Устройство для цифрового управления асинхронным двигателем

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 4 А 1 9) 05 В 11/2 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИ ЛЬСТ(21) (22) (46) щих ност ност и ф. Цифровые следя втоматики. Изд-в 6. щи ым бр яю ор РОВОГО ДВИГА 4 ДЛЯ Ц РОННВ ТЕЛ йствам ракте вления изме с 1 едя форм 7) Изобретение относится к ус томатики и предназначено для у инхронным двигателем цифров 1 .07 07,06 В, Д М. С 62-50 5 ато систе строе ОРСНОМУ СВИ БРЕТЕНИЯ систем с тиристорным усилителем мощи. Устройство позволяет повысить точь управления при изменении частоты ормы питающего напряжения за счет ирования корректирующего кодового ала, зависящего от величины изменения ты и формы напряжения питания сети, рый алгебраически суммируется с основ- кодом управления. Суммарный код презуется соответственно в ширину управцего импульса, причем закон изменения ектирующего кодового сигнала выбиратаким образом, чтобы статическая харистика устройства как можно меньше нялась при флюктуациях частоты и ы напряжения питающей сети. 4 ил.4 О 50 55 Изобретение относится к устройствам автоматики и предназначено для управления асинхронным двигателем цифровых следящих систем с тиристорным усилителем мощности,Цель изобретения -- повышение точности работы устройства при изменении частоты и формы питающего напряжения,На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов; на фиг, 3 и 4 - зависимости относительной ширины управляющего импульса от кода управления.Устройство содержит первый 1 и второй 2 триггеры Шмидта, первый 3 и второй 4 формирователи импульсов, первый 5 и второй 6 счетчики, первый 7 и второй 8 элементы И, элемент И-НЕ 9, элемент ИЛИ 10, статический триггер 11, генератор 12 импульсов, сумматор 13, распределитель 14 импульсов, усилитель 15 мощности, регистр 16 памяти.Кроме того, на временных диаграммах сигналов, поясняющих работу устройства (фиг. 2) приняты следующие обозначения: 17 и 18 - напряжения питающей сети; 19 - 22 - прямоутольные напряжения, формируемые триггерами Шмидта 1 и 2; 23 - 26 - последовательности импульсов, формируемые формирователями 3 и 4 импульсов, 27 и 28 - последовательности импульсов на выходе элемента ИЛИ 10, 29 - импульсы с выхода генератора 12 импульсов, 30 и 31 - управляющие импульсы Я на выходе статического триггера 1.Устройство для цифрового управления асинхронным двигателем работает следующим образом.В момент перехода синусоидального напряжения 17 и 18 питания через ноль от отрицательного полупериода к положительному и обратно триггеры Шмидта 1 и 2 формируют прямоугольные напряжения (31, 131 (19 и 20) и 13 г, 13 г (21 и 22) (фиг. 2), длительность которых определяется порогом срабатывания триггеров Шмидтаи 2 и частотой напряжения питания. Порог срабатывания выбирается в зависимости от максимально возможного искажения формы синусоидального напряжения питания и подбирается экспериментально (фиг. 2). Формирователи 3 и 4 импульсов вырабатывают последовательности импульсов 1 (23 и 24) и г (25 и 26). Эти импульсы (2 и 28) через элемент ИЛИ 10 в начале каждого полупериода питающего напряжеР 1 ия производят запись управляющего кода гп в счетчик 5 и устанавливают статический триггер 11 в состояние, при котором через элемент И 8 импульсы 1,н (29) с генератора 12 импульсов проходят на счетный вход счетчика и заполняют его. В момент переполнения счетчика 5 импульс переноса устанавливает статический триггер 1 в состояние, запрещающее прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 5. В начале сле 5 1 о 15 20 25 зо 35 дующего полупериода процессы повторяются, и в результате на выходе статического триггера 11 вырабатывается последовательность Я импульсов (30 и 31) переменной длительности (фиг. 2), начало которых совпадает с моментом переполнения счетчика 5 и зависит от величины управляющего кода Рп, а конец - с началом следующего полу- периода. Управляющие импульсы Я далее поступают на вход распределителя 14 импульсов, на управляющие входы которого поступают сигналы 131, Б 1 (19 и 20) и (3 г (3 г (21 и 22), несущие информацию о знаке полупериода питающего напряжения и знаковый разряд входного сигнала гп. В данном случае в качестве распределителя импульсов могут быть использованы четыре микросхемы 4 И-НЕ с открытым коллектором, на входы которых наряду с импульсами Я поступает нужная комбинация сигналов (31, 131, 1.3 г, 13 г, в 1 ЯГ 1 Гп и з 1 яп гп.Коррекция зависимости статической характеристики устройства от частоты и формы питающей сети обеспечивается следующим образом. В моменты времени, определяемые импульсами 1, в счетчик 6 записывается заранее выбранное число М превышающее 1,н- , где с н - минимальное значение часс нннтоты питаю 1 цей сети, и на время действия сигналов С 1, Б 1, сформированных триггером1Шмидта 2, через элемент И 7 с генератора 12 импульсов поступают импульсы на вычитающий вход счетчика 6.В результате на выходах счетчика 6 в конце первого полупериода будет числолслЛгп == Мо --- , которое с помощью импульлссов 1 г, г переписывается в регистр 16 памяти.Корректирующий сигнал Лгп изменяется в диапазоне Мл --- -" (:Лгп ( Мо -- " - с ннн с чанс Для обеспечения необходимой точности компенсации влияния изменения частоты сети 4 следует увеличивать разрядность устройства наединиц. Дополнительное число разрядовможет быть подсчитано по формуле оьгс 1 Т1 с нон ( -- )Ксклнлл 1 слнаннгде, - диапазон изменения корректирующего сигнала Лп 1.В результате число импульсов, поступаю 1 цих на вход счетчика 6 от генератора 12 импульсов, и, как следствие, код на выходе счетчика 6 и регистра 1 6 будут соответствовать частоте питающей сети. Этот код в качестве первого слагаемого поступает на первый вход сумматора 3, на старшие разряды второго входа поступает сигнал управленияФормула изобретения 15 Устройство для цифрового управленияасинхронным двигателем, содержащее последовательно соединенные триггер Шмидта, вход которого подключен к источнику переменного напряжения, и формирователь импульсов, а также статический триггер, генератор импульсов, счетчик, выход которого подключен к первому установочному входу статического триггера, распределитель импульсов и усилитель мощности, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства путем компенсации зависимости статической характеристики от частоты и формы питающего напряжения, в него введены второй формирователь импульсов, ЗО элемент ИЛИ, второй элемент И, элементИ-НЕ, а также последовательно подключенные второй триггер Шмидта, первый элемент И, второй счетчик, регистр памяти и сумматор, вход элемента И-НЕ подключен к выходу второго счетчика, а выход - к третьему З 5 входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов и первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу статического триггера и первому входу распределителя импульсов, а выход - к перво О му входу первого счетчика, к второму входукоторого подключен выход сумматора, третий вход первого счетчика подключен к выходу элемента ИЛИ и второму входу статического триггера, первый вход которого подключен к выходу первого счетчика, первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго формирователя импульсов и второму входу второго счетчика, а второй вход к выходу первого формирователя импульсов и второму входу регистра памяти, вход второго формирователя импульсов подключен к выходу второго триггера Шмидта и второму входу распределителя импульсов, третий вход которого подключен к выходу первого триггера Шмидта, вход которого подключен к входу второго триггера Шмидта, выход 55 распределителя импульсов подключен к усилителю мощности. 1 нн = 1 с ном 2/, гп ЛгпИз зависимости т = 1(гп) известного решения (фиг. 3) видно, что при изменении частоты питающей сети статическая характеристика меняется существенно, особенно при малых значениях входного сигнала гп, что на пониженной частоте, например в следящих системах, может привести к автоколебаниям системы, а на повышенной частоте питающей сети - к значительной статической ошибке. гп, а на младшие разряды - сигнал гп-. Введение дополнительных разрядов сигнала гп- позволяет осуществить регулировку начального участка характеристики устройства при изменении условий работы системы (т. е. для компенсации момента трения в электроприводах). Выходной сигнал с сумматора 13, равный гп + гпсм + Лгп, подается на информационные входы счетчика 5 и с появлением установочного импульса этот код записывается в счетчик 5.При уменьшении частоты питающей сети ниже расчетной, например, в кратковременном аварийном режиме, для того, чтобы избежать неправильного функционирования устройства, введен элемент И-НЕ 9, фиксирующий нулевой код счетчика 6 и запрещающий прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 6.Частота тактирующих импульсов 1,для известных решений связана с номинальной частотой сети питания 1 с нм отношением1,=1 с., 2,мФ где Ы - разрядность управляющего кода гп.Относительная ширина управляющего импульса при этом зависит от величины входного сигнала следующим образом:Т,22"1 сннгде 1 - текущее значение частоты питающего напряжения;1 н ном - НОМИНаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ЧаСТОТЫ ПИтающего напряжения;11.1 сгп - текущее значение входного сигнала.Частота тактируемых импульсов 1,устройства связана с номинальной частотой сети питания 1 с но соотношением где- дополнительное число разрядов дляобеспечения необходимой точности компенсации влияния изменения частоты 1,.Относительная ширина управляющего импульса устройства может быть определена следующим образом: Из зависимости т = 1(гп) предлагаемогоустройства (фиг. 4) видно, что при малых значениях входного сигнала прямые практически совпадают, а расхождение при больших гп (близких к 2") несущественно отра жается на качественных показателях сис.темы.Указанные технические преимуществадостигаются тем, что к основному управл яющему сигналу гп прибавляется коррек тирующий сигнал Лгп + гп", зависящийот частоты, формы питающей сети и начальных условий, т. е. компенсации момента трения в следящих системах.130илиал Редактор Н. ТупиЗаказ 3088/49ВН Сост а Техрс Тираж ИГ И Государстве по делам из обре 5, Москва, Ж - 35 ППП Патент, г.1 У, 1г 0 оролевКорреПодпистета СССРткрытнйя наб., л. 45Проектная нного ком гений и оРаушскаУжгород