Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем

 

АЯ 1;СОЯ

МБА

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИД (61) Дополнительное н авт. св (22) Заявлено 19.06.78 (21) с присоединением заявки ¹

)М. Кл.

Н 02 Р 7/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,12.80,. Б

Дата опубликования описа

) УДК 621. 316..718(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д. Лебедев, К.Е. Чуприн, В.М. Селиванов и С.Н. Шаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ!

3»пЯ К А

J+n=RAeUoeUo KA !, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к импульсным устройствам автоматики с широтно-импульсной модуляцией сигнала, и может найти широкое применение в системах управления двухфазными асинхронными двигателями, в тех случаях, когда необходимо иметь линейное регулирование во всем диапазоне моментной характеристики двигателя.

По основному авт. св. Р 649117 известно устройство 1) для управления двухфазным асинхронным двигателем,со- f5 держащее блок управления,N-разрядный счетчик, (N-1)-разрядный счетчик, две схемы И, два статических триггера, коммутатор, усилитель мощности и счетный триггер с динамическим выходом. 20

Один из выходов блока управления соединен через схему И со счетным входом

N-разрядного и (й+1)-разрядного счетчиков, второй выход соединен с коммутатором,. третий выход соединен с уп- 25 равляющими входами й-разрядного счетчика с управляющими входами N-разрядов и с установочным входом (й+1)-разряда, (N+1)-разрядного счетчика и с первыми входами статических триггеров.30

На информационные входы N-разрядного счетчика подается прямой код числа, а на информационные входы (N+1)-разрядного счетчика подается обратный код числа. Второй вход одного из статических триггеров: подключен к выходу (И+1)-разрядного счетчика, второй вход другого статического триггера— к динамическому выходу счетного триггера, счетный вход которого подключен к выходу 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 статичеокого триггера соединен с разрешающим входом другой схемы И, а второй выход соединен с коммутатором. уст. ройство формирует управляющие сигналы на обмотках асинхронного двигателя от середины полупериода, при этом пусковой момент двигателя равен где К,КАg — коэФфициенты пропорциональности;

0 — напряжение на обмотке возОВ буждения двигателя;

788328

00 — напряжение на обмотке управления двигателя;

Ьп — относительное время;

Т вЂ” период напряжения питания; л и =КА — длительность управляющих импульсов;

А — входной код числа.

Следовательно, пусковой момент пропорционален .входному сигналу A только

/% при малых ь, когда можно считать

° / Р.

I что s i night. =Î, т.е. основным недостатком известного устройства является недостаточно большой диапазон линейного регулирования.

Цель изобретения — получение линейного регулирования во всем диапазоне 15 управления.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем дополнительно введены два канала управле- щ ния, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные цифровой управляемый аттенюатор и генератор импульсов, причем выходы генераторов подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, а на входы одного из цифровых управляемых сопротивлений подается прямой код числа, на входы другого — обратный код числа.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, "на фиг. 2— временные диаграммы сигналов, на фиг. 3 — моментные характеристики двигателя. 35

Устройство содержит блок 1 управления, входы 2 и 3 которого соединены с выходами управляемых генераторов 4 и 5 частоты, а входы по каждому каналу управляемых генераторов 4 и 5 час- 40 тоты соединены с выходами цифровых управляемых аттенюаторов 6 и 7, на входы одного из которых поступает .прямой код числа А, а на входы другого — обратный код числа A. Выход 8 45 блока 1 управления соединен через схему И 9 со счетным входом й-разрядного счетчика 10, состоящего иэ счетных триггеров 11 с динамическим выходом, выход 12 блока 1 соединен через схему И 13 со счетным входом (й+1)-разрядного счетчика 14. Выход 15 блока 1 управления соединен с коммутатором 16.

Выход 17 блока 1 управления соединен с управляющими входами й-разрядов и с устайовочным входом (й+1)-разряда (й+1)-разрядного счетчика 14. Выход

17 блока 1 управления также соединен с входами 18 и 19 статических триггеров 20 и 21. Второй вход статического триггера 21 подключен к выходу 60 (й+1)-разрядного счетчика 14. Второй вход статического триггера 20 соединен с динамическим выходом счетного триггера 22, счетный вход которого подключен к выходу й-разрядного счет" чика 10, а установочный вход — к выходу 17 блока 1 управления.

Выход 23 статического триггера 20 соединен с коммутатором 16 и разрешающим входом схемы И 9. Выход 24 статического триггера 21 соединен с разрешающим входом схемы И 13, а выход

25 — с коммутатором 16..Выходы 26 и 27 коммутатора 16 соединены с усилителем 28 мощности.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства, на которых обозначены сигнал 29 на выходе 15 блока 1 управления, сигнал 30 на выходе 3 и на выходе 12 блока 1 управления, сигнал 31 на выходе 2 и на выходе 8 блока 1 управления, сигнал 32 с выхода 17 блока

1 управления, сигнал 33 на выходе 23 статического триггера 20, сигнал 34 на выходе 25 статического триггера

21, сигналы 35 и 36 соответственно с выходов 26 и 27 коммутатора 16.

На Фиг. 3 приведены характеристики

Mmaк относительного момента асинM ном хронного,цвигателя в зависимости от относительного времени, причем

37 — моментная характеристика асинхронного двигателя до:. введения устройств 4-7, 38 — обратная моментная характеристика, 39 — скомпенсированная моментная характеристика.

Работа устройства в один полупериод рабочей частоты двигателя происходит следующим образом.

С выхода 17 блока 1 управления импульсы частотой 2f (где f — рабочая частота асинхронного двигателя) поступают на управляющие входы N-разрядного счетчика 10, на установку счетного триггера 22 в "1", на управляющие входы й-разрядов и на установку в "0" (й+1)-разряда счетчика 14, а также на входы 18 и 19 статических триггеров 20 и 21, устанавливая их в положение, разрешающее прохождение импульсов частотой Г,1и F> с выходов 8, 12 блока 1 управления через схемы И 9, 13, на счетные входы N-разрядного счетчика 10 и (N+1)-разрядного счетчика

14. В зависимости от кода числа изменяется напряжение на выходе цифрового управляемого аттенюатора 6, 7, тем самым изменяя частоту управляемых генераторов 5, 4. Частота импульсов управляемого генератора 4 определяется из выражения

2fK1(2 -1) ° (2)

Частота импульсов управляемого генератора 5 определяется иэ выражения

Fg = 2 f Ê2 (2 -1), (3) где f — рабочая частота асинхронного двигателя;

N — число разрядов управляющего кода;

788328

К(— коэффициент, характеризующий изменение величины момента асинхронного двигателя от прямого управляющего кода числа A:

К вЂ” коэффициент, характеризующий изменение величины момента асинхронного двигателя от обратного управляющего кода числа A.

Импульс с динамического выхода 10 ,счетного триггера 22 поступает на второй вход статического триггера 20 и устанавливает в состояние "1", запрещая при этом прохождение импульсов через схему И 9 в оставшуюся 15 часть полулериода. Импульсы с выхода (И+1)-разрядного счетчика 14 поступают на второй вход статического триггера 21 и устанавливают его в состояние "1", запрещая прохождение импульсов через схему И 13 на счетный вход (К+1)-разрядного счетчика 14. Импульсы с выходов 23, 25 статических триггеров (сигналы 33 и 34 на фиг. 2), длительность которых пропорциональна входному числу A и изменению величины момента асинхронного двигателя от управляющего числа А, поступают на вход коммутатора 16. Кроме этих импульсов на входы коммутатора 16 подается опорный сигнал с выхода 15 бло- 30 ка 1 управления и сигнал знака входного сигнала A. 9 результате коммутатором 16 вырабатывается широкоимпульсный сигнал управления усилителем 28 мощности, по длительности равный сум- 35 ме импульсов с выходов 23, 25 статических триггеров (сигналы 33 и 34 на фиг. 2), фаза которого определяется знаком входного числа A. Эти напряжения (сигналы 35 и 36 на фиг. 2), сдвинуты относительно опорного сигнала 15 с.выхода блока 1 управления (сигнал 29) на четверть периода. Управляющий код числа A поступает одновременно на информационные входы (й+1)-разрядного счетчика 14, на ин- 45 формационные входы й-разрядного счет- чика 10 и на входы цифровых управляемых аттенюаторов 6 и 7, причем .на входы одного из них поступает прямой код числа А,. на вхо- 50 ды другого — обратный код числа А.

Сопротивления каждого из цифровых управляемых аттенюаторов подобраны таким образом, чтобы частоты управляе-, мых генераторов 4 и 5 изменялись про порционально изменению моментной характеристики, компенсируя ее нелинейность(кривая 38 на фиг. 3) по формулам (2) и (3), кривая 38 является компенсирующей моментной характеристикой двигателя, а также характеристикой цифрового управляемого аттенюатора. Результирующая моментная характеристика асинхронного двигателя(кривая 39 на фиг. 3) линейна во всем диапазоне управления.

Таким образом, ширина импульсов сигналов 35 и 36 пропорциональна величине входного сигнала и зависит от изменения величины момента асинхронного двигателя.

Во второй полупериод работа устройства аналоги на.

Поскольку первая гармоника сигнала, вырабатываемая усилителем 28 при изменении входного сигнала, имеет постоянный сдвиг по фазе по отношению к опорному сигналу, а нелинейность моментной характеристики компенсируется характеристикой цифрового управляемого аттенюатора, все это дает возможность получить линейность регулирования во всем диапазоне входного сигнала.

Таким образом, введение двух каналов управления, каждый из которых содержит цифровой управляемлй аттенюатор и управляемый генератор импульсов, дает воэможность расширить диапазон линейного регулирования и, соответственно, линейность регулирования.

Формула изобретения

- Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем по авт. св. Р 649117, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. увеличения диапазона линейного регулирования, в него дополнительно введены два канала управления, каждый из которых содержит последовательно соединенные цифровой управляемый аттенюатор и генератор импульсов, причем выходы генераторов подключены соответственно к первому и второму входам блока управления.

Источники информации, прннятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 649117, 20.12.77.