Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем

 

Г

1 па; - -.-мо о c i

ЕиЕ 64% 17

О П И C А Н И--Е"

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 081275 (2!) 2197985/24-07 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 250279.Беоллетень №7

Дата опубликования описания 250279 (51) М. Кл.

Н О? Р 7/58

Государстаеииый комитет

СССР по отелам иаобреl E иии и открытий (Sa) УДКь21.31б,721

078 (0888) (72) Авторы изобретения

В.Е.Курцман, В.Д.Лебедев и К.Е.Чуприн (7l) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ

АСИЕЕХРОЕЕНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ е =21 2 -Ц у

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к импульсным устройствам автоматики с широтно-импульсной модуляцией сигнала, и может найти широкое применение в различных отраслях промьпаленности и техники.

Известны устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем, содержащие мультивибраторы, магнитные усилители и усилитель мощности.

Е!едостатком их является необходимость введения преобразователя код-напряжение при управлении цифровым входным сигналом, а также нестабильность выходной характеристики при изменении внешних условий.

Известно также цифровое устройство управления асинхронным двухфазным двигателем, содержащее блок управления, цифровой счетчик, коммутатор, усилитель мощности fl) .

Применение такого устройства повышает стабильность выходных характеристик, но ухудшает линейность регулирования.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее М -разрядный двоичный счетчик, имеющий М счетчик триггеров, схему И и регистр записи, блок управления, включающий генератор импульсов, схему синхронизации и триггер, коммутатор, имеющий схемы И, триггер знака, и усилитель мощности.

На информационные входы )Š— разрядного счетчика поступает прямой код числа, который записывается в счетчик управляющими импульсами частотой 1, а на счетный вход счетчика поступают иэ блока управления импульсы частотой Р, равной где f — рабочая частота асинхронного двухфазного двигателя; к — число разрядов двоичного кода.

Импульсы с выхода счетчика поступают на коммутатор, причем импульс, соответствующий второму полупериоду питающего напряжения, устанавливает счетчик в исходное состояние и запрещает прохождение импульсов частотой P от блока управления на счетный вход К вЂ” разрядного счетчика.

При этом устройство управления подг тавливается к приему входной информ:

649117 ции в следующий период. Время проявления выходных импульсов и, соответственно лительность импульсов на выходе устройства, изменяется от конца полупериода до его начала пропорционально величине поступающего кода. Это вызывает изменение фазы первой гармоники выходного напряжения и соответственно ухудшение линейности моментной характеристики двигателя (2) .

Целью изобретения является улучшение линейности регулирования.

Это достигается тем, что в предложенное устройство, содержащее блок управления, К вЂ” разрядный счетчик, коммутатор и усилитель мощности, дополнительно введены (К +1) — разрядный счетчик, две схемы И, два статических триггера и счетный триггер с динамическим выходом. Причем первый выход блока управления соединен через схемы И со счетными входами К— разрядного и (N+1)-разрядного счетчи ков, второй выход — с коммутатором, третий выход — с управляющими входами К -разрядного счетчика, на информационные входы которого подается прямой код числа, с управляющими входами hl -разрядов и с установочным входом (К +1) разряда (8+1) -разрядного счетчика, на информационные входы

К разрядов которого подается обратный код числа, и — с первыми входами статических триггеров, второй вход одного иэ которых подключен к выходу (К +1)-разрядного счетчика, второй вход другого — к динамическому выходу счетного триггера, счетный вход которого подключен к выходу К вЂ” разрядного счетчика, а установочный вход — к третьему выходу блока управления, Первый выход одного из статических триггеров соединен с коммутатором и разрешающим входом схемы

И, первый выход другого статического триггера соединен с разрешающим входом другой схемы И, а второй выход соединен с коммутатором.

На фиг.l показана структурная схема предложенного устройства; на фиг,2 — временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит блок 1 управления, выход 2 которого соединен через схемы И 3, 4 со счетными входами Н -разрядного счетчика 5, состоящего из счетных триггеров 6 с динамическим выходом,и.со счетным входом (К+1)-разрядного счетчика 7, состоящего иэ счетных триггеров 6 с динамическим выходом.

Выход 8 блока 1 управления сое-. динен с коммутатором 9. Выход 10 блока 1 управления связан с управляющими входами К -разрядного счетчика

5, с управляющими входами К разрядов и с установочным входом (К +1) разряда (К+1)-разрядного счетчика 7.

Выход 10 блока 1 управления также соединен с входами 11,12 статических триггеров 13, 14. Второй вход статического триггера 14 подключен к выходу (К +1)-разрядного счетчика 7.

Второй выход статического триггера

13 соединен с динамическим выходом счетного триггера 15, счетный вход которого подключен к выходу К -разрядного счетчика 5, а установочный вход подключен к выходу 10 блока 1

10 управления. Выход 16 статического триггера 13 соединен с коммутатором

9 и с разрешающим входом схемы И 3.

Выход 17 статического триггера 14 соединен с разрешающим входом схемы

15 И 4,а выход 18 — с коммутатором 9.

Выходы 19,20 коммутатора 9 соединены с усилителем мощности 21.

На фиг.2 приведены временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства, и приняты следующие обозначения: 22 — сигнал на выходе

8 блока 1 управления; 23 — сигнал на выходе 2 блока 1 управления; 24сигнал с выхода 10 блока 1 управления; 25 — сигчал на выходе 16 статического триггера 13; 26 — сигнал на выходе 18 статического триггера

14; 27,28 — сигналы соответственно с выходов 19, 20 коммутатора 9.

Работает устройство в один полупериод рабочей частоты двигателя следующим образом.

С выхода 10 блока 1 управления импульсы частотой 21 (где т — рабочая частота асинхронного двигателя)

35 поступают на управляющие входы К разрядного счетчика 5, на установку счетного триггера 15 в состояние 1, на управляющие входы М разрядов и «а установку в состояние

40 0 (К+1) разряда (К+1) -разрядного счетчика 7, а также на входы 11, 12 статических триггеров 13, 14, устанавливая их в положение, разрешающее прохождение импульсов часто45 той F .с выхода 2 блока 1 управления ерез схемы И 3,4 на счетные входы

N -разрядного счетчика 5 и (К+1— разрядного счетчика 7. Частоту импульсов Р определяют выражением: где т — рабочая частота. асинхронного двигателя число разрядов управляющего кода.

Импульс с динамического выхода счетного триггера 15 поступает на второй вход статического триггера, 13 и устанавливает его в состояние 1, запрещая при этом прохождение импульсов через схему И 3 в оставшуюся часть полупериода. Импульсы с выхода (К +1) -разрядного счетчика 7 поступают на второй вход статического триггера 14 и устанавливают его в состояние 1, запрещая прохож649117 дение импульсов через схему И 4 на счетный вход (М +1)-разрядного счетчика 7. Импульсы с выходов 16, 18 статических триггеров (25,26 на фиг.2), длительность которых пропорциональна входному сигналу, поступают на входы коммутатора 9. Кроме этих импульсов на входы коммутатора

9 подается опорный сигнал с выхода

9 блока 1 управления и сигнал знака входного числа. В результате коммутатором 9 вырабатывается широтно-импульсный сигнал управления усилителем мощности 21, по длительности равный сумме импульсов с выходов 16, 19 статических триггеров (25, 26 фиг.2), Фаза которого определяется знаком входного сигнала. Эти напряжения (27,28) сдвинуты относительно опорного сигнала 8 с выхода блока 1 управления (22) на четверть периода, а их ширина пропорциональна величине входного сигнала. Во второй полупеРиод устройство работает аналогично.

Если в качестве напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения, испольэовать опорное напряжение с выхода

8 блока 1 управления вида (22), величина момента, развиваемая асинхронным двигателем, будет максимальной. Поскольку первая гармоника сигнала, вырабатываемого усилителем 21 мощности при изменении входного сигнала, имеет постоянный сдвиг по фазе по отношению к опорному сигналу 8 (22), моментная характеристика асинхронного двигателя будет линейной, что обеспечивает линейность регулирования.

Формула изобретения

Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем, содержащее блок управления,М -разрядный счетчик,коммутатор и усилитель мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения линейности регулирования, в него дополнительно введены ()(+1) — разрядный счетчик, две схемы И, два статических триггера и счетный триггер с динамическим выходом, причем первый выход блока управления соединен через схемы И со счетны м входами М -разрядного и (Я+1)-разрядного счетчика, И) второй выход — с коммутатором, третий выход — с управляющими входами

)(-разрядного счетчика, на информационные входы которого подается прямой код числа, с управляющими входами К разрядов и с установочным входом (К+1) разряда (8+1)-pa p zного счетчика, на информационные входы М разрядов которого подается обратный код числа, и — с первыми входами статических триггеров, второй вход одного из которых подключен к выходу ()(+1)-разрядного счетчика, второй вход другого — к динамическому выходу счетного триггера, счетный вход которого подключен к выходу)) — разрядного счетчика, а установочный вход — к третьему выходу блока управления, первый выход одного иэ статически:: триггерсв соединен с коммутатором и разрешающим входом схемы И, первый выход другого статического триггера соединен с разрешающим входом другой схемы И, а второй выход соединен с коммутатором.

35 Источники инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О.А. Усилители мсщности на транзисторах в режиме переключения, Энергия, 1971, 4О с. 403 — 413.

2. Батоврин A.A. и др. Цифровые следящие системы судовой автоматики, Судостроение, 1972, с.177-178.

649117

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 575/53

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Составитель Т. Васильева

Редактор Е.Кравцова Техред С. Мигай КорректорМ.Демчик