Устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем

/4 ОРСНОМУ ЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1277348, кл. Н 02 Р 7/42, 1985,(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возмокностей. Указанная цель достигается введением в устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателемуправляемого по длительности делителя 7 частоты, организующего подключение выхода задающего генераторак первым входам блоков 2 и 3 широтной модуляции, В результате обеспечивается как частотное, так и широтноимпульсное управление асинхроннымдвухфазным электродвигателем (АД 1 6,расширение диапазона регулированиячастоты вращения АД 6,уменьшение влияния гармоник, отличных от основной,на работу АД 6, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, может быть использованодля частотно-широтно-импульсного управления электроприводами с асинхронным двухфазным электродвигателем5и является усовершенствованием устройства по авт.св, У 1277348,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей засчет обеспечения как частотного, таки широтно-импульсного управления .На фиг,1 изображена блок-схемаустройства для широтно-частотногоуправления асинхронным двухфазным 1 чэлектродвигателем; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для широтно-частотногоуправления асинхронным двухфазнымдвигателем содержит задающий генератор 1, первый 2 и второй 3 блоки широтной модуляции, первый 4 и второй5 ключевые усилители, подключенныесоответственно к обмотке возбуждения 28и обмотке управления асинхронногодвухфазного электродвигателя 6, первый 7 и второй 8 управляемые делите"ли частоты, Т-триггер 9 и коммутатор 10,30Выход задающего генератора 1 соединен со счетными входами управляемых делителей 7 и 8 частоты. Выходуправляемого делителя 7 частоты соединен с первыми входами блоков 2и 3 широтной модуляции, выход управляемого делителя 8 частоты соединенс вторыми входами блоков 2 и 3 широтной модуляции и с входом Т-триггера9, прямой и инверсный выходы которого 4 Осоединены с третьими входами блоков2 и 3 широтной модуляции, выходы первого блока 2 широтной модуляции подключены к входам первого ключевогоусилителя 4, а выходы второго блока3 широтной модуляции подключены квходам коммутатора 10, выходы которого соединены с входами второгоключевого усилителя 5.Каждый из блоков 2 и 3 широтноймодуляции содержит Т-триггер 11,три логических элемента И 12 - 14,два ВБ-триггера 15 и 16, дешифратор17 и счетчик 18, Счетный вход счетчика 18 образует первый вход блоков2 и 3 широтной модуляции, объединенные первые входы первого и второгологических элементов И 12 и 13 образуют второй вход блоков 2 и 3 широтной модуляции,.а вход Т-триггера 11 является .третьим входом блоков 2 и 3 широтной модуляции. Прямой и инверсный выходы Т-триггера 11 соединены с вторыми входами соответственно первого и второго логических элементов И 12 и 13, третьи входы которых объединены и подключены к первому выходу дешифратора 17, Второй выход дешифратора 17 соединен с объединенными В-входами первого и второго ВБ- триггеров 15 и 16, Б-входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго логических элементов И 12 и 13. Инверсные выходы обоих ВЯ-триггеров 15 и 16 соединены с входами третьего логического элемента И 14, выход которого соединен с входом установки в "0" счетчика 18, Выходы счетчика 18 подключены к входам дешифратора 17, Прямые выходы первого и второго ВБ-триггеров 15 и 16 образуют выходы блоков 2 и 3 широтной модуляции.Устройство работает следующим образом.Задакнций генератор 1 вырабатывает импульсы, частота которых равна (фиг,2 а,а)с 4 Кмаксгдето - максимальная частота напряже"Максния на обмотках асинхронного электродвигателя 6",К - целое число (К 1).Значения ы и К выбираются исходяиз требуемого диапазона и дискретности регулирования частоты вращенияэлектродвигателя. Эти импульсы поступают на счетные входы первого 7и второго 8 управляемых делителейчастоты, коэффициент деления которыхопределяется соответственно значениями цифровых кодов регулирования длительности 19 и частоты 20 импульсногонапряжения, питающего обмотки стато,ра электродвигателя.Значения цифровых кодов 19 и 20регулирования, присутствующих на управляющих входах первого 7 и второгоуправляемых, целителей частоты, соответствуют требуемой скорости и моменту электродвигателя,С выхода второго управляемого делителя 8 частоты (фиг,2,б) импульсная последовательность поступает навход Т-триггера 9, который осущест 1325655вияет поочередное переключение Ттриггеров 11 в блоках 2 и 3 широтноймодуляции (фиг,2,в,г,д,е), В исходномсостоянии на прямых выходах КЯ-триггеров 15 и 16 присутствует уровеньлогического "0, а с их инверсныхвыходов уровни логической "1" поступают на входы третьего логическогоэлемента И 14, При этом уровень логической "1" с выхода элемента И 14 10установит на выходы счетчика 18 всостояние логического "0", что приведет к появлению на первом выходедешифратора 1 сигнала логической "1"который открывает по третьим выходам 15первый и второй логические элементыИ 12 и 13.При совпадении сигнала с выходавторого управляемого делителя 8 частоты с сигналом на прямом выходе Ттриггера 11 на выходе первого логического элемента И 12 формируетсясигнал логической "1", который установит первый Ю-триггер 15 в состояние логической "1" на прямом выходе 25(логического "О" на инверсном выходе,фиг,2,з,и). При этом на выходе третьего логического элемента И 14.формируется сигнал логического "0", снимающий запрет с входа установки в "0" 30счетчика 18, который начинает осуществлять подсчет импульсов, поступающих с выхода первого управляемогоделителя 7 частоты. Период следованияэтих импульсов (фиг,2,ж,м) в зависимости от значения кода регулирования19 изменяется, что сказывается навремени заполнения счетчика 18, в течение которого на прямом выходе первого В 5"триггера 15 будет присутство вать сигнал логической "1" (фиг.2,з,н),Кличество накапливаемых в счетчике 18 входных импульсов фиксировано и после прихода последнего на еговыходе образуется цифровой код, вызывающий появление сигнала логической"1 на втором выходе дешифратора17, который возвращает лервый В 5 триггер 15 в исходное состояние (логический "0" на прямом выходе) . Одновременно с этим формируется сигналлогической "1" на выходе третьегоэлемента И 14, устанавливающий счетчик 18 в нулевое состояние.При совпадении сигнала с выходавторого управляемого делителя 8 частоты с сигналом на инверсном выходе Т-триггера 1, на выходе второго логического элемента И 13 Формируется сигнал логической "1", который пеРеведет второй В 5-триггер 16 в состояние логической "1 на прямом выходе. При этом аналогично описанному ранее сигнал логического 0" с выхода третьего логического элемента И 14 снимает запрет на счет со счетчика 18, и после окончания счета сигнал логической 1" с второго выхода дешифратора 17 верчет второй В 8-триггер в состояние логического "0",Таким образом, изменяя коэффициенты деления первого 7 и второго 8 управляемых делителей частоты, в соответствии со значениями кодов регулирования длительности 9 и частоты 20 сигналов управления (требуемой скорости и момента электродвигателя) осуществляется частотно-широтно-импульсное управление величиной амплитуды основной гармоники питающего обмотки статора напряжения.Сформированные таким образом сигнал управления регулируемой длительности и частоты с выходов первого и второго В 5-триггеров 15 и 16 поступают на первый ключевой усилитель 4 непосредственно и на второй ключевой усилитель 5 через коммутатор 10. Первый 4 и второй 5 ключевые ;".;.;те-; ли осуществляют Формирование и усиление по мощности разнополярных импульсов, .которые. затем непосредственно запитывают обмотки возбуждения и управления асинхронного двухфазного двигателя Ь (Фиг,2,к,л). Для обеспечения реверсирования электродвигателя необходимо с помощью коммутатора 10 под действием сигнала 21 управления изменить очередность следования управляющих импульсов на входы второго ключевого усилителя 5.Таким образом, введение в устройство дополнительного управления де- лителя частоты позволяет осуществлять в дополнении к частотному широтно- импульсное регулирование ско 1.огп;. и момента электродвигателя, что дает возможность построить более сложные системы с цифровой коррекцией величи" ны напряжения, питающего обмотки статора электродвигателя, благодаря наличию дополнительного канала - широтно-импульсного регулирования; расширить диапазон линейного регулирования за счет более низких скорос1325655 Составитель Техред Л.Се ловченко Корректор Е актор Г,Гербер ко Тираж 659сударственногоам изобретенийЖ, Раушска э 3122/5 Подписное ИИПИ митета СССРоткрытийаб д,4/5 113035, Москв оектная,4 Ужгород 11 роизводстненно-полиграфическое предприяти 5тей путем двухзонного регулирования; частотное до частоты, соответствующей нижней механической характеристике при номинальном моменте нагрузки, а дальше - широтно-импульсное, . за счет цифровой коррекции длительности управляющих импульсов регулировать частоту вращения вала электродвигателя как вверх, так и вниз относительно заданной; осуществляя широтно- импульсное регулирование как в канале обмотки управления, так и в канале обмотки возбуждения пропорционально изменению кода 20 регулирования частоты, существенно уменьшить отрицательное влияние гармоник, отличных от основной кратных трем). В этих целях значения кода 19 регулирования длительности управляющих импульсов подбирают такими, чтобы для питания обмоток статора электродвигателя поступали разнополярные импульсы длительностью 2/37, а пауза между ними составляла Т(/3 (фиг,2,п) . Формула изобретения Устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем по авт, св,В 1277348, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения как частотного, так и широтно-импульсного управления, введен второй управляемый по длительности делитель часто" ты, обеспечивающий указанное подключение задающего генератора к первым входам блоков широтной модуляции.