Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 4 Н 02 Р 5 28 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНвел ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(2) В.И. Гостев и В,Ф. Сватов (53) 621.316.721,078(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 189071, кл. Н 02 Р 7/58, 1966.Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключения. М.: Энергия, 1971, с. 399, рис. 14.2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЪМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фазового управления двухфазным асинхронным электродвигателем. Целью изоб,801 39857 А 1 ретения является упрощение и повышение точности регулирования частоты вращения. За счет использования дели" теля частоты 5, двух Т-триггеров 6, 7, логических элементов ЗИ 8, 2 И 11, управляемого делителя частоты 9, КЯ- триггера 10, счетчика-делителя 12 устройство позволяет при достаточной простоте реализации обеспечить заданную точность управления частотой вращения электродвигателя путем увеличения количества разрядов кода управления, Выполнение основных блоков устройства на цифровых микросхемах обеспечивает ему высокую надежность и стабильность цифрового управления. 2 ил, сфИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано для фазового управления двухфазным асинхронным электродвигателем.5Целью изобретения является упрощение и повышение точности регулирования частоты вращения.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вре,менные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит задающий генератор 1, первый и второй усилители 2 и 3 мощности, выходы которых предназначены для подключения к обмоткам возбуждения и управления двухфазного асинхронного электродвигателя 4, делитель 5 часто О ты, два Т-триггера 6 и 7, логический элемент ЗИ 8, управляемый делитель 9 частоты, КБ-триггер 10, логический элемент 2 И 11, счетчик-делитель 12, коммутатор 13. 25Выход задающего генератора 11 подключен к входу делителя 5 частоты и к первым входам логических элементов ЗИ 8 и 2 И 11, Выход делителя 5 частоты соединен с входом первого Т-триг гера 6, выход которого соединен с входом второго Т-триггера 7 и с вторым входом логического элемента ЗИ .8. Прямой и инверсный выходы второго Т-триггера 7 подключены к входам первого усилителя 2 мощности, прямой выход второго Т-триггера 7 соединен с третьим входом логического элемента ЗИ 8, выход которого подключен к счетному входу управляемого делителя 9 частоты,40 выходом связанного с Б-входом КБ-триггера 10. Прямой выход КБ-триггера 10 соединен с первым входом коммутатора 13 и с вторым входом логического элемента 2 И 11, выходом соединенного с входом счетчика-делителя 12, выход которого подключен к К-входу КБ-триггера 10. Инверсный выход КБ-триггера 10 соединен с вторым входом коммутатора 13 и с управляющим входом управляемого делителя 9 частоты, задающие входы которого предназначены для пода чи управляющего сигнала, входы второ 55 го усилителя 3 мощности соединены с выходами коммутатора 13, управляющий вход которого предназначен для подачи сигнала 14 управления,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии КБ-триггер 10 и счетчик-делитель 12 находится в нулевом состоянии, при этом на управляющем входе управляемого делителя 9 частоты присутствует .сигнал логической 11", разрешающий его работу.Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частота которых равна (фиг, 2 а) где к - коэффициент пропорциональностиГ - рабочая частота асинхроннодвго двигате.пяЗначения Е выбираются из дискретности регулирования сдвига фазы напряжения в обмотке управления относительно напряжения в обмотке возбуждения.Импульсы частоты Гв, поступают на вход делителя 5 частоты, на первые входы логических элементов ЗИ 8 и 2 И 11. На выходе делителя 5 частоты получается последовательность импульсов, частота следования которых равна 4 Г дв (фиг. 2 б). С помощью последовательно включенных первого 6 и вто- рого 7 Т-триггеров обеспечиваетсяполучение управляющих импульсов(фиг. 2 в, г), которые, воздействуяпо входам первого усилителя 2 мощности, управляют формированием разнополярных импульсов для питания обмоткивозбуждения асинхронного двигателя 4(фиг, 2 м) .Одновременное поступление сигналовлогической "1" с прямых выходов первого 6 (фиг, 2 в) и второго 7 Т-триггеров (фиг.2 г) на второй и третий входы логического элемента ЗИ 8 разрешают последнему пропускать на свой выход импульсы частоты 2 ,(фиг.2,е),только в первой четверти периода напряжения обмотки возбуждения,Полученнаяпачка" импульсов поступает на счетный вход управляемогоделителя 9 частоты, коэффициент деления которого соответствует значениюкода 15 управления. Число разрядовуправляемого делителя 9 частоты равно числу разрядов управляющего кода15 и определяется требуемой дискретностью изменения сдвига Фазы напряжения управления относительно напря857 3 1339 жения возбуждения. Переполнение уп" равляемого делителя 9 частоты может наступить (в зависимости от устанавливаемого коэффициента деления) с приходом на его счетный вход любого5 импульса из поступившей пачки", который и определяет величину фазового сдвига,Рассмотрим случай, когда переполнение управляемого делителя 9 частоты происходит с приходом последнего входного импульса (фиг,2 е)., т.е. фазовый сдвиг составляет 90 При этом КБ-триггер 10 устанавливается в единичное состояние, с егоинверсного выхода сигнал логическогон0 (фиг.2 л) запрещает работу управляемого делителя 9 частоты, а с прямого выхода сигнал логической "1"20разрешает логическому элементу 2 И 11пропускать на счетный вход счетчикаделителя 12 импульсы частоты(фиг. 2 з). Счетчик-делитель 12 осуществляет подсчет входных импульсов25до его полного заполнения, что повремени соответствует полупериоду напряжения питающей сети.Импульс переполнения, сформированный на его выходе (фиг. 2 и), возвращает КБ-триггер 10 в исходное нулевое состояние (фиг. 2 л), при этомснимается запрет на работу управляемого делителя 9 частоты и прекращается поступление импульсов задающего 35генератора 1 на вход счетчика-делителя 12.Полученные сигналы единичного уровня с прямого (фиг. 2 ж) и инверсного(фиг. 2 л) выходов КБ-триггера 10 уп Оравляют через коммутатор 13 режимовпереключения второго усилителя 3 мощности. Сформированные разнополярныеимпульсы требуемой мощности с выходавторого усилителя 3 мощности (фиг.2 н) 45непосредственно запитывают обмотку управления двухфазного асинхронногодвигателя 4,Если изменить значения кода 15 управления, то переполнение управляемого :делителя 9 частоты наступит раньше (т.е. фазовый сдвиг будет меньше),а работа устройства в дальнейшем сводится к повторению рассмотренного ра"нее случая. 55 Для обеспечения реверсирования двигателя необходимо с помощью коммутатора 13 под действием сигнала 14 управления изменить очередность следования управляющих импульсов (фиг. 2 ж,л) на входы второго ключевого усилителя 3 мощности, при этом фаза напряжения в обмотке управления скачком иэменитося на 180 по отношению к напряжению возбуждения.Таким образом, при достаточной простоте реализации предлагаемое устройство позволяет обеспечить заданную точность управления частотой вращения путем увеличения количества разрядов кода управления. А выполнение основных блоков устройства на цифровых микросхемах обеспечит ему высокую надежность и стабильность цифрового управления,Формула изобретения Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее задающий генератор, первый и второй усилители мощности, выходы которых предназначены для подключения соответственно к обмоткам возбуждения и управления двухфазного асинхронного электродвигателя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности регулирования частоты вращения, введены делитель частоты, два Т-триггера, логический элемент ЗИ, управляемый делитель частоты, КБ-триггер, логический элемент 2 И, счетчик-делитель, коммутатор, выход задающего генератора подключен к входу делителя частоты и к первым входам логических элементов ЗИ и 2 И, выход делителя частоты соединен с входом первого Т-триггера, выход которого соединен с входом второго Т-триггера и с вторым входом логического элемента ЗИ, прямой и инверсный выходы второго Т-триггера подключены к входам первого усилителя мощности, прямой выход первого Т-триггера соединен с третьим входом логического элемента ЗИ, выход которого подключен к счетному входу управляемого делителя частоты, выход которого соединен с Б-входом КБ-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом коммутатора и с вторым входом логического элемента 2 И, выходом соединенного с входом счетчика-делителя, выход которого подключен к К-входу КБ-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом коммутатора иСоставитель С, ПоздТехред Л,Сердюкова вКорректорА, Обручар Гратилл акт аказ 4243/5 Подписное Тираж 659 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушекая наб., д.4 5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ектная,5 13398576 е управляющим входом управляемого де- лителя мощности соединены с выходами лителя частоты, задающие входы кото- коммутатора, управляющий вход которорого предназначены для подачи управ- го предназначен для подачи сигнала ляющего сигнала, входы второго уси- управления,5