Цифровой регулятор угловой скорости дугостаторного асинхронного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 8 СЮС 05 В 11/ ИЕ ИЗОБРЕТЕН СС 98 ельст 11/2(54)(57 СКОРОСТ ГО ДВИГ вательн то ый рои К 5 -рмировггер,счетчо КЯ-т ели п льсов выи лемент И ючен к К к п ход рвог гге инверсныиследоват ход к рог ные через торой но оедин а И и и третии элеме уо ра оо рмационными блока огряднымивходам р ходами к ин истра памят аничения, подк епосредственно енного выхо второму входу И и через перв етьего элементемент ИЛИ - к входу яти, т вхоон ии регистра пам тии форм которого ого форми тел ульс о одключ ыходу вт рователя импульспосредственно к в выхо второ и чер рвовходучетвер го элемента ИЛИ формирователь ипредварительной счетчика, блок к входу ь ис торогоскорости,ани СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидет9 1004967, кл. С 05 В ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР УГЛОВОЙДУГОСТАТОРНОГО АСИНХРОННО -ЕЛЯ, содержащий последосоединенные индукторы и роторныи элемент дугостаторногоасинхронного двигателя, выход котого через последовательно соединенные датчик скорости, первь дключен к счетному вхо счетчика, подключенно разрядные выходы которого подключены к информационным входам первого счетчика, соединенного входомпредварительной записи с выходомпервого формирователя импульсов,генератор импульсов, выход которогоподключен к вторым входам первогои второго элементов И, третий счетчик, выход которого соединен с 5входом второго КЗ -триггера и входом предварительной записи четвертого счетчика, подключенного выходомк И -входу второго КЯ -триггера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности регулятора в работе и расширения диапазона регулирования угловой скорости,в регулятор введены управляемыйделитель частоты, пятый, шестой иседьмой счетчики, первый, второй итретий элементы И-НЕ, первый, второй и третий элементы НЕ, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, второй и третий элементыИЛИ, первый и второй дешифраторы,формирователь управляющих импульсов, модулятор, анодный и катодныйимпульсные усилители, источникпостоянного тока и трехфазный мостовой инвертор, содержащий шесть ключей, силовые входы инвертора соединены с выходом источника постоянного тока, первый, третий и пятыйключи - с положительным его полюсом, а четвертый, шестой и второйключи - с отрицательным полюсом,управляющие входы первой группы ключей соединены соответственно с выходами анодного импульсного усилителя, а второй группы ключей - сНа второй (стробирующий) входпервого дешифратора 48 поступаетнулевой сигнал, разрешающий его работу, а на второй (стробирукший)вход второго дешифратора 49 поступает единичный сигнал, блокирующийего.Дальнейшее преобразование информации, находящейся в .регистре 33памяти при состоянии старшего разряда 60 "0", аналогично преобразованию информации, находящейся в регистре 33 памяти при состояниистаРшего РазРЯда 60 "1 не ПРи этомдлительностьэлементарного периода мгвт торм ссгпо Рбсч сч длительность рабочего импульса сртьрм=и ТВВ Ы 5 СЧ МкКлючи инвертора 55, переключаясьв соответствии с заданным алгоритмом переключения, определяемымпервым дешифратором 48 и формирователями 50 управляющих импульсов,формируют на обмотках индуктора 1двигателя 3 напряжение ОВ ср терм=ср ТОРИОО, ЧаСТОТОИ5 таРмТЭЕ торм ТЬРМи обратным порядком чередованияфаз, где Тв=ги ьсч ьсч.турц Мтсчпериод выходного напряжения инвертора 55 в тормозном режиме,Индукторы 1 создают бегущее магнитное поле противоположного направления, которое, взаимодействуя сроторным элементом 2, создает тормозной момент необходимой величины.в.ТьрмПри этом отноиение1 Вль РМсч (К 1 в,сч 4 ЭРц Ртсч Т ри вса ) хавО 40 50 Рйктеризует величину тормозного .момента двигателя 3.При увеличении кода на (Рв - 1) младших разрядах регистра 33 памяти коэффициент М 5 св, уменьшается, а4 коэффициент Яувеличивается, и, наоборот, при уменьшении кода коэффициент М 5 увеличивается, а коэффициент йьсвв - уменьшается, Таким образом, при уменьшении кода регистра 33 памяти в тормозном режиме (состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти "О") частота Г тьрм И ОТНОШЕНИЕ Оср,Р Р,УВЕЛИЧИ- ваются, а следовательно, увеличи 5 вается и тормозной момент двигателя 3, и, наоборот, при увеличении кодаЧаСтОтаТ р,в И ОТНОШЕНИЕ ОВ.сртраМф,ТРР умеНьшаются, а следовательно,уменьшается тормозной момент двигателя 3.Рассмотрим зависимость величиныи направления момента двигателя 3от величины действительной угловойскорости выходного нала регулятора.1) ОссвЗс 1-сс)НР (ОШИбКа рЕГулятора положительная ( Ьц-0),т,е. угловая .скорость двигателяменьше заданной),При этом состояние старшего (р-го)разряда 60 блока 33 памяти "1", ана ( И - 1) младших разрядах установлен код ограничения. Двигатель развивает максимальный вращающий момент сопротивления), увеличивающийугловую скорость,2 ) сс)нр с сс) с с Ьас (Зада.ННаяугловая скорость, ошибка регулятораположительная сс)0).При этом состояние старшего разряда 60 блока 33 памяти , а на(ошибка регулятора ь= 0),При этом состояниеершео разряда 60 блока 13 . в .амяти1". Моментдвигателя М гр =- М, т.е. угловаяскорость двига-.еля постояннаясс) с,с с с,. с сс) и Р . Гд е сс) ирскорость, при которой происходит изменение состояния старшего разряда60 блока 33 памяти с "1" на "0",т.е, скорость изменения режима работы двигателя с тягового на тормозной (ошибка регулятора отрицательная Лс) -. О, т,е. угловая скорость двигателя больше заданной).При этом состояние старше: о разряда 60 блока 33 памяти "1". Момент двигателя 0 = М тярсМ т.е, угловая скорость двигателя уменьшается.Б) сс)пр ссв-) ссс)кьр (ошибка регулятора отрицательная),При этом состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти "0.МОМЕНТ дВИГатЕЛя 0 С М Т СМС тора вваКсЯ.Тори т.е. двигатель работает в режиме электромагнитного тормоза и момент двигателя направлен против вращения вала, уменьшая угловую скоростьТаким образом, в регуляторе частота и напряжение инвертора регулируются двумя способами:в зависимости от заданной угловой скорости двигателя частота и напряжение инвертора устанавливаются блоком 39 задания скорости при помощи первого 26, пятого 30 и шестого 31 счетчиков и управляемого де 19 1фПри этом состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти. "0", а на ( н - 1) младших разрядах установлен начальный код.Двигатель развивает максимальный тормозной момент М тс,ри - 1 тори м к.тоРи.мак. уменьшающий угловую скоДофть. 203481 20лителя 4 1 частоты (изменение длй=тельности и числа "элементарныхпериодов Т р и длительности рабочихинтерваловЕр )при изменении угловой скоростиотносительно заданной в процессерегулирования частота и напряжениеинвертора регулируются пятым 30и шестым 31 счетчиками, третьим 281 О и четвертым 29 счетчиками и вторымЯ-триггером 10 изменением длительности рабочих интервалов т-р идлительности элементарных периодовТ при постоянном их количестве15 за период напряжения инвертора(постоянном коэффициенте деленияуправляемого делителя 41 частоты),203481СПИ Заказ 8415/50 Тираж 862 ГГодписно илиал ППП "Патент", г.Ужгород, уп,Проектная,1203481 510 выходамифкатодного импульсного усилителя, выходы инвертора соединены соответственно с выходами первого и четвертого ключей, третьего и шестого ключей, пятого и второго ключей, а также соответственно с первым, вторым и третьим входами индуктора двигателя, ( л - 1) разрядных выходов регистра памяти , соединены с информационными входами пятого и шестого счетчиков, выход пятого счетчика соединен непосредственно с первыми входами четвертого и пятого элементов И и через последовательно соединенные первые элементы НЕ и И-НЕ - с своим входом предварительной записи, выход шестого счетчика соединен непосредственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И и через последовательно соединенные вторые элементы НЕ и И-НЕ - со своим входом предварительной записи, счетные входы пятого и шестого счетчиков соединены с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ и выходом генератора импульсов, вторые входы четвертого и седьмого элементов И соединены с прямым выходом старшего разряда регистра памяти, инверсный выход старшего разряда регистра памяти соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами четвертого и шестого элементов И, а выход - с счетИзобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в радиотехнических системах, приборостроении и станкостроении.Цель изобретения - повышение точности регулятора в работе и расширение диапазона регулирования угловой скорости.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого цифрового регулятора угловой скорости дугостаторного асинхронного двигателя, на фиг. 2 - структурная схема шестиным входом третьего счетчика, выходкоторого соединен непосредственнос счетным входом управляемого делителя частоты и через последовательно соединенные третьи элементы НЕи И-НЕ - со своим входом предвари-тельной записи, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходомвторого элемента ИЛИ, первый и второй входы третьего элемента ИЛИсоединены соответственно с выходамипятого и седьмого элементов И, аОвыход - с счетным входом четвертогосчетчика, информационные входы управляемого делителя частоты соединены с вторыми разрядными выходами.блока задания скорости, а выход управляемого делителя частоты подключен непосредственно к своему входупредварительной записи и черезседьмой счетчик - к первым входампервого и второго дешифраторов,вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверснымвыходами старшего разряда регистрапамяти, а выходы - соответственнос первым и вторым входами Формирователя управляющих импульсов,первый и второй выходы которогосоединены соответственно с входомкатодного импульсного усилителя ичерез модулятор - с входом анодногоимпульсного усилителя, второй входмодулятора подключен к выходу второго КЯ -триггера, стробирующий. вход блока ограничения соединен спрямым выходом первого КЯ -триггера. канального Формирователя управляющих импульсов; на фиг. 3 - структурная схема модулятора регулятора.Предлагаемый регулятор содержит индукторы 1, роторный элемент 2, асинхронный двигатель 3, датчик 4 скорости, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 формирователи импульсов, первый 9, второй 10 и третий 11 КБ -триггеры, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16, шестой 17, седьмой 18 восьмой 19, девятый 20, десятый 21, одиннадцатый 22, двенадцатый 23, 120348115 20 25 тринадцатый 24 и четырнадцатый 25элементы И, первый 26, второй 27,третий 28, четвертый 29, пятый 30,шестой 31 и седьмой 32 счетчики,регистр 33 памяти, блок 34 ограничения, первый 35, второй 36, третий37 и четвертый 38 элементы ИЛИ,блок 39 задания скорости, генератор 40 импульсов, управляемый делитель 41 частоты, первый 42, второй43 и третий 44 элементы И-НЕ, первый 45, второй 46 и третий 47 элементы НЕ, первый 48 и второй 49дешифраторы, формирователь 50 управляющих импульсов, модулятор 51,анодный 52 и катодный 53 импульсныеусилители, источник 54 постоянноготока, трехфазный мостовой инвертор55,анодная 56 и катодная 57 группы ключей инвертора,прямой 58 и инверсный 59выходы старшего разряда 60, регистра33 памяти, первый 6 1, второй 62и третий 63 формирователи управляющих импульсов, элемент 64 задержки.В качестве дешифраторов 48 и 49можно применить любой регистр сдвига или дешифратор, осуществляющийраспределение управляющих импульсов. на шесть независимых каналови имеющий стробирующий вход. Приприменении в качестве седьмогосчетчика 32 счетчика-делителя на12 К 155 ИЕ 4 (используется делительа шесть) удобно применить в качестве дешифраторов 48 и 49 сдвоенныйдешифратор-мультиплексор К 155 ИД 4(К 155 ИДЗ) .В качестве трехфазного мостового инвертора 55 с анодной 56 и катодной 57 группами применяетсятранзисторный инвертор со звеномпостоянного тока, каждый из шестиключей которого состоит из соединенных встречно-параллельно силовыхтранзистора и диода обратного тока,обеспечивающий питание трехфазногодугостаторного асинхронного двигателя необходимой мощности напряжением с регулируемой частотой,1 В качестве источника 54 постоянного тока можно применить любой неуправляемый выпрямитель, шунтированный конденсатором и обеспечивающий питание примененного инвертора 55.В качестве шестиканального формирователя 50 управляющих импульсов можно применить любой формиро 30 35 40 45 50 55 ватель управляющих импульсов, выполняющий функции формирования шести 180-градусных импульсов для управления ключами инвертора в соответствии с алгоритмами их переключения (прямой и обратный порядокчередования Фаз) и обеспечивающийнеобходимую задержку между выключением и включением двух ключей инвертора, относящихся к одной фазе(запрет одновременного их включения из-за возможности короткого замыкания источника постоянного тока). Один из возможных вариантов выполнения шестиканального формирователя 50 управляющих импульсов(Фиг, 2) содержит первый 61, второй62 и третий 63 формирователи управляющих импульсов, выполненные поодинаковой схеме,В качестве элемента 64 задержкиможно применить формирователь коротких импульсов типа одновибратора,Элемент 64 задержки управляется передним фронтом положительного импульса с выхода элемента ИЛИ 38 при подаче на его входы нулевых импульсов с элементов И 19 и 20. Выходным (нулевым) импульсом элемент 64 задержки блокирует на время задержки прохождение сигналов с прямого или инверсного выходов В 8 -триггера 11 на выход соответственно десятого 21 или одиннадцатого 22 элементов И, создавая необходимую выдержку времени между включением одного ключа и включением другого.В качестве модулятора 51 можно применить любой модулятор, осуществляющий модулирование управляющих импульсов, поступающих с формирователя 50 на анодный импульсный усилитель, рабочими импульсами Ер (с выхода второго триггера 10). Один из возможных вариантов выполнения мо. дулятора 51 (фиг. 3) содержит три элемента И 23-25 (по числу управляющих сигналов), в качестве которых применены МС К 155 ЛИ 1.В качестве анодного 52 и катодного 53 импульсных усилителей можно применить любые трехканальные усилители, усиливающие управляющие сигналы с вьоода формирователя 50 или модулятора 51 до величины, необходимой для управления транзисторными ключами инвертора, и гальванически разделяющие цепи управления и сило 1203481с:вые цепи инвертора, Для низкочастот ных преобразователей удобно применить импульсные усилители, использующие модуляцию управляющего сигнала высокочастотным сигналом прямоугольной формы.Блок 39 задания скорости представляет собой любые контактые либо бесконтактные переключатели, позволяющие подавать на информационные входы соответственно первого счетчика 26 и управляемого делителя 4 1 частоты в виде кода числа, связанные с заданием необходимой скорости,При применении в качестве гервого счетчика 26 управляемого делителя 4 1 частоты счетчиков с одинаковым направлением счета направления изменения коэффициента пересчета К, и коэффициента деления Мцо при изменении заданной скорости одинаковы.11 ри этом во всем диапазоне изменения скоростей каждому значению заданной скорости соответствует определенное значение коэффициента пересчета Кц , а коэффициент Ирц изменяется ступенчато по поддиапаэонам изменения скоростей, т.е. определенному поддиапазону соответствует определенный коэффициент Мр, постоянный для данного поддиапазона, Поэтому для блока 39 задания скорости удобно применить два аналого-цифровых преобразователя, управляемых одной регулируемой величиной (например, одним входным напряжением): для формирования кода изменения коэффициента пересчета М, (первые разрядные выходы блока 39 задания скорости) - аналого-цифровой преобразователь на основе реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя, а для формирования кода изменения коэффициента деления М (вторые разрядные выходы блока 39 задания скорости) - аналогоцифровой преобразователь параллельного действия с применением схем сравнения.Для облегчения объяснения работы цифрового регулятора примем, что второй 27, пятый 30 и седьмой 32 счетчики включены на "прямой11счет , а первый 26, третий 28, четвертый 29 и шестой 3 1 счетчики и40 45 50 10 15 20 25 ЗО 35 счетчики управляемого делителя 41частоты - на "обратный счет".В регуляторе измеряется длительность интервала Т = 1/ , пропорционального угловой скорости, поступающего с датчика 4 скорости,Измерение осуществляется посредством заполнения интервала импульса-ми опорной частоты от генератора40 импульсов и подсчета их с помощью первого 26 и второго 27 счетчиков.оПеред началом работы регуляторав блоке 39 задания скорости (первые разрядные выходы) устанавливается в виде кода число, равное числуимпульсов генератора 40, приходящих в первый счетчик 26 за времяот начала измеряемого интерваладо верхнего предела выбранной зонырегулирования угловой скорости.В зависимости от выбранной угловой скорости на вторых разрядных выходах блока 39 задания скоростиустанавливается код, определяющийкоэффициент деления И управляемого делителя 41 частоты,Коды, устанавливаемые на первыхи вторых разрядных выходах блока 39скорости, зависят от выбранной зонырегулирования, заданных величинугловой скорости двигателя и параметров входных интервалов, поступающих с датчика 4 скорости,Цифровой регулятор работает сле,дующим образом. Импульс, поступающий с датчика 4 скорости, задающий начало измеряемого интервала и сформированный в первом формирователе 5 импульсов, переносит задание, записанное в блоке 39 задания скорости (первые разрядные выходы), в счетчик 26.Через время задержки, необходимое для установки счетчика 26, нулевым импульсом из второго формирователя 6 переключается первый Ь -триггер 9. При этом на первый вход первого элемента И 12 подается разрешающий (единичный) потенциал и на вход вычитания первого счетчика 26 начинают поступать импульсы генератора 40, Через время задержки, определяемое третьим формирователем 7, нулевым импульсом с четвертого формирователя 8 по установочному входу во вто 1203481 8ром счетчике 27 устанавливается начальный код.В зависимости от соотношения между действительной угловой скоростью двигателя 1 и скоростями начала О 3 нзри конца ,)а зоны регулирования измерение ошибки и выработка управляющего сигнала регулятора производятся следующим образом:1) 0 1) о( о-) 4 оЗрПри поступлении на вход первогосчетчика 26 заданного числа импульсов он устанавливается в нулевоесостояние и нулевым выходным импульсом переключает в нулевое состояние первый ВЯ -триггер 9. При этомнулевым импульсом с прямого выходаКз-триггера 9 закрывается первыйэлемент И 12, прекращая поступлениеимпульсов генератора 40 в первыйсчетчик 26, и по стробирующему входуразрешается работа блока 34 ограничения, Единичный сигнал с инверсноговыхода Я -триггера 9 открываетвторой элемент И 13 и импульсы генератора 40 начинают поступать черезвторой 13 и третий 14 элементы Ина вход "Прямой счет" второго счетчика 27 (до установки на разрядныхвыходах второго счетчика 27 кодаограничения с выхода блока 34 ограничения, на второй вход третьего элемента И 14 подается разрешающий единичный сигнал).При установке на разрядных выходахвторого счетчика 27 кода ограничения срабатывает (при этом на егостробирующий вход подается разрешающий нулевой сигнал с прямоговыхода йя-триггера 9), и нулевымимпульсом по второму входу закрывает третий элемент И 14, прекращаяпоступление импульсов генератора40 на счетный вход счетчика 27,Одновременно выходным импульсомблока 34 ограничения через элементИЛИ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 (код ограничения) переносится в регистр33 памяти. Цикл измерения ошибкизакончен,Следующий импульс с датчика 4 скорости, сформированный в первом формирователе 5, переносит задание, записанное в блоке 39 задания скорости, в счетчик 26. Импульсом из второго формирователя 6 переклю 510 2) ньа"--кза 3))иаВ данном случае очередной импульсс датчика 4 скорости поступает вовремя работы первого счетчика 26(до установки его в нулевое состояние), Импульсом с выхода .первого 55 формирователя 5 задание с блока 39задания скорости переносится,в пер вый счетчик 26, импульсом с выходавторого формирователя 6 удерживается 20 25 30 35 40 45 чается первый 45 -триггер 9. Нуле-вым импульсом с инверсного выходапервого 65-триггера 9 блокируетсявторой элемент И 13, а единичнымимпульсом с его прямого выхода блокируется блок 34 ограничения и через первый элемент И 12 разрешаетсяпоступление импульсов генератора40 на счетный вход первого счетчика26. Через время задержки, определяемое третьим формирователем 7, импульсом с четвертого Формирователя8 по установочному входу во второмсчетчике 27 устанавливается начальный код, подготавливая его к приемуинформации следующего цикла измерения ошибки. Элементы измерения ошибки регулятора работают так же, как и при 0 (ц.) (Зр , за исключением того, что очередной импульс с датчика 4 скорости поступает во время работы второго счетчика 27 (до установления на его выходах кода ограничения)Импульсом с выхода первого формирователя 5 задание с блока 39 задания скорости переносится в первый счетчик 26, импульсом с выхода второго формирователя 6 импульсов переключается первый К 5 -триггер 9, При этом сигналом с его инверсного выхода блокируется второй элемент И 13, а сигналом с прямого выхода разрешается прохождение импульсов с генератора 40 через первый элемент И 12 на вычитающий вход первого счетчика 26, импульсом с выхода третьего формирователя 7 через элемент ИЛИ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 переносится в регистр 33 памяти, а импульсом с выхода четвертого формирователя 8 во втором счетчике 27 устанавливается начальный код, подготавливая его к приему информации следующего цикла измерения ошибки.10 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Ю единичном состоянии первый Я 5- триггер 9 (на прямом выходе "1"). При этом нулевым потенциалом с инверсного выхода первого 3 -триггера 9 продолжает блокироваться второй элемент И 13 (импульсы генератора 40 не проходят в счетчик 27), на первый вход первого элемента И 12 с прямого выхода первого К 5 -триггера 9 подается разрешающий (единичный) потенциал и на вход вычитания первого счетчика 27 поступают импульсы генератора 40 (новый цикл измерения ошибки), Импульсом с выхода третьего формирователя 7 через элемент ИЛИ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 переносится в регистр 33 памяти (начальный код), а импульсом с выхода четвертого формирователя 8 во втором счетчике 27 подтверждается установка начального кода, подготавливая его к приему информации следующего цикла измерения ошибки,Таким образом, при ос 3 е )ньр в регистр 33 памяти перезаписывается код ограничения второго счетчика 27, при-)кр- начальный код второго счетчика 27, а при)нр (и)-7 кьр информация с второго счетчика 27, находящаяся в нем в момент прихода очередного импульса с датчика 4 скорости (промежуточный код между начальным кодом и кодом ограничения). Значения начального кода и кода ограничения устанавливаются в соответствии с необходимой кратностью регулирования частоты в тяговом и тормозном режимах; Информация в регистре 33 памяти обновляется с частотой, равной частоте импульсов, поступающих с датчика 4 скорости. Информация, находящаяся в регистре 33 памяти, преобразуется во вращающий момент двигателя 3 следующим образом.Состояние старшего (и-го) разряда 60 регистра 33 памяти определяет режим работы асинхронной машины (направление вращающего момента):состояние "1" (прямой выход"1", инверсный выход 59 - "0")режим двигателя (направление вращающего момента совпадает с направлением вращения вала двигателя (тяговый режим),состояние "0" (прямой выход 58"0", инверсный выход 59 - "1"),режим электромагнитного тормоза (момент направлен против направления вращения вала двигателя - тормозной режим,Состояние (И - 1) младших разрядов регистра 33 памяти определяет величину момента в тяговом или тормозном режимах,Предположим, что состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти "1" (выход 58 - "1" выход 59 - "0"). При этом четвертый элемент И 15гчерез второй элемент ИЛИ 36 подключает к счетному входу третьего счетчика 28 выход пятого счетчика 30, седьмой элемент И 18 через третий элемент ИЛИ 37 подключает к счетному входу четвертого счетчика 29 выход шестого счетчика 3 1.На второй (стробирующий) вход второго дешифратора 49 поступает нулевой сигнал, разрешающий его работу, а на второй (стробирующий) вход первого дешифратора 48 поступает единичный сигнал, блокирующий его, На суммирующий вход пятого счетчика 30 и на вычитающий вход шестого счетчика 31 постоянно поступают импульсы генератора 40. При заполнении пятого счетчика 30 нулевой сигнал с его выхода через первый элемент НЕ 45 подается на первый вход первого элемента И-НЕ 42. Очередной импульс генератора 40 через первый элемент И-НЕ 42 подается на вход предварительной записи пятого счетчика 30, записывая в нем число (устанавливая коэффици- енТ пересчеТа Я 5 ч ) В сооТвеТсТвии с информацией в регистре 33 памяти. На выходе пятого счетчика 30 устанавливается единичный сигнал, который через первый элемент НЕ 45 блокирует прохождение импульсов генератора 40 на вход предварительной записи пятого счетчика 30, разрешая его работу по счетному входу, При поступлении на счетный вход пятого счетчика 30 число импульсов генератора 40, в соответствии с установленным коэффициентом пересчетана его выходе снова устанавливается нулевой сигнал и производится установка коэффициента пересчетал соответствии с информацией, находящейся в данный момент в регистре 33 памяти.Таким образом, в зависимости от информации, записанной в регистре 33 памяти, изменяется коэффициент пересчета М 5 Ч и на выходе пятого счетчика 30 формируются импульс я с периодом слецования ( г Ыьсч ), которые через четвертый элемент И 15 и второй элемент ИЛИ 36 подаются на вычитающий вход третьего счетчика 28.При установке шестого счетчика 31 в нулевое состояние нулевой сигнал с его выхода через второй элемент НЕ 46 подается на первый вход второго элемента И-НЕ 43. Очередной импульс генератора 40 через второй элемент И-НЕ 43 подается на вход предварительной записи шестого счетчика 31, записывая в нем число (устанавливая коэффициент пересчета Мьсч) в соответствии с информацией в регистре 33 памяти. На выходе шестого счетчика 31 устанавливается единичный сигнал, который через второй элемент НЕ 46 блокирует прохождение импульсов генератора 40 на вход предварительной записи шестого счетчика 31, разрешая его работу по счетному входу. При поступлении на счетный вход шестого счетчика 31 числа импульсов генератора 40 в соответствии с установленным коэффициентом пересчета Мсч на его выходе снова устанавливается нулевой сигнал и производится установка коэффициента пересчета Чьсч в соответствии с информацией, находящейся в данный момент в регистре 33 памяти. 51 О15 20 25 30 35 40 45 50 55 Таким образом, в зависимости от информации, записанной в регистре 33 памяти, изменяется коэффициент пересчета йьсч и на выходе шестого счетчика 31 формируются импульсы с периодом следования(1 иМьсч)которые через седьмой элемент И 18 и третий элемент ИЛИ 37 подаются на вычитающий вход четвертого счетчика 29.При поступлении на вычитающий вход третьего счетчика 28 числа импульсов пятого счетчика 30 в соответствии с коэффициентом пересчета М 5он устанавливается в нулевое состояние. Нулевой сигнал с его выхода по входу предварительной установки записывает в четвертый счетчик 29 начальный код (устанавливает коэффициент пересчета Мчч ), по 3 -входу устанавливает второй Й 8триггер 10 в единичное (рабочее)состояние и через третий элементНЕ 47 подается на первый вход третьего элемента И-НЕ 44,Этот элемент времени принимаетсяза начало элементарного периодаТг и начало рабочего импульсазк.лягр.тягОчередной импульс с третьего счетчика 28 через третий элементИ-НЕ 44 подается на вход предварительной записи третьего счетчика28, записывая в нем число в соответствии с установленным коэффициентомпересчета.йьсчНа выходе третьего счетчика 28устанавливается единичный сигнал,который разрешает работу четвертогосчетчика 29 по счетному входу, а также через третий элемент НЕ 47 блокирует прохождение счетных импульсов на вход предварительной записи третьего счетчика 28, разрешая его работу по счетному входу.1При поступлении на вычитающии вход четвертого счетчика 29 числа импульсов шестого счетчика 31 в соответствии с коэффициентом пересчета Мон устанавливается в нулевое состояние и выходным нулевым сигналом по б -входу устанавливает второй РЯ -триггер 10 в нулевое состояние. На выходе второго б 5 - триггера 10 формируется рабочий импульс ряг ги МсцМПри поступлении на счетный вход третьего счетчика 28 числа импульсов пятого счетчика 30 в соответствии с установленным коэффициентом пересчета Мз, на его выходе снова устанавливаеися нулевой сигнал и повторно производится начальная установка четвертого счетчика 29, установка второго И -триггера 1 О в рабочее состояние и подготовка к начальной установке третьего счетчика 28.При этом заканчивается формирование "элементарного периода стяг =г "ьсч М,ч , в течение которого формируется один рабочий импульс рягИмпульсы с выхода третьего счетчика 28 поступают на управляемый делитель 4 1 частоты, коэффициент деления Кур которого устанавливает" ся блоком 39 задания скорости (вто120348 10 30 зс 40 45 50 55 13рые разрядные выходы). Установка заданного коэффициента деления Иу, производится выходными импульсами управляемого делителя 41 частоты по входу предварительной записи.Таким образом, на выходе управляемого делителя 41 частоты образуются импульсы с периодом следова 1ФГр Тэ т КунцТ- перйод выходного напряжения инвертора. При подаче импульсов с периодомследования Тр,на седьмой счетчик32 (счетчик с коэффициентом пересчета 6), на его выходах образуетсякод переключения ключей инвертора,который подается на параллельносоединенные информационные входыпервого 48 и второго 49 дешифраторов. Такое построение системы управление инвертором обеспечиваетодинаковое число импульсов в обеихполуволнах трех фаз выходного напряженияОднако при состоянии старшегоразряда регистра 33 памяти " 1" первый дешифратор 48 по второму (стробирующему) входу блокирован, аразрешающий (нулевой) сигнал подается на стробирующий вход второгодешифратора 49, на выходах которого образуется шестифазная системаимпульсов (нулевых) длительностью60каждый.Формирование импульсов, управляющих ключами трехфазного мостового инвертора, производится формирователем 50 управляющих импульсов(фиг. 2),Рассмотрим формирование управляющих импульсов для ключей 56-1 и57-4 фазы А инвертора формирователем50 управляющих импульсов. Обозначение выходов первого 48 и второго 49дешифраторов (фиг. 2) принято следующее: 48: 1 - первый выход первогодешифратора, 49:3 - третий выходвторого дешифратора и т,д,Каждый из ключей инвертора проводит ток в течение 180,Включен ключ 57-4 инвертора 55(ключ 56-1 выключен).При подаче на вход восьмого элемента И 19 нулевого импльса с выхода (49:3) второго дешифратора 49по 5 -входу третий-триггер 11устанавливается в состояние "1",т.евыключается управляющий сигнал 1 14с ключа 57-4 (сигнал "0" с инверсного выхода третьего ЙЯ -триггера 11 подается на вход одиннадцатого элемента И 22), и подается разрешающий сигнал на включение ключа 56-1 (сигнал "1" с прямого выхода третьего ВЯ-триггера 11 на вход десятого элемента И 21).Однако нулевым импульсом с выхода восьмого элемента И 19 через четвертый элемент ИЛИ 38 срабатывает элемент 64 задержки на время 1на входах десятого 21 и одиннадцатого 22 элементов И устанавливается сигнал, запрещающий включение. По окончании задержки 1 элемента 64 задержки снимается блокировка десятого элемента И 21 (с выхода элемента 64 задержки подается сигнал "1") и с его выхода на ключ 56-1 подается включающий сигнал.Через 180поступает нулевой сигнал с выхода (49:6) дешифратора 49 и через девятый элемент И 20 по Р-входу он устанавливает третий КЯ-триггер 11 в состояние "0" и через четвертый элемент ИЛИ 38 включает элемент 64 задержки, Й 5 - триггер 11 выключает ключ 56-1 и подает разрешающий сигнал на включение ключа 57-4 (сигнал "1" с инверсного выхода на вход одиннадцатого элемента И 22). Однако одиннадцатый элемент И 22 блокирован нулевым сигналом элемента 64 задержки и включение ключа 57-4 произойдет через времй тз посля снятия блокировки одиннадцатого элемента И 22.Аналогично импульсами с выходов (49: 1) и (49:4) второго дешифратора 49 в Формирователе 62 управляющих импульсов производится фор ирование управляющих импульсов ключей 56-3 и 57-6 и импульсами с выходом (49;5) и (49:2) дешифратора 49 в Формирователе 63 управляющих импульсов производится формирование управляющих импульсов ключей 56-5 и 57-2 инвертора 55,Таким образом, формирователь 50 управляющих импульсов выполняет следующие функции: формирование через 180 управляющих импульсов ключей инвертора 55; блокировку одновременного включения двух ключей одной Фазы (устранение сквозного короткого замыкания источника пита 203481 16ния) задержкой на время 1 включения второго ключа при выключении первого и наоборот (время задержкивыбирается из условия .1 вюкиас, где в м - максимально возможное время выключения ключей инвертора 55).Управляющие импульсы на ключи 57-2, 57-4 и 57-6 катодной группы 57 инвертора 55 подаются через катодный импульсный усилитель 53, где производится их усиление и гальваническая развязка.Управляющие импульсы на кл,очи 56-1, 56-3 и 56-5 анодной группы 56 инвертора 55 подаются через модулятор 51 и анодный импульсный усилитель 52.В модуляторе 56 (фиг. 3) на первые входы двенадцатого 23, тринадцатого 24 и четырнадцатого 25 элементов И подаются управляющие импульсы ключей 56-1, 56-3 и 56-5 с формирователем 50 управляющих импульсов, а на вторые входы элементов И 23-25 - рабочие импульсы с выхода второго-триггера 10. Таким образом, в модуляторе 51 при помощи двенадцатого 23, тринадцатого 24 и четырнадцатого 25 элементов И происходит модулирование управляющих импульсов ключей анодной группы 56 импульсами частотойт.тягКлючи инвертора 55, переключаясь в соответствии с заданным алгоритмом переключения, определяемым вторым дешифратором 49 и формирователем 50 управляющих импульсов-, формируют на обмотках индуктора 1 дугостаторного асинхронного двигатец ля 3 напряжение "ьеР.тягтэ 1.тя г1частотой Ьтягс - и прямымТ 9 ТЯ Гпорядком чередования фаз, где Ттяг = ГьЧ 5 Сц")1 ГсЧПЕриод ВЫХОДНОГО напряжения инвертора 55 в тяговом режиме, ртяг =ф Ги мьсч мцсч1 ч.тяг = ги 4 всч4 зсч амплитудное значение выходного напряжения инвертора (при отсутствии регулирования).Индукторы 1 создают бегущее магнитное поле определенного направления, которое, взаимодействуя с ротор соединены с разрядными выходами,регистра 33 памяти, а переключаютсяпятый 30 и шестой 31 счетчики синхронно импульсами генератора 40,поступающими на их противоположныесчетные входы (на суммирующий входпятого счетчика 30 и на вычитающийвход шестого счетчика 31), то изменение кода на (И - 1) младших разрядах регистра 33 памяти приводит кпротивоположному изменению коэффициента пересчета М 5 с и Мбс . Такпри увеличении кода на выходах регистра 33 памяти коэффициент Мсчуменьшается, а коэффициент Мсц увеличивается, и, наоборот, при уменьшении кода коэффициент Мсц увеличивается, а коэффициент М ч уменьшается,Таким образом, при увеличении кода регистра 33 памяти в тяговом режиме (состояние старшего .разряда 60 регистра 33 памяти "1") частота 30 ОбсР. Тя г .тяг и отношениестяг увеличиваются, а следовательно, увеличивается угловая скорость и вращающий момент двигателя 3, и, наоборот, при уменьшении кода частотаОьсР тяГи отношение уменьшают- Ь,тяг. Еь тягся, а следовательно, уменьшаютсяугловая скорость и вращающий момент двигателя 3.Рассмотрим преобразование информации, находящейся в регистре 33памяти, во вращающий момент двигателя 3 при нулевом состоянии старшего (и-го) разряда 60 регистра 33памяти (выход 50 - "0", выход 59 "1" (тормозной режим).При этом шестой элемент И 17через второй элемент ИЛИ 36 подключает к счетному входу третьегосчетчика 28 выход шестого счетчика 31, а пятый элемент И 16 через третий элемент ИЛИ 37 подключает ксчетному входу четвертого счетчика29 выход пятого счетчика 304 35 40 45 50 55 ным элементом 2, создает вращающий момент необходимой величины. ПриДЬсР ТЯГэтом отношение = Ысч(йчсч МЧРЧ,Ь тягй г чМ с ф. Г и а) харак те ризуе т в еличину вращающего момента двигателя 3.Так как информационные входы пятого 30 и шестого 31 счетчиков