 1. Входы логического блока 2 управления коммутатором 3 якорной обмотки синхронной машины 4 соединены соответственно с выходами компараторов 8, 9, модулятора I и датчика 5 положения ротора синхронной машины. Частота вращения бесО (Л со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„144 1 (so 4 Н 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4241818/ 24-07 (22) 08.05.87 (46) 07.12.88. Бюл. В 45 (71) Саратовский политехнический институт (72) М.С.Зубрилов, Б.Э.Коц, Ю.В.Новиков и А.В.Фузеев (53) 621 . 31 3. 1 3. 014. 2: 621 . 382 (088. 8) . (56) Авторское свидетельство СССР

В 1029369, кл, Н 02 P 6/02, 1983.

Авторское свидетельство . СССР

У 746827, кл. Н 02 К 29/14, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах рулевых машин летательных аппаратов ° Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения управления как частотой вращения, так и изменением направления вращения и фиксации ротора электродвигателя по одному управляющему сигналу. Устройство для управления бесконтактным двигателем постоянного тока снабжено двумя последовательно соединенными диодами 6, 7, алгебраическим сумматором 10 двумя компараторами 8, 9 и логическим элементом 11 ИЛИ-НЕ. Входы логического элемента 11 соединены с выходами компараторов 8, 9, Вход компаратора .

8 соединен с анодом одного из диодов

6 и с одним из суммирующих входов сумматора 10. Второй суммирующий вход сумматора 10 подключен к выходу логического элемента 11. Вычитающий вход сумматора 10 соединен с катодом диода 7 и входом компаратора 9. Выход сумЯ матора 10 подключен к входу широтноимпульсного модулятора 1. Входы логического блока 2 управления коммутатором 3 якорной обмотки синхронной машины 4 соединены соответственно с выходами компараторов 8, 9, модулятора

1 и датчика 5 положения ротора син хронной машины. Частота вращения бес1443113 контактного двигателя постоянного тока определяется модулем управляющего сигнала, а направление вращения знаком этого сигнала. При снятии управляющего сигнала двигатель автоматически переходит в тормозной режим с последующей фиксацией вала, OrpaИзобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано в приводах. рулевых машин летательных аппа5 ратов, в следящих системах для управления частотой вращения, задания направления вращения, торможения и фиксации вала электродвигателя.

Цель изобретения — расширение 10 функциональных возможностей путем обеспечения как управления частотой вращения, так и изменения направления вращения, торможения и фиксации ротора электродвигателя по одному уп- 15 равляющему сигналу.

На фиг.l изображена функциональная схема устройства; на фиг.2— диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства для управления вентиль- 20 ным электродвигателем, Устройство содержит последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор 1, по первому входу и выходу 25 четырехвходовый блок 2 логического управления, силовой коммутатор 3, выход которого подключен к якорной обмотке синхронной машины 4. Устройство для управления содержит также датчик 5 положения ротора, механически связанный с ротором синхронной машины 4, выход которого подключен к второму входу логического блока

2 управления. Дополнительно устройство для управления содержит два по-. следовательно включенных диода б и 7, два компаратора 8 и 9, алгебраический сумматор 10 с одним вычитающим и двумя суммирующими входами и логи40 ческий элемент ИЛИ-НЕ 11. Первый и второй входы логического элемента

11 подключены соответственно. к выходу первого 8 и второго 9 компараничение -,îêà в режиме заторможенного двигателя осуществляется выбором скважности широтно-импульсного модулятора 1, которая определяется напряжением на выходе элемента 1! ИЛИ-НЕ и коэффициентом передачи сумматора !

О по входу 12. 2 ил. торов, к третьему и четвертому входам логического блока 2 управления, Выход логического элемента 11 подключен к первому суммирующему входу

12 сумматора 10, вычитающих 13 и второй суммирующий 14 входы которого подключены соответственно к входу первого компаратора 8, объединенного с анодом-первого диода 6, и входу второго компаратора 9, объединенного с катодом второго диода 7, Общая точка соединения диодов б и 7 является входом управления устройства, Выход сумматора 10 подключен к входу широтно-импульсного модулятора 1.

Устройство работает следующим образом.

При наличии на входе устройства управления бесконтактным двигателем постоянного тока положительного сигнала управления протекает ток через второй диод 7. При этом появляется положительный сигнал на входе второго компаратора 9 и на втором суммирующем входе 14 сумматора 10. Наличие положительного сигнала на входе компаратора 9 приводит к его срабатыванию, на его выходе появляется сигнал, соответствующий логической "1", который подается на четвертый вход блока 2 логики, .по которому задается правое направление вращения. При положительном сигнале на входе 14 сумматора 10 Hà его выходе появляется напряжение, пропорциональное управляющему сигналу U . Напряжение на выходе сумматора 10 определяет коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора 1. Коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора 1 пропорционален напряжению управления U, 13

Устройство для управления вентильным электродвигателем, выполненным на базе синхронной машины, содержащее датчик положения ротора синхронной машины, последовательно соединенные между собой широтно-импульсный модулятор, четырехвходовый логический блок управления, коммутатор якорной обмотки синхронной машины, второй вход логического блока управления соединен с выходом датчика положения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения как управления частотой вращения, так и изменения направления вращения, торможения и фиксации ротора по одному управляющему сигналу, дополнительно введены два последовательно включенных диода, два компаратора, алгебраический сумматор с одним вычитающим и двумя суммирующими входами, логический элемент ИЛИ-НЕ,первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго компараторов и к третьему и четвертому входам логического блока управления, выход логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому суммирующему входу сумматора, вычитающий и второй суммирующий входы которого подключены соответственно к входу первого компаратора, объединенного с анодом первого диода, и к входу второго компаратора, объединенного с катодом второго диода, общая точка соединения диодов является входом управления устройства, а выход сумматора подключен к входу широтноимпульсного модулятора, 14431

Блок логики выдает импульсы управления ключами силового коммута— тора 3, обеспечивая при наличии сигналов на выходах широтно-импульсного

5 модулятора 1 и компаратора 9 правое направление вращения синхронной машины 4, Частота определяется коэффициентом заполнения широтно-импульсного модулятора 1, 10

При отрицательном значении сигнала управления ток протекает через первый диод 6. На входе первого компаратора 8 и на вычитающем входе сумматора 10 появляются отрицатель- 15 ные сигналы. Это приводит к срабатыванию компаратора 8, На его выходе появляется сигнал, соответствующий логической "1", (t фиг.2), который подается на вход блока 2 логики, по 20 которому задается левое направление вращения. Отрицательное напряжение на входе 13 сумматора 10 обеспечивает коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора I, пропорциональ-25 ный модулю сигнала управления ° В этом случае при наличии сигналов на выходах широтно-импульсного модулятора l и компаратора 8 синхронная машина 4 вращается влево, частота вращения 30 пропорциональна модулю сигнала управления, Если сигнал управления U =О (t1—

3 фиг. 2), то на выходах компаратоРов 35 ем и четвертом входах блока 2 логически имеет место сигнал логического

О". В этом случае по сигналам блока

2 логики синхронная машина 4 переводится в тормозной режим с последую- 40 щей фиксацией ротора, В этом режиме на выходе логического элемента 11 появляется логическая "1", которая подается на первый суммирующий вход 12 сумматора 10, что обеспечивает такой 45 коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора 1 в режимах торможения и фиксации ротора, при котором величина тока в якорных обмотках синхронной машины 4 не превышает допус- 50 тимого значения.

Таким образом, устройство для управления вентильным электродвигателем при наличии. только одного управляющего сигнала, знак и модуль кото- 55 рого определяют, соответственно, направляющие и частоту вращения двигателя, предусматривает автоматическое торможение двигателя и фиксацию его ротора при отсутствии управляющего сигнала, Это позволяет расширить область применения электроприводов, реализованных на базе вентильных электродвигателей, и уменьшить аппаратурные затраты для связи их с внешними устройствами.

Формула и з о б р е т е н и я

1443113

Составитель А.Иванов

Редактор M.Áëàíàð Техред H.дидык

Корректор А.Обручар

Заказ 6393/ 52 Тираж 584 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