Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем Советский патент 1983 года по МПК H02P7/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах исполнительных механизмов . Известно устройство для управлен двухфазным асинхронным электродвига телем, содержащее последовательно со диненные формирователь импульсов, узел задержки, синхронизирующий эле мент , триггер, модулятор управляюще сигнала и усилитель, соединенный- с обмоткой управления электродвигател преобразователь код-временной интер вал, выходы которого соединен с вхо дами синхронизирующего элемента и модулятора управляющего сигнала Л Недостатком этого устройства является низкая томность управления электродвигателем. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содер жащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход ксзторого соединен с третьим входом коммутатора, первый вход первого триггера сое динен с первым входом N-разряДного счетчика, с одним входом второго . триггера и с вторым выходом блока управления, последовательно соединенные первый элемент И, другой счет чик и счетный триггер, выход которого соединен с вто{й 1м входом второго триггера, выход которого соединен с четвертым входом коммутатора и с одним входом первого элемента И, другой вход которого соединен с третьим выходом блока управления и с одним входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого триггера, авыход через один счетчик соединен с другим входом пер вого триггера 2 . Недостатком известного устройства является низкая надежность работы устройства из-за применения в устройстве двух N-разрядных счетчиков, управляющих работой двух триггеров в цепи коммутатора, что приводит к усложнению формирования сигнала управления на обмотке электродвигателя Целью изобретения является повышение надежности работы Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый вход первого триггера соединен с первым входом N-разрядного счетчика, с одним входом второго триггера и с вторым выходом блока управления, два элемента И, введены элемент ИЛИ, элемент НЕ, блок сравнения, третий и четвертый элементы И, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого триггера соответственно, а одни входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами второго триггера и с вторым и третьим входами Н-раз;рядного счетчика, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, соединенного четвертым выходом с одним входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом элемента НЕ, выходом соединенного с одним входом второго элемента И, другой вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход - с другим входом второго триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходами N-разрядного счетчика и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с истЬчником управляющего сигнала, а третий вход соединен с выходом первого элемента И, выходы блока сравнения соединены с другими входами третьего и четвертого элементов И. Йа фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 иаграммы напряжений на элементы устойства. Устройство для управления двухазным асинхронным электродвигателем содержит блок 1 управления, N-разядный счетчик 2, выходы которого оединены с входами элемента ИЛИ 3, оединенного выходом с одним входом лемента И Л и элемента НЕ 5, блок .1 сравнения, выход элемента НЕ 5 оединен с одним входом элемента И 7, ыходом соединенного с одним входом

триггера и, выходы которого соединены с одними входами элементов И 9.1 и 10.1 и с входами Н-разрпдного счетчика 2, соединенного другими входами с выходами блока 1 управления, выходы элементов И 9-1 и 10.1 соединены с входами триггера 11.1, другой вход которого соединен с другим входом триггера 8 и с выходом блока 1 управления, а выход триггера 11.1 соединен с входом коммутатора 12,1, выход которого через усилитель 13-1 соединен с обмоткой управления электродвигателя, другие входы коммутато ра соединены с выходом блока 1 управления и с источником управляющего сигнала соответственно, другие входы элементов И Э.1 и 10.1 соединены с выходами блока 6.1 сравнения, один вход которого соединен с выходом N-разрядного счетчика 2, другой вход с источником управляющего сигнала, а третий - с выходом элемента И Ц, другие входы элементов И и 7 сбединены с выходами блока 1 управления.

Блок 1 управления содержит генератор 1 импульсов, соединенный с входом распределителя 15 импульсов, один выход которого соединен с входом делителя 16 частоты, нуль-орган 17, выход которого соединен с входом блока 18 синхронизации и через элемент НЕ 19 с блоком 20 синхронизации, второй выход распределителя импульсов соединен с другими входами блоков 18 и 20 синхронизации, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 21, соединенного с входом делителя 16 частоты.

На фиг, 2 показаны последовательности тактовых импульсов 22, 23 и 2U на выходах распределителя 15 импульсов. Напряжение 25 источника питания, сигнал 2б на вь1ходе нуль-органа 17, сигналы на выходах блока 1 упраеления, сигнал 30 на выходе счетчика 2, сигналы 31 и 32 на выходах блока 6.1 сравнения, сигнал 33 на выходе триггера 11.1, сигнал 3 на выходе усилителя 13-1, сигналы 35 и Зб на выходах блока 6.1 сравнения, сигнал 37 на выходе триггера 11.V, сигнал 38 на выходе усилителя 13.1.

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 15 импульсов формирует из последовательности импульсов высокой частоты, вырабатываемой генератором , три последовательности

22-2 тактовых-импульсов ТИ-1 , ТИ-2, ТИ-3, сдвинутых по фазе относительно друг друга на , с-частотами

4Ц- 1 Ти-9 ftU-i

Последовательность импульсов ТИ-1 с первого выхода распределителя импульсов 15 поступает на вторые (синхронизирующие) входы блоков 18 и 20 синхронизации. На первый (синхронизируемый) вход первого блока 18 синхронизации подается сигнал 26(jf{t), формируемый нуль-органом 17 в функций Un(t) напряжения 25 источника питания

,.-.ч ГО при U,{t) i О Vvt) -|i прн U,(t)0 .

Кроме того, сигнал (j (t) подается через элемент НЕ 19 на первый (синхронизируемый) вход блока 20 синхронизации.

Импульсы с выходов блоков 18 и 20 синхронизации поступают на входы элемента ИЛИ 21, на выходе которого формируются импульсы с частотой следования 2f, , где f«, - частота источника питания, синхронизированные импульсной последовательностью ТИ-1, Сигналы 27 с выхода блока ИЛИ 21 поступают на вход делителя 16 частоты и через второй выход блока 1 управления на входы триггеров 8 и 11.1 и первый вход N-разрядного счетчика 2, при этом устанавливая делитель 16 частоты, триггеры 8 и 11.1 в состояние логического нуля, а все N разрядов счетчика 2 - в состояние логической единицы.

Последовательность импульсов ТИ-2 с второго выхода распределителя 15 импульсов поступает на сметный вход делителя 16 частоты, на первом импульсном выходе которого формируются счётные импульсы частоты fpц 2(2 -l)fл, на втором импульсном выходе импульсы той же частоты (ц , сдвинутые по фазе на 180° относительно импульсоЗ на первом импульсном выходе. Импульсы 28 и 29 с первого и второго выходов делителя 16 частоты выводятся из блока управления 1 соответственно через третий и четвертый выходы,

Последовательность импульсов ТИ-3 с третьего выхода распределителя 15 импульсов поступает на пятый выход блока 1 управления(

Широтно-импульсные сигналы управления асинхронным электродвигателем формируются циклически на выходе

соответствующих вторыхстатических триггеров 11, период цикла равен (2f ) с. Цикл формирования широтио-импульсных сигналов управления асинхронным двигателем начинается после установки в О ревер.сивного N-разрядного счетчика 2 и первого триггера 8, сигнал с второго выхода которого открывает элемент И 10.1 и задает режим работы реверсивного N-разрядного счетчика 2 (вычитание импульсов), при этом сигнал с первог шхода триггера 8 закрывает элемент

Л 9;1.

I По -мере заполнения реверсивного М-раэрядного счетчика 2 счетными импульсами частоты с третьего выхо Да блока t управления величина кода Линейно уменьшается до нулевого зна-г чения (30).Величина кода У сравнивается с величиной кода А (или Aj) с помощью соответствующего блока 6.1 сравнения При выполнении неравенства У Af (или У Aj) на втором выходе блока 6.1 сравнения вырабатывается импульс 32 36 синхронизированный импульсами, поступающими с четвертого выхода блока 1 управления. Импульс с второго выхода блока 6.1 сравнения, пройдя через элемент И 10.1, устанавливает в 1 триггер 11.1. При достижении значения кода У О с помощью эяемемтов ИЛИ 3, НЕ 5 и И 7 формируется импульс, синхронизированный последовательностью ТИгЗ и устанавливающий Триггер 8 в нуль, при этом изменяется режим работы реверсивного счетчика 2 (суммирование импульсов), эакрь вается элемент . И 10.1, открывается элемент И 9.1, через который импульсы 31 и 35,фор мируемые на Первом выходе блока 6.1 сравнения при выполнении неравенства (или yj.AjJ поступают на вто-4 рой вход триггера 11.1, устанавливая его в . Сигналы 33 и 37 с вы хода триггера 11.1 поступают на вход

коммутатора 12.1 . Сравнение кодов У и А (или Aj) при У О не происходит, что обеспечивается подачей сигнала логического О с выхода элемента И на третий вход блока 6 сравнения.

Коммутатор 12.1. формирующий реверс двигателей, выполнен на комбинационных логических схемах и для формирования сигналов на двух своих выходах использует сигналы, поступающие на первый вход с первого выхода блока 1 управления - сигнал фазы переменного напряжения J(t), на второй вход с входных клемм «устройства - сигнал знака srgn кода управления соответствующим двигателем, на третий вход - с выхода триггера 11.1. Первый и второй выходы коммутатора 12 связаны с входами ло гическими зависимостями вида

ci г (); (У 2 (x-yvx-у) ,

( .

где (У, , 0(2 сигналы на первом и

втором выходах коммутатора 12.1; x,y,z - сигналы на первом, втором и третьем входах коммутатора 12.1. Сигналы с первого и второго выходов каждого из коммутаторов 12.1 усиливаются с помощью соответствующего усилителя 13.1 по току и напряжению до величины, необходимой по условиям работы электродвигателя.

Для управления несколькими электродвигателями могут быть дополнительно установлены блоки 6.2 и 6.3 сравнения, элементы И 9.2, 9.3 и 10.2, 10.3 триггеры 11.2 и 11.3, коммутаторы 12.2, 12,3 и усилители 13.2, 13-3, соединенные с элементами устройства как и в варианте с одним электродвигателем. При этом использование максимально возможных общих элементов системы управления электродвигателями позволяет повысить надежность работы устройства.

фиг.

i I i i 111ИI ti 1111И11111 g 111111111И ИI н ИI n IИ н fiiiniiiiMnniiiiinMiiiiiiiiiiiiUHiiiiiiiiiii g/ I It Hi ими I iiiiiii МП HI Mil I ni III 11 Ml nil 111

УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее блок управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход - через усилитель с обмоткой управления электродвигателя, первый триггер, выход которого соединен с третьим вхо-. дом коммутатора, первый вход первого триггера соединен с первым входом N-разрядного счетчика, с одним входом второго триггера и с вторым выходом блока управления, два элемента И, отличающееся тем, что, с целью1 повышения надежности, в него введены элемент ИЛИ элемент НЕ, блок сравнения, третий и четвертый элементы И, выходы которых соединены с вторым и третьим входами первого триггера соответственно, а одни входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами второго триггера и. с вторым и третьим входами N-разрядного счетчика, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, соединенного четвертым,выходом с одним входом первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом элемента НЕ, выходом соединенного с одним входом второго элемента И, друi гой вход которого соединен с пятым (Л выходом блока управления, а выход с другим входом второго триггера, С входы элемента ИЛИ соединены с выходами N-разрядного счетчика и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а третий вход соединен с выходом первого элемента И, выходы блока сравнения соединены с другими входами третьего и четвертого элементов.И.

gy I I I till I II I II I I I I I i i I i I I