Устройство для управления вентильным электродвигателем

. Иванов, ахлестин ьство С 6/02, 19 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЪНЪМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт. св.1029368. Целью изобретения является улучшение качества регулирования в режиме позиционирования и повышение точности останова. Указанная цель достигается тем, что дополнительно введены запоминающий блок 9, блок 10 сравнения и трехвходовый формирователь 11 сигнала на торможение противовключением, тинформационные входы блока 9 соединены с выходами датчика 2 положения ротора синхронного двигателя и вторыми т-инерционными входами блока 10. Управляюгций вход блока 9 связан с выходом формирователя 8 сигнала на останов, первым входом формирователя 11 и управляющим входом блока 10. Первые информационные твходы блока 10 соединены с ги-выходами блока 9. Второй вход формирователя 11 подключен к входу логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий вход - к выходу датчика 7 направления вращения. Выход формирователя 11 соединен со вторым входом блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый вход к-рого подключен к выходу блока 10. При отклонении положения ротора от положения, запомненного в блоке 9 в момент останова, в вентильном электродвигателе организуется двигательный режим в направлении, противоположном приложен- Ц / ному внешнему воздействию. При положе- Сф нии ротора, совпадающим с запомненным положением, вентильный электродвигатель отключается от источника питания, 5 ил. 1)8Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу с вентильным электродвигателем, и может быть использовано в системах позиционного привода и приводах робототехники.Целью изобретения является улучшение качества регулирования в режиме позиционирования и повышение надежности останова.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для управления вентильным электродвигателем; на фиг. 2 - принципиальная схема трехвходового формирователя управляющего сигнала на останов; на фиг. 3 - принципиальная схема запоминающего блока; на фиг. 4принципиальная схема блока сравнения; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство для управления вентильным электродвигателем (фиг. ) содержит преобразователь 1 частоты, цепи управления ключей которого связаны с выходом т-канального датчика 2 положения ротора через управляемый блок 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый управляющий вход которого связан с выходом логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, задатчик 5 направления, триггер 6 команд Пуск и Стоп, датчик 7 направления вращения, включенный между выходом т-канального датчика 2 положения ротора и первым входом трехвходового формирователя 8 управляюшего сигнала на останов, второй вход которого подключен к выходу логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий вход -- к выходу триггера 6 команд Пуск и Стоп, выход трехвходового формирователя 8 управляюшего сигнала на останов связан с вторым управляющим входом управляемого блока 3 формирования сигналов правого и левого направления врашения, запоминающий блок 9 т-информационных входа которого подклк)чены и соответствующим выходам т-канального датчика 2 положения ротора и соединены с вторыми т-информационными входами блока 10 сравнения, а управляющий вход запоминающего блока 9 подключен к выходу трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов и соединен с первым входом формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, второй вход которого подключен к выходу логической схемы 4, и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход подключен к выходу датчика 7 направления вращения, а выход соединен с вторым входом управляемого блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый вход которого подключен к выходу блока 10 сравнения, первые т-информационных входа которого подключены к т-выходам запоминающего 5 о 5 2 О 25 зо 35 4 О 50 55 блока 9, а управляющий вход соединен с выходом трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов.Формирователь 1 сигнала на торможение противовключением содержит логическую схему 12 2-И-Н 1, логическую схему 13 2 ИЛИ и логическую схему 14 2-И-НЕ. Выходы 15 и 16 логических схем 12 и 3 подключены к входам 17 и 18 логической схемы 14, выход 19 которого является выходом 20 формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, первым входом 21 которого являются соединенные между собой первые входы 22 и 23 логических схем 12 и 13, вторым входом 24 - второй вход 25 логической схемы 12, а третьим входом 26 -- второй вход 27 логической схемы 13.Трехвходовой формирозатель 8 (фиг. 2) управляюшего сигнала на останов содержит логическую схему 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, логическую ся му 29 2-ИЛИ-НЕ и К- триггер 30, выход логической схемы 28 подключен к первому входу 31 логической схемы 29, выход которой подключен к входу 32 Установка нуля РЯ-триггера 30, выход ЗЗ которого является выходом 34 указанного формирователя 8, первым 35 и вторым 36 входами которого являются соответственно первый 37 и второй 38 входы логической схемы 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третьим 39 - вход 40 Установка единицы И 5-триггера 30, объединенный с вторым входом 41 логической схемы 29 2-ИЛИ-НЕ, Запоминающий блок 42 (фиг. 3) содержит три 0-триггера 43 - 45, информационные входы 46 - 48 которых образуют трехканальный информационный вход 49 указанного блока, тактируюшие входы 0-триггеров 43 - 45 объединены и образуют управляющий вход 50 блока 42. Выходы 51 - 53 0-триггеров 43 - 45 образукт трехканальный выход 54 блока 42 памяти.Блок 10 сравнения (фиг. 4) содержит три логические схемы 5557 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и логическую схему 58 4-ИЛИ. Выходы логических схем 55 - -57 подключены к первым трем входам логической схемы 58, выход которой является выходом 59 блока 1 О сравнения. Первые входы 60 - 62 логических схем 55 - 57 являются первым трехканальным информационным входом 63 блока 10 сравнения. Вторые входы 64 - 66 логических схем 55 - -57 являются вторым трехканальным информационным входом 67 блока 10 сравнения. Четвертый вход логической схемы 57 4-ИЛИ является управляюшим входом 68 блока 10 сравнения.Устройство для управления вентильным электродвигателем работает следующим образом. При наличии команды Пуск на выходе триггера 6 команд Пуск и Стоп присутствует сигнал логической 1. Поступая на50 третий вход трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов, он устанавливает на его выходе 34 также сигнал логической 1. Этот сигнал, поступая на управляющий вход 21 формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, разрешает прохождение сигнала по входу 24 с выхода 18 логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на выход 20 и первый управляющий вход блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения без изменения. Сигнал с выхода 34 формирователя 8, поступая на управляющий вход 68 блока 10 сравнения, устанавливает на его выходе 59 сигнал логической 1, который, поступая на второй управляющий вход блока 3, разрешает его работу. В зависимости от уровня логического сигнала на первом управляющем входе блок 3 формирует управляющие сигналы на вращение вправо и влево. Управляющий сигнал о направлении вращения задается на выходе задатчика 5 направления вращения. Таким образом, в режиме Пуск формирователь 11, запоминающий блок 9 и блок 10 сравнения не влияют на работу устройства и оно функционирует в этом режиме как известное.Предположим, что на интервале времени- (фиг. 5) вентильный электродвигатель вращается в режиме Пуск, например, влево (1/з). В момент времени в устройство поступает сигнал Стоп, что приводит к исчезновению сигнала 1/6 уровня логической 1 на выходе триггера 6 команд Пуск и Стоп. Управляемый блок 3 формирует сигналы для вращения вправо, поскольку на его первом управляющем входе изменился управляющий сигнал (/зп с уровня логического 0 на уровень логической 1, а на втором управляющем входе уровень сигнала Уз 9 не изменился. Вентильный электродвигатель переводится в режим противовключения и, продолжая вращаться влево, эффективно тормозится на интервале времени 6 в . В момент времени 1 з вентильный электродвигатель останавливается и начинает движение в противоположную сторону (вправо). До момента времени 1 на выходах 51 - 53 /з - 1/зз запоминающего блока 9 логические уровни сигналов могут быть произвольны, например все уровни логического 0. В момент времени 14 датчик 7 фиксирует изменение направления вращения вентильного электродвигателя и на его выходе появляется сигнал Узб, 4 уровня логической 1. Это происходит в момент первой после реверса смены информации в каналах датчика 2 положения ротора. При этом на входах 35 и 36 трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов присутствуют сигналы уровня логической 1, а на третьем входе и выходе 34 присутствует сигнал /з уровня логического О. В мо 1 О 15 20 25 30 35 40 45 55 мент времени 14 срезом сигнала с выхода 34 блока 8, который поступает на управляющий вход 50 запоминающего блока 9, происходит запись информации о положении ротора вентильного электродвигателя в момент выдачи блоком 8 управляющего сигнала на останов. С момента времени сигналы 1/бз и 1/н уровня логического О устанавливаются на управляющих входах 68 и 21 блока 10 сравнения и формирователя 11 сигнала на торможение противовключением. В блоке 10 сравнения происходит сравнение текущего положения ротора (сигналы /64 - 1/66) с тем положением, которое было зафиксировано в запоминающем блоке 9 в момент останова (сигналы /бо - /бз, момент времени 1). При совпадении текущего и запомненного положений ротора блок 10 выдает сигнал уровня логического 0, который, поступая на второй вход управляющего блока 3, отключает вентильный электродвигатель от источника питания. При несовпадении текущего и запомненного положений ротора блок 1 О выдает сигнал Узп уровня логической 1, который, поступая на второй вход управляемого блока 3, вызывает в нем формирование управляющих сигналов на вращение в том или другом направлении. На интервале времени 1 - 1 з вентильный электродвигатель вращается влево, при этом на первом управляющем входе блока 3 присутствует сигнал Ьзо уровня логического 0. И датчик 7 направления вращения формирует на своем выходе сигнал /зз того же логического уровня. С момента времени 1 информация с выхода датчика 7 положения ротора, однажды инвертируясь в формирователе 11 (логическая схема 12 2-И-НЕ), поступает на выход 20 и первый вход управляемого блока 3. Таким образом, вращение ротора вентильного электродвигателя в каком-либо направлении после останова под действием изменяющегося момента нагрузки приводит к появлению такого логического сигнала на первом входе управляемого блока 3, который вызывает формирование блоком 3 управляющих сигналов на вращение в направлении, противоположном тому, в каком вращается вентильный электродвигатель под действием изменяющегося момента нагрузки на его валу. Пусть ротор вентильного электродвигателя, продолжая вращаться на выбеге вправо, на интервале времени / - 6 з проходит зону согласованного положения. В момент времени Ь в блоке 10 сравнения формируется сигнал уровня логической 1 (У 9), который, поступая с выхода 59 блока 10 сравнения на второй вход управляемого блока 3, разрешает его работу. На первый вход управляемого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровня логической 1 с выхода датчика 7 направ1277342 Форму ги иаоГ)г)етения 31. ления вращения о вращении вправо. Управляемый блок 3 формирует управляющие сигналы на вращение влево. Вецтильный электродвигатель с момента времени Ь донаходится в режиме торможения противовключением, в момент времени , -- останавливается и на интервале времени 1 1 г начинает вращаться влево. В момент времени 1 г ротор вентильного электродвигателя попадает в согласованное положение, блок 10 сравнения со своего выхода 59 выдает сигнал уровня логического О, который, поступая на второй вход блока 3, запрещает его работу. Вентильный электродвига. тель отключается от источника питания. На интервале времени 1- - Ь ротор ецтильцого электродвигателя вращается влево в согласованной зоне и на выбеге Останавливается. Пусть под действием изменившегося момента нагрузки на валу вентильцого электродвигателя происходит его движение влево на интервале времени г 8- 1 Г На ицтерваче времени Ь - 1) ротор приходит в согласоанное положение. В момент времени ГГ ца блоке 10 сравнения формируется сигнал уровня логической , который, поступая с выхода 59 блока 10 сравнения ца второй вход управляемого блока 3, разрешает его работу. На первый вход управляемого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровня логического О с выходя датчика 7 направления вращения о вращении влево. Управляемый блок формирует управляющие сигналы на вращение вправо. Венил.цый электродвигатель на интервале времени ) - ц) находится в режиме торможения гро- тИВОВКЛЮЧЕНИЕМ, В МОМЕНТ ВРЕМЕНИ 11 останавливается и ца интервале времени 1 о - -111 начинает вращаться вправо. Б момент времени 111 ротор вентильного электродвигателя попадает в согласованное положение, блок 10 сравнения ца своем выходе 59 формирует сигнал уровня логического О, который, поступая на второй вход управляемого блока 3, запрещает его работу. Вецтильный электродвигатель Г)тклк) ается от источника питания. На интервале времени- ротор вращается вправо в согласованной зоне и на выбеге останавлиа- ется. При останове вентильцого электродвигателя, враГцающегося вправо, процессы в прел 1 агаемом устройстве протекают аналогично.Таким образом, всякий раз при отклонении положения ротора от положения, зацомнешюго в блоке 9 в момент останова, вецтильному электродвигателю организуется двигательный режим в направлении, противя)оложном приложенному внешнему возлсгйствию. При положении ротора, совпадаю- )О ем с запомненным положением, вентильныйэлектродвигатель отключается от источника цит;шип. Тем самым улучшается качество регулирования в режиме позиционирования и повышается надежность останова. Устройство лля управления вецтильнымэ.1 ектролвигателем цо а 1 с.1029368, Ог.ггяигогчееея тем, что, с целью улучшения )О ка:цства регулироваш я в режиме позиционирования и повышения надежности останоГш, в него дополнит)льцо введены запоминающий Олок, бло Г сравнения и трех - холоьой формирователь сигнала на торможение цротивовключецием, при этом запоминающий блок т-информационными входами подключен к соответствуюгцим выходам и-канального датчика положения ротора и соединен со вторыми т-информационными входами блока сравнения, а управляюпГий вхол запоминающего блока под ключе к выходу трехвходового формиро)толя управляк)щего сигнала ца останов и соединен с первым входом формировагел) сигнала на торможение противовключегшем, второй вход которого подключен к холу логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход формирователя управляюнего сигнала ца остацов цолклгочен к выходу датчика направления вращения, а выход указанного формирователя соединен с вторым входом управляемого блока формирования сигналов правого и левого направления враГцения, цервьй вход которого подключен к выходу блока сравне ия, первые т-информационные входы которого подключены к гггы хо,ГЯ )1 зг 1 О."1 ца к) ГГс 1 О О.окг 1, а 1 Г 1 Ра в.1 Я 10- ц 1 ий вход блока сравнения соединен с выхолом Грехвхолового формирователя управляюГцего сигнала на останов.(: оставите.и, М (1 екред И. ВерееТираж 031ИПИ Государственного компо делам изобретений иМосква, Ж 35, РаушскаППП Патент, г. Ужгород,1 итета ткры я на