Способ управления двухфазным электродвигателем и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано для управления двухфазным двигателем с явнополюсным ротором, выполняющим позиционирование рабочих органов любой технологической установки. Целью изобретения является повышение точности позиционирования. Способ включает формирование напряжения, подаваемых на обмотку возбуждения U в и обмотку управления U у по законам U в = U о SINPφ/2 SIN ΩT, U у = U о COS Pφ/2 SIN ΩT, где φ - заданный угол поворота ротора, P - число полюсов ротора, T - время, ω - угловая частота синусоидального напряжения сети. Устройство содержит регистр. Информационные выходы регистра подключены к информационным входам "а" широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Выход генератора 3 опорной частоты подключен к счетному входу "б" ШИМ и к счетному входу делителя 4 частоты. Выход переполнения счетчика делителя соединен с входом "в" ШИМ. Выход ШИМ является выходом устройства и подключен к обмоткам возбуждения и управления двигателя. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК А1 (19) (111 (51)5 Н 02 Р 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ управления tÁ„ по закон

Цо "

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHpbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 43 16398/24-07 (22) 18.09.87 (46) 07.07.90. Бюл. Р 25 (71) Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов АН СССР (72) A.Е.Зеленин, Г.Г.Сихарулидзе, Ш.-С.О.Абдулаев и С.А.Власюк (53) 62 1.3 13.333 (088.8) (56) Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики. — Л.: Энергоатомиздат, 1985, с. 282.

Герман-Галкин С.Г. и др, Цифровые электроприводы с транзисторными преоб-. разователями. — Л.: Энергоатомиздат, 1986, с. 14, рис. 1-9 б.

2 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано для управления двухфазным двигателем с явнополюсным ротором, выполняющим позиционирование рабочих органов любой технологической установки. Целью изобретения является повышение точности позиционирования. Способ включает формирование напряжений, подаваемых . на обмотку возбуждения ti и обмотку

1577059 ния р ot ки управления sin

Ток обмотки ротора sin -- sin at U> U cos - sixOt

pÖ о 2 ! где ц> - заданный угол поворота ротора; р — число полюсов ротора; время; у — угловая частота синусоИдального напряжения сети, Устройство содержит регистр. Информационные

Выходы регистра подключены к информаФ Q

Изобретение относится к электроФ5 технике и может быть использовано для ( управления двухфазными двигателями в системах автоматики для позициони( рования рабочих органов технологичес( их установок.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования, На фиг. 1 показана схема двухфазного электродвигателя с числом полю Сов р 2; на фиг. 2 . — диаграммы на ряжений на обмотках управления и

Ьозбуждения; на фиг. 3 †. структурная схема устройства, реализующего способ управления двухфазным двигателем.

Двигатель содержит статор 1 и ротор 2 с короткозамкнутыми обмотками.

На статоре двигателя расположены две обмотки: обмотка возбуждения, на которую по 1ается напряжение Us, и обмотка управления, на которую подается напряжение U . Обмотки сдвинуты в

3$ пространстве на 90, 0 — фактический угол, поворота ротора.

Способ управления двигателем заключается в следующем.

На обмотки статора подают напряжеU = U sin -- sin u)t и Lp о

U U *cos в1пЫЙ

Коэффициент связи обмотки возбуждения с. короткозамкнутой обмоткой ротора пропорционален сов - (-, а обмот2 50

Ч рЫ

I = К (U sin — cos

Рот Ф 2 2

ПЫ

" U cos — вдп — ) сову t -.

2 2

set

= KU . sin ("-- — "— ) сову t, 2 2 ционным входам а широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Выход генератора

3 опорной частоты подключен к счетному входу о ШИМ и к счетному входу делителя 4 частоты. Выход переполнения счетчика делителя соединен с входoM 6 .ШИМ. Выход 1ЧИМ является выходом устройства и подключен к обмоткам возбуждения и управления двигателя. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. где К вЂ” коэффициент пропорциональнос" ти;

I = 0 при ц = 4, т.е. положение ротора (о() определено заданной величиной с .

Величина крутящего момента, возникающего при отклонении ротора от этого положения (p- а(= О), пропорциональна sin р(g — Ы) °

На обмотки статора двигателя может быть подано напряжение прямоугольной формы, изображенной на фиг, 2, Разложение этих функций в ряд Фурье показывает, что амплитуда первой гармоники на фиг. 2а пропорциональна

sin L, а на фиг. 26 cos

Формирование напряжений такой формы выполняется цифровыми методами.

Устройство для реализации способа содержит регистр 3, выход которого соединен с информационным входом широтно-импульсного модулятора 4, тактовый вход которого соединен с выходом задающего генератора 5 тактовой частоты и с входом делителя 6 частоты, выход которого соединен с входом записи широтно-импульсного модулятора.4, выходы которого предназначены для подключения к зажимам обмоток управления и возбуждения двухфазного электродвигателя 7.

Устройство работает следующим об. разом.

Генератор 5 опорной частоты вырабатывает импульсы напряжения, которые подаются на делитель 6 частоты. Делитель частоты делит частоту генератора на N, определяя этим частоту напряжения питания обмоток двигателя.

Емкость регистра 3 и счетчиков

ШИМ 4 равна Н, дискретность задания вращения ротора равна 2/Ы р оборота.

Управление двигателем выполняется следующим образом.

В регистр с помощью ЗВМ записывается число, определяющее заданное по157 ложение ротора по отношению к статс— ру. Делитель частоты вырабатывает сигнал перезаписи содержимого регистра н счетчики IIIHM. IIIHM формирует напряжение питания обмоток возбуждения и управления двигателя, амплитуды которых пропорциональны соответст-венно sin — — и cos --. Если дейст° РЧ Я (g

2 2 вительное положение ротора 4 не соответствует заданному »(, то в короткозамкнутых обмотках ротора двигателя создается ток, приводящий к появлению вращающего момента, величина которого пропорциональна sin р(ф- 4) перемещающего ротор в новое положение, при котором ток в короткозамкнутых обмотках ротора равен нулю.

Занесение в регистр нового числа, отличающегося от предыдущего на постоянную величину, через равные промежутки времени вызовет вращение ротора с постоянной скоростью, равной заданной. Несоответствие фактической скорости вращения заданной приведет к- появлению вращающего момента и к ускорению или замедлению скорости вращения.

Таким образом способ управления двухфазным электродвигателем и устройство для его реализации позволяют обеспечить позиционирование ротора двигателя относительно статора с любым заранным углом, а также обеспечить вращение ротора двигателя с заданной частотой вращения.

Формула изобретения

1, Способ управления двухфазным электродвигателем с обмотками управления и возбуждения на статоре и явнополюсным ротором с равными числами полюсов обмотки управления, обмотки возбуждения и ротора, при ко7059 6 тором изменяют подаваемое на обмотку возбуждения и обмотку управления напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

5 поз, !ц,нирования, изменение напряжения на обмотке возбуждения осуществляют по закону

UII "о sinn t sin (р y /2), а на обмотке управления — по закону

U s in»! t соэ (р g /2), U

I5 где Uð амплитуда синусоидального напряжения; заданный угол поворота ротора по отношению к статору; число полюсов; время; угловая частота синусоидального напряжения .сети.

20 р

2. Устройство для управления двухфазным электродвигателем, содержащее задающий генератор тактовой частоты, выходом соединенный с входом делителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я

30 тем, что, с целью повышения точности позиционирования, в него введены регистр, широтно-импульсньп» модулятор с информационным, тактовым входами и входом записи и четырьмя выходами, вход регистра предназначен для подачи сигнала задания, выход регистра соединен с информационным входом широтно †импульсно модулятора, счетный вход и вход записи которого соединены 40 соответственно с выходами задающего генератора тактовой частоты и выходом делителя частоты, выходы широтно-импульсного модулятора предназначены для подключения к зажимам обмоток управления и возбуждения двухфазного электродвигателя.

1577059

Составитель С.Позднухов

Техред М.Дидык КоРРектоР Н.Ревская

Редактор С.Пекарь .

Заказ 1855

Тираж 457

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 101