Устройство для определения направления вращения вентильного электродвигателя

СОКИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 27 2 Р 6/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Г Ф",ПИСАНИЕ РЕТ Н А,ВТОРСНО ТЕЛЬСТВУ ж ченвхсау(53) 621,313,292.83(088,8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР М 283373, кп, Н 02 К 29/02, 1970.2. Разработка систем электропривода для органов управления подвижного объекта. Отчет МЭИ М ф. 13966, ч. 1, 1981, с. 98-100.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ. ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее многовходовой логический сумматор, и первую группу О -триггеров в количестве, равном числу Ф каналов датчика положения ротора вентильного электродвигателя, в каждом й- И Э -триггере информапионный и тактируемый входы подключены к прямым выходам п -го и (й+1)го каналов датчика положения ротора соответственно, один из выходов каждого Э -триггера подключен к соответствукнцему входу логяческого сумматора, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а в щ е е с я тем, .что, с целью повышений точности за счет устранения неоднозначности выходной характеристики, в него дополнительно введены на каждый 2-триггер две логические схемы совпадения, а кадый канал датчика положения ротора выполнен с инверсным выходом, к входу ."Установка нуля" и -ге Э -триггера подключен выход первой логической схемы совпадения, первый вход которой связан с инверсным выходом другого 0-триггера, а т,торой вход подключен к выходу второй логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к прямому выходу собственного 2 -триггера, а второй вход - к инверсному выходу (Я+1)-го .канала датчика положения ротора,2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый вход первой логической схемы совладения Д -го П-триггера подключен к инверсному выходу (и+1)-го 0 -триггера.3. Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено второй группой из Ф П -триггеров и нв каждый из указанных 0 -триггеров двумя логическими схемами совпадении, а логический сумматор снабжен ,дополнительными И входами, в каждом Д-И 2-триггере второй группы информационный вход подключен к прямому вы,ходу 11 -го канапа датчика попожения ротора, тактируемый вход - к инверсному выходу (д)-го канала датчика положе ния ротора, а вход "Установка нуля" - ффффф к выходу первой дополнительной логичес-,4 ) кой схемы совпадения, первый вход кото- фф рой подключен к инверсному выходу П -го фф 1)-триггера первой группы, а второй вход ф,р к выходу второй допопнительной логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к прямому выходу собст,венного Э -триггера, а второй вход - к прямому выходу (и)-го канала датчика положения ротора, один из выходЬв каждого Р -триггера второй группы подклюк соответствующему дополни тельному,фйэлогического сумматора, а первый вход первой логической схемы совпааегия и -го Ц-триггера первой группы подключен к инверсному выходу (5+1)-го, О -тригге,ра второй группы.Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, иможет быть использовано для полученияинформации о направлении времени вентильного электродвигателя и в устройствах .для зашиты электродвигателей от неправильного направления вращения.Известно устройство для определениянаправления вращения, выполненное набазе вентильного электродвигателя, Оносодержит в общем случае синхронную машину, р -секционная обмотка которой подключена к коммутатору на Ф -транзисторах, каждый из которых включен в диа ггональ выпрямительного моста, Транзисторы коммутатора управляются от чувствительных элементов датЧика положения ротора 11.Недостатком такого устройства является его сложность, вызванная необходимостью введения в его функциональнуюсхему или синхронной машины,или дополнительной обмотки в синхронную машинувентильного электродвигателя,Наиболее близким к изобретению явля- "ется устройство для определения направления вращения вецтильного электродвигателя, содержащее первую группу 2 -триггеров, в количестверавном числу п каналов датчика положения ротора вентильного электродвигателя, выходы Р -триггеров подключены к входам первого логического сумматора, в каждом 0 -триггере информационный вход подключен кпрямому выходу одноименного П -го канала датчика положения ротора, а входы"Тактируемый" и "Установка нуля подключены к прямым выходам следующихпо направлению вращения (П+1)-го и9+2)-го канала датчика положения рото- щра соответственно 2,Недостатком известного устройстваявляется то, что лишь в одном случаепри смене информации на выходе логического сумматора с нулевого сигнала на 4единичный сигнал ошибки 8 не превышает разрешающей способности датчика положения ротора ( с 3,и), При смене информации на выходе логического сумматора с единичного сигнала на нулевой сигнал ошибки возрастает в три разафй 3 п,;Для режимов реверса сигнал ошибки не"превышает удвоенной величины разрешающей способности датчика положения рото Я-в п 1Таким образом, недостатком йзвестного устройства является низкая точность, вызванная неоднозначностью выходной характеристики при различных реально существующих режимах работы,Цель изобретения - повышение точности за счет устранения неоднозначностивыходной характеристики.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для определения направления вращения вентильного электродвигателя, содержащее многовходовой логический сумматор и первую группу В -триг.геров в количестве, равном числу е каналов датчика положения ротора вентильного электродвигателя, в каждом й -м0-триггере информационный и тактируемый входы подключены к прямым выходам )1 -го и (П+1)-го каналов датчика положения ротора соответственно, один извыходов каждого 2 -триггера подключенк соответствующему входу логического сумматора, выход которого являетсявыходом устройства, дополнительно введены на каждый Э -триггер две логические схемы совпадений, а каждый каналдатчика положения ротора выполнен с инверсным входом, к входу "Установка нуля" и -го 2 -триггера подключен выходпервой логической схемы совпадения, первый вход которой связан с инверснымвыходом другого 1) -триггера, а второйвход подключен к выходу второй логической схемы совпадения, первый вход кото-рой подключен к прямому выходу собственного З-.триггера, а второй вход - кинверсному выходу (И+1)-го канала датчика положения ротора.Кроме того, первый вход первой логи-,ческой схемы совпадения ) -го О -триггера подключен к инверсному выходу(П+1)-го 1) -триггера. Устройство дополнитепьно снабжено второй группой из й 11)-триггеров и на каждый иэ укаэанных 13 -триггеров двумя логическими схемами совпадения, а логический сумматор снабжен дополнительными % входами, в каждом р -м 0-триггере второй группы информацион-ный вход подключен к прямому выходу 0-го канала датчика положения ротора, тактируемый вход - к инверсному выходу (Ь)-го канала датчике положения роторе, а вход Установка нуля" - к выходу первой дополнительной логической схемы совпадения, первый вход которои подключен к инверсному выходу ц -го 2-триггера первой группы, а второй вход к выходу второй допопнительной логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к прямому вы 5 1022 одного из сигналов датчика положения ротора аналогично происходит переключение двух следующих 1) -триггеров. На логическом сумматоре 1 происходит суммирование всех сигналов с 0-триггеров 2-5 (О,).При йзменении направления вращения в момент времениизменяется порядок следования импульсов с датчика 6 положения ротора. На выходах всех Ь - 10 триггеров должны появиться сигналы, соответствуюшие логическому нулю. Рассмотрим как это происходит на примере 0-триггера 5. В момент времени 14 на .инверсном выходе канала 7 датчика 6 па-И ложения ротора появляется уровень логической единицы. Так как на выходе О-триггера 5 имеет место тоже логическая .единица, то логический элемент 17 переключится и на его выходе будет , 20 иметь место сигнал О 7, соответствующий логическому нулю. Этот .сигнал, ин-вертируясь в логическом элементе 18 (Ц 1), переводит 3 -триггер 5 в нулевое состояние, Появление единицы на других25 О-триггерах не произойдет, так как в момент прихода на тактирующий вход положительного фронта на информационном входе каждого О -триггера уже имеет место уровень логического нуля. В момент времени 1 логический сумматор переключится и на его выходе установится уровень логического нуля, свидетельствующий об изменении направления вращения вентильного электродвигателя. Переключение произойдет с минимальнойвозможной задержкой 51спип 1 пик к/Ц для такого типа датчика положения ротора. При переводе вентильного электродви- . гателя сном на вращение вправо в момент временипервый же положитель- ный фронт импульса, например, канала 8 в момент времени С переключит З.-триггер 2 в состояние логической единины, так как на информационном входе этого 3 -триггера имеет место уровень логической единицы с канала 7 датчика положения ротора. 2 -триггер 2 переключится в состояние логического нуля с 50 появлением логической единицы на выходе 3 -триггера 3. Даже при вращении вправо работа 2 -триггеров будет происходить аналогично описанному выше алгоритму, В момент временило гический. сумматор 1 переключится в состояние логической единицы, что свидетельствует о правом направлении враше 277ния вентильного электродвигателя, Гроизойдет это с минимально возможной задержкой 2- 47 нп = 1В момент временивентильный электродвигатель изменит направление вращения и будет вращаться влево, Переклю1 ение логического сумматора произойдетв момент времени т,8 аналогично описанному выше моменту временис запаздыванием 3- 3 = ) ь 3 , = Я /2Описанный выше пример выполненияустройства для определения направлениявращения вентильного электродвигателявырабатывает информацию с однозначнойи минимально возможной задержкой, непревышающей разрешающую способностьиспользуемого типа датчика положенияротора, т.е. датчика, у которого изменение направления вращения, как в одну,так и в другую сторону происходит приодном и том же сочетании сигналовв каналах,На фиг. 3 представлено устройстводля определения направления вращенияобеспечивающее минимально возможнуюоднозначную погрешность при неоднозначном сочетании сигналов в каналах датчика положения ротора в момент реверса, Датчик вырабатымет сигналы длительностью Я/ф, смещенные друг относительно друга на 1 с /2. " Работает он слеЛдующим образом,Пусть вентильный электродвигатель вращается вправо на интервале времени(фиг. 4). При этом датчик 6 положения ротора вырабатывает такую последовательность импульсов О Г - М О 1 при которой происходит появление положительных импульсов О у 2- Ц 5 и 01 - О 2 пооче редко на всех О -триггерах 2-5 и. 19- 22. Например, в момент времени 12 под действием положительного фронта сигнала канала 9 датчика 6 положения ротора на выходе О -триггера 3 имеет место сигнал, соответствующий логической единице, так как на его информационном входе имел место сигнал с канала 8 датчика 6, а. на вход "Установка нуля Э-триг гера 3 подается уровень логического нуля с выхода логической схемы 14. Появление логической единицы на выходе0-триггера 3 вызывает переключение логического элемента 26, на его выходе устанавливается уровень логической единины, Это приводит к установке на выходе О -триггера 20 уровня логического нуля, Работа устройства, изображенного на фиг. 3, отличается от работы устрой.ства, изображенного нв фиг, 1, тем, чтопрекпючение Э -триггеров второй группы19-22 происходит по положительномуфронту соответствующего инвертированно-го сигнале датчика 6 попожения ротора, 5ипи, чтотоже самое, по отрицательномуфронту соответствующего прямого сигнала датчика 6 положения ротора. На интерввпе времени 1,.погический сумматор 1 суммирует сигнвпы, соответствуюшне логическим едниицам с выходоввсех 3 -триггеров, и попученная информация свидетельствует об определенномнаправпении вращения вентильного алектродвигателя. 5В момент времени 1 на прямом вы-ходе канвпа 10 датчика попоження ротора появляется уровень погической единицы, Так как нв выходе 3 -триггера 19также имеет место уровень логической 20еднйипы, то погический эпемент 23 переключится в состояние; соответствующее логическому нулю, Этот сигнал ин. вертируется в логическом эпементе 34,Под действием его О -триггера 19 перей дет в состояние, соответствующее логическому нулю. Появление снгнапа логическая единица на других 2-триггерах непроизойдет, так как в момент приходаположи тепьиого фронта на тактирующий ЗОвход иа информационном входе каждогоиз них имеет место сигнап, соответству-.ющий погическому надю. В момент вреюени 1;, логический сумматор переключится и на еговыходе установится 35уровень погического нуля, свидетепьствующий об изменении направления вращения,Поспе реверсиврования вентипьного эпектродвнгателяв момент временипервое же появпение положительного фронта в данном случае сигнапв канапв 9 датчика 6 вызовет появпение сигнала, соответствующего логической единице, нв выходе соответствующего Ц -триггера. Это приведет к появпению в момент времениив выходе логического сумматора 1 сигнапа, соответствующего погичес;кой единице, соответствующего правомунаправпению вращения вентнльного эпек: тродвигатепя.Перекпючение 1) -триггеров в моменты времени 18 и 1 О после реверсирования вен типьного апек тродвнгатепя соответст,венно в моменты времени 1и. происходит описанным выше способом, При атом задержка в срабатывании устройства для опредепения направпения вращения .минимально возможная и в каждом спучвене превышает вепичины разрешающей способности датчика 6 попожения ротора, т е. о= бъ: Ьз = о 4 6 б гпи - и (4;Испопьзование изобретения позвонит повысить точность определения иапрввпения вращения.до величины разрешающей способности испопьзуемого в вентильном электродвигатепе датчике попожения ротора за счет устранения -Фнеоднозначности выходной характеристики. Это даст возможность реапизовать на базе ве)тильных электродвигателей различные системы регулирования приводов робототехники позиционных приводов повышенной1022277 Составитель Л. КрасновГришанова Техред М. Коштура Корректор Л, Вокш едакто э 4062/47 диод ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4Тираж 687 ВНИИПИ Государственн по дедам изобретены 13038, Москва, Ж 35, Подписноео комитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5