Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем

Соэоз СоветскихСоциаяистичвскихРеснубяик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИДЕТЕ ЬЬСТВУ ц 997221(23) Приоритет вв делам эюретеоткрытий(53) УДК 621,316. .721.078 (088.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень М 6 Дата опубликования описания 16.02.83 П. Д. Руднев(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕИ1Изрбретение относится к электро. технике и может быть использовано вэлектроприводах исполнительных механизмов.По основному авт. св. 11 868962 известно устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем;содержащее блок управления, й-разрядный двоичный развертывающий счетчик,один вход которого соединен с первымвыходом блока управления, первый статический триггер, один вход которогосоединен с вторым выходом блока управления, а выход - с одним входом элемента И, другой вход которого соединен с третьим выходом блока управле"ния., коммутатор, один вход которогосоединен с четвертым выходом блокауправления, другой вход - с выходомвторого статического триггера,усилитель мощности два входа кото"рых соединены с двумя выходами коммутатора, а третий вход соединенс входом блока управления и с источе 2ником опорного переменного напряже" ния, два выхода усилителя мощности подключены к обмоткам статора асинхронного электродвигателя, пятый выход блока управления соединен со счетным входом й-разрядного двоичного развертывающего счетчика, й- импульс.", ных выходов которого соединены с й-первыми входами мультиплексора, й вторых входов которого подключены к входным- клеммам дополнительного блока управления, а выход соединен с другим входом первого статического триггера, выход которого соединен с одним иа входов второго статического триггера, другой вход которого соединен с выходом элемента И 1 1,Недостатком известного устройства является то, что при формировании выходных сигналов устройства суммарная длительность й импульсов, поступающих на третий вход коммутатора, язяеяяется от 0 до - 1.1-(Рфф) при изменении величины чф "Ф . 13 99 кода управления А в диапазоне от О до 2"- 1, где й - разрядность .кода А, Т - период опорного напряже.ния, т.е, ток в обмотку управления двухфазного асинхронного двигателя с выходов устройства при максимальном значении кода А поступает только приТ .,рв+))Я.1т и приЦЬ+)+( -") 1 4 где и =О, 1,2 СО.При этом верхняя граница диапазона регулирования мощности, отдаваемой в нагрузку устройствам, меньше максимально допустимого значения мощности управления асинхронного двигателя, чем ограничивается диапазон регулирования вращающегося момента и скорости вращения электродвигателя.Целью изобретения является расширение диапазона регулирования вращающего момента и скорости вращения электродвигателя.Поставленная цель достигается тем, цто в устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, дополнительно введены элемент ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления, второй вход подключен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а его выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого статического триггера.На цертеже показана блок-схема устройства.Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит блок 1 управления, первый выход которого соединен с входом установки в "0", развертывающего счетчика 2, вырабатывающего й ортогональных импульсных последовател,ьностей и состоящего из двоичного счетцика на й счетных триггерах 3 и й формирователей 4 импульсов, Счвтный вход двоичного счетчика, являющийся счетным входом развертывающего счетчика 2, соединен с пятым выходом блока 1 управления, а входы счетных триггеров 3 объединены и подключены к входу развертывающего счетчика 2. Входы формирователей 4 импульсов соеди 7221 4нены с выходами счетных триггеров3, а их, выходы - с выходами развертывающего счетчика 2 и с й первымивходами мультиплексора 5, Вторыей входов мультиплексора 5, коммутирующего импульсные последовательности, вырабатываемые развертывающимсчетчиком 2, соединены с й клеммами6 входа дополнительного блока управ 1 е ления. Один вход первого статического триггера 7 соединен с вторымвыходом блока 1 управления, а выходс одним из входов первого элемента8 И, с входом статического триггера 1 9 и соединен с третьим выходом блока 1 управления, другой вход статического триггера подключен к выходупервого элемента 8 И, а выход - кодному из входов коммутатора 10.20 Другой вход коммутатора 10, формирующего реверс электродвигателя, соединен с клеммой 11, на которой имеется управляющий сигнал А переменногознака, а третий вход - с четвертым 25выходом блока 1 управления дваУвыхода коммутатора 10 подключены кдвум входам усилителя 12 мощности.Третий вход усилителя 12 мощности,обеспечивающего усиление по токуи напряжению сигналов управления, позоступающих с выходов устройства вобмотки управления электродвигателя,соединен с входом блока 1 управления и клеммой 13 источника опорногонапряжения, а два его выхода под ключены к выходным клеммам 14 и 15обмоток статора асинхронного электродвигателя.Блок 1 управления состоит из генератора 16 тактовых импульсов, выраба-.4 в тывающего тактовые импульсы высокойцастоты, выход которого соединен свходом рэспределителя 17 импульсов,формирующего три последовательноститактовых импульсов, первый выход коф торого соединен с синхронизирующимивходами первого и второго блоков18 и 19 синхронизации и вторым выходом блока 1 управления, а второйвыход - со счетным входом делителя 50 20 частоты, третий выход -.с синхронизирующим входом третьего блока 21синхронизации. Выходы первого ивторого блоков 18 и 19 синхронизацииподключены к двум входам элемента 5 з 22 ИЛИ, выход которого соединен спервым выходом блока 1 управленияи с входом делителя 20 частоты. Выход делителя 20 частоты соединен с221 6с выхода делителя 20 частоты поступает на вход третьего блока 21 синхронизации и через пятый выход блока 1 управления на счетный вход развертывающего счетчика 2 и один иэ входов второго элемента 25 И. С выхода третьего блока .21 синхронизации через третий выход блока 1 управления на вход первого элемента 8 И проходят импульсы о частотой , синхронизированные последовательностью тактовых импульсов.ТИ. Триггер 23 Шмитта, вход которого связан с клеммой источника.13 опорного напряжения О Ой), вырабатывает сигнал фазы опорного напряжения. в виде последовательности импульсов частоты Г и, передний и задний фронты которых совпадают с моментом перехода О (й) через ноль. Импульсы с выходаоп ..триггера 23 Шмитта поступают на вход первого блока 18 синхронизации и пос" ле инверсии на схеме 24 НЕ поступают на вход второго блока 19 синхронизации и на первый вход коммутатара 1 О. Первый и второй блоки 18 и 19 синхронизации по переднему фронту импульсов, поступающих на их синхронизируемые входы, вырабатывают импульсы, синхронизированные с последовательностью импульсов ТИ, поступающие на входы элемента 22 ИЛИ. С выхода элемента 22 ИЛИ на вход делителя 20 частоты и на вход развертывающего счетчика 2 в момент перехода опорного напряжения О фй) через ноль проходят импульсы с частотой 2 , сийхронизированные. с последовательностью импульсов ТИ, Первый импульс последовательности ТИ, приаедщий с второго выхода распределителя 17 импульсов на счетный вход делителя 20 частоты пере-, водит делитель 20 частоты в "0", а импульс переполнения с его выхода поступает на один из входов второго элемента 25 И и на счетный вход развертывающего счетчика 2, устанавливая младщий разряд двричнрго счетчика в "1". Импульсы с выхода делителя 20 частоты заполняют дважды за полупериод опорного напряжения О ,Ог) рвоичный счетчик развертывающего счетчика 2, вырабатывающего й ортогональных последовательностей импульсов, длительность которых равна длительности импульсов последовательности ТИ, а частота следования кратна 2 , где г = 1,2,й,5 . 997пятым выходом блока 1 управления и ссинхронизируемым входом третьегоблока 21 синхронизации, выход кото-.рого соединен.с третьим выходом бло-.ка 1 управления. Вход блока 1 управ- юленив подключен к входу триггера23 Шмитта, выход которого соединен ссинхронизируемым входом первого блока 18 синхронизации и через схему24 НЕ - с синхронизируемым входом 10второго блока 19 синхронизации и четвертым выходом блока 1 управления,Устройство также содержит элемент25 И, один вход которого соединен спятым выходом блока 1 управления, Идругой вход подключен. к клемме 6 .дополнительного блока управления, а. выход соединен с одним входом эле.мента 26 ИЛИ,. другой вход которого соединен с выходом мультиплексора 5. 20а вйход - с входом статического триггера 7.Устройство .работает следующим образом.Распределитель 17 импульсов форми зрует из последовательности тактовыхимпульсов высокой частоты, вырабаты"ваемых генератором 16 тактовых импульсов, три последовательности тактовых импульсов ТИ, ТИи ТИсчастотами Г = Г,Последовательность импульсОв ОТИ), поступающаяс первого выхода распределителя 17импульсов на один из входов первогостатического. триггера 7, устанавливает на его выходе "1". Открываетсяпервый элемент 8 И, а второй статический триггер 9 остается в прежнем положении,Кроме того, последовательностьимпульсов ОТИ) поступает на синхронизирующие входы первого,и второгоблоков 18 и 19 синхронизации, а последовательность импульсов ОТИ) стретьего выхода распределителя 1745импульсов поступаетна сйнхранизирующий вход третьего блока 21 синхронизации. Последовательность импульсов ОТИ) с второго выходараспределителя 17 импульсов поступает на счетный вход двоичного делителя 20 частоты, который вырабатыва-ет последовательность счетннх имнипульсов с частотой =О 2 -1)1.- фДлительность импульсов последовательности счетных импульсов равна дли- ффтельности импульсов последовательности импульсов (ТИ). Последовательность счетных импульсов частоты99722Ортогональные последовательности импульсов в развертывающем счетчике 2 импульсов формируются формирователями 4 импульсов в момент изменения состояния й сцетных триггеров 3 с "0" в "1" и поступают через импульсные выходы развертывающего счетчика 2 на й первых входов мультиплексора 5.Иладший разряд кода числа управ о ляющего сигнала А управляет подключением на выход мультиплексора 5 последовательности импульсов, Формируемой формирователем 4 импульсов. Импульсы с выхода мультиплекоора 5 пос тупают на один из входов элемента 26 ИЛИ, на второй вход которого с выхода второго элемента 25 И, при наличии "1" на клемме 6 дополнительного блока управления, поступают счет О ные импульсы. Импульсы с выхода элемента 26 ИЛИ поступают на вход первого ститического триггера 7, уста- навливая на его выходе "0". При этом второй статический триггер 9 перебра- г 5 сывается в "1", т.е. на третий вход коммутатора 10 поступает "1" и запирается первый элемент 8 И, запрещая прохождение на вход второго статического триггера 9 импульса, поступающего с выхода третьего блока 21 синхронизации. С приходом на вход первого статического триггера 7 ближайшего импульса последовательности ТИпоследний перебрасывается в "1", открывая первый элемент 8 И. При отсут 35 ствии импульса,с выхода элемента 26 ИЛИ импульс с выхода третьего блока 21 синхронизации пройдет через первый элемент 8 И и перебросит вто 4 О рой статический триггер 9, в "0", при .этом на третий вход коммутатора 10 поступит "0", Таким образом, на третий вход коммутатора 10 поступают импульсы, количество, расположение и.45 длительность которых на полупериоде опорного напряжения 0 ц(С) зависит от величины кода числа управляющего сигнала А. Коммутатор 10, формирующий реверс двигателя на двух своих выходах, использует сигналы, поступающие:.50 на первый его вход - с четвертого выхода блока 1, управления сигналфазы опорного напряжения Ос), на второй вход - с клеммы 11 знака уп 1 8равляющего сигнала А и на третий вход - с выхода второго статического триггера 9. Первый и второй выходы коммутатора 10 связаны со входами логическими зависимостями вида а(=г (х у+айу) и с г Гх 7+ х у) гдеи с- сигналы на первом и втором выходах коммутатора 10; х, у и г - сигналы на первом, втором и третьем входах коммутатора 10. ,Сигналы с первого и второго выходов коммутатора 10 усиливаются с помощью усилителя 12 мощности по току и напряжению до величины, необходимой по условиям работы электродвигате ля, и выводятся на выходные клеммы 14 и 15.Таким образом, при максимальном коде управления А = 2 ток в обмотки управления двухфазного асинхрон = ного электродвигателя будет поступать при ис м(п+1) , при этомт т велицина напряжения управления увеличивается, а работа электродвигателя производится с повыШенным вращающим моментом и максимальной скоростью вращения.Формула изобретенияУстройство для управления двухФазным асинхронным электродвигателем по авт. св. У 868962, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования вращающего . момента и скорости вращения в него дополнительно введены элемент ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления второй вход подключен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а его выход соединен с од " ним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен со входом первого статического триггера1Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 868962 по заявке Н 2874801/07,кл, Н 02 Р 7/58. 1980.