Цифровой регулятор угловой скорости дугостаторного асинхронного двигателя Советский патент 1986 года по МПК G05B11/01 

выходами катодного импульсного усилителя, выходы инвертора соединены соответственно с выходами первого и ч.етвертого ключей, третьего и

шестого ключей, пятого и второго ключей, а также соответственно с первым, вторым и третьим входами индуктора двигателя, (и- 1) разрядных выходов регистра памяти

Соединены с информационными входами пятого и шестого счетчиков, выход пятого счетчика соединен непосредственно с первыми входами четвертого и пятого элементов И и через последовательно соединенные первые элементы НЕ и И-НЕ - с своим входом предварительной записи, вы- ход шестого счетчика соединен непосредственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И и через последовательно соединенные вторые элементы НЕ и И-НЕ - со своим входом предварительной записи, счетные входы пятого и шестого счетчиков соединены с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ и выходом генератора импульсов, вторые входы четвертого и седьмого элементов И соединены с прямым выходом старшего разряда регистра памяти, инверсный выход старшего разряда регистра памяти соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами четвертого к шестого элементов И, а выход - с счетИзобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в радиотехнических системах, приборостроении и станкостроении i

Цель изобретения - повьш ение точности регулятора в работе и расширение диапазона регулирования угловой скорости.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого цифрового регулятора угловой скорости дугоста- торного асинхронного двигателя; на фиг. 2 - структурная схема шести03481

ным входом третьего счетчика, выход которого соединен непосредственно с счетным Ьходом управляемого делителя частоты и через последовательно соединенные третьи элементы НЕ и И-НЕ - со своим входом предвари- тельной записи, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы третьего элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого и седьмого элементов И, а выход - с счетным входом четвертого Счетчика, информационные входы управляемого делителя частоты соединены с вторыми разрядными выходами- блока задания скорости, а выход управляемого делителя част;оты подключен непосредственно к своему входу предварительной записи и через седьмой счетчик - к первым входам первого и второго дешифраторов, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами старшего разряда регистра памяти, а выходы - соответственно о первым и вторым входами формирователя управляющих импульсов, первьй и второй выходы которого соединены соответственно с входом катодного импульсного усилителя и через модулятор - с входом анодного импульсного усилителя, второй вход модулятора подключен к выходу второго RS-триггера, стробируюш;ий . вход блока ограничения соединен с прямым выходом первого RS -триггера.

канального формирователя управляющих импульсов; на фиг. 3 - структурная схема модулятора регулятора. Предлагаемый регулятор содержит

индукторы 1, роторный элемент 2, асинхронный двигатель 3, датчик 4 скорости, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 формирователи импульсов, первый 9, второй 10 и

третий 11 RS-триггеры, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16, шестой 17, седьмой 18, восьмой 19, девятый 20, десятый 21, одиннадцатый 22, двенадцать 23,

тринадцатый 24 и четырнадцатый 25 элементы И, первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29, пятый 30, шестой 31 и седьмой 32 счетчики, регистр 33 памяти, блок 34 ограничния, первый 35, второй 36, третий 37 и четвертый 38 элементы ИЛИ, блок 39 задания скорости, генератор 40 импульсов, управляемый делитель 41 частоты, первый 42, второй 43 и третий 44 элементы И-НЕ, первый 45, второй 46 и третий 47 элементы НЕ, первый 48 и второй 49 дешифраторы, фop иpoвaтeль 50 управляющих импульсов, модулятор 51, анодный 52 и катодный 53 импульсны усилители,источник 54 постоянного тока, трехфазный мостовой инвертор 55,анодная 56 и катодная 57 группы клчей инвертора,прямой 58 и инверсный выходы старшего разряда 60, регистра 33 памяти, первый 61, второй 62 и третий 63 формирователи управляющих импульсов, элемент 64 задержки

В качестве дешифраторов 48 и 49 можно применить любой регистр сдвига или дешифратор, осуществляющий распределение управляющих импульсов, на шесть независимых каналов и имеющий стробирующий вход. При применении в качестве седьмого счетчика 32 счетчика-делителя на 12 К155ИЕ4 (используется делитель на шесть) удобно применить в качесве дешифраторов 48 и 49 сдвоенный дешифратор-мультиплексор К155ВД4 (К155ИДЗ).

В качестве трехфазного мостового инвертора 55 с анодной 56 и катодной 57 .группами применяется транзисторный инвертор со звеном постоянного тока, каждый из шести ключей которого состоит из соединеных встречно-параллельно силовых транзистора и диода обратного тока обеспечивающий питание трехфазного дугостаторного асинхронного двига- теля необходимой мощности напряжением с регулируемой частотой. I

В качестве источника 54 постоянного тока можно применить любой неуправляемый выпрямитель, шунтированный конденсатором и обеспечивающий питание примененного инвертора 55,

В качестве шестиканального формирователя 50 управляющих импульсов можно применить любой формирователь управляющих импульсов, вы- . полняющий функции формирования шести 180-градусньгх импульсов для управления ключами инвертора в соответствии с алгоритмами их переключения (прямой и обратный порядок чередования фаз) и обеспечивающий необходимую задержку между выключением и включением двух ключей инвертора, относящихся к одной фазе

(запрет одновременного их включения из-за возможности короткого замыкания источника постоянного тока).

Один из возможных вариантов выполнения шестиканального формирователя 50 отправляющих импульсов (фиг, 2) содержит первый 61, второй 62 и третий 63 формирователи управляющих импульсов, выполненные по одинаковой схеме.

В качестве элемента 64 задержки можно применить формирователь коротких импульсов типа одновибратора.

Элемент 64 задержки управляется передним фронтом положительного импульса с выхода элемента ИЛИ 38 при подаче на его входы нулевых импульсов с элементов И 19 и 20. Выходным (нулевым) импульсом элемент 64 задержки блокирует на время задержки прохождение сигналов с прямого или инверсного выходов RS -триггера 11 на выход соответственно десятого 21 или одиннадцатого 22 элементов И, создавая необходимую выдержку времени между включением одного ключа и включением другого. В качестве модулятора 51 можно применить любой модулятор, осущест- вляющий модулирование управляющих импульсов, поступающих с формирователя 50 на анодный импульсный усилитель, рабочими импульсами tp (с выхода второго триггера 10). Один

из возможных вариантов выполнения модулятора 51 (фиг. 3) содержит три элемента- И 23-25 (по числу управляющих сигналов), в качестве которых применены МС К155ЛИ1.

В качестве анодного 52 и катодного 53 импульсных усилителей можно применить любые трехканальные усилители, усиливающие управляющие сигналы с выХода формирователя 50 или

модулятора 51 до велргчины, необходимой для управления транзисторными ключами инвертора, и гальванически разделяющие цепи управления и сило

вые цепи инвертора. Для низкочастотных преобразователей удобно применить импульсные усилители, использующие модуляцию управляющего сигнала высокочастотным сигналом прямоугольной формы.

Блок 39 задания скорости представляет собой любые кОнтактые либо бесконтактные переключатели, позволяющие подавать на информационные входы соответственно первого счетчика 26 и управляемого делителя 41 частоты в виде кода числа, связанны с заданием необходимой скорости.

При применении в качестве первого счетчика 26 управляемого делителя 41 частоты счетчиков с одинаковы направлением счета направления изменения коэффициента пересчета и коэффициента деления при изменении заданной скорости одинаковы.

При этом во всем диапазоне изменения скоростей каждому значению заданной скорости соответствует определенное значение коэффициента пересчета м , а коэффициент Nypij изменяется ступенчато по поддиапазонам изменения скоростей, т.е. определенному поддиапазону соответствует определенный коэффициент рц постоянный для данного поддиапазона Поэтому для блока 39 задания скорости удобно применить два аналого-циф ровых преобразователя, управляемых одной регулируемой величиной (например, одним входным напряжением): для формирования кода изменения коэффициента пересчета (первые разрядные выходы блока 39 задания скорости) - аналого-цифровой преобразователь на основе реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя, а для формирования кода изменения коэффициента деления N((04 (вторые разрядные выходы бло- ка 39 задания скорости) - аналого- цифровой преобразователь параллельного действия с применением схем сравнения.

Для облегчения объяснения работы цифрового регулятора примем, что второй 27, пятый 30 и седьмой 32 счетчики включены на прямой счет, а первый 26, третий 28, чет- вертьй 29 и шестой 31 счетчики и

счетчики управляемого делителя 41 частоты - на обратный счет.

В регуляторе измеряется длитель- ность интервала Тц 1/ , пропорционального угловой скорости, поступающего с датчика 4 скорости. Измерение осуществляется посредством заполнения интервала импульса0 ми опорной частоты от генератора 40 импульсов и подсчета их с помощью первого 26 и второго 27 счетчиков. °

Перед началом работы регулятора

5 в блоке 39 задания скорости (первые разрядные выходы) устанавливается в виде кода число, равное числу импульсов генератора 40, приходящих в первый счетчик 26 за время

0 от начала измеряемого интервала до верхнего предела выбранной зоны регулирования угловой скорости.

В зависимости от выбранной угловой скорости на вторых разрядных вы5 ходах блока 39 задания скорости устанавливается код, определяющий коэффициент деления Jt)ц управляемого делителя 41 частоты.

Коды, устанавливаемые на первых

и вторых разрядных выходах блока 39 скорости, зависят от выбранной зоны регулирования, заданнбгх величин угловой скорости двигателя и параметров входных интервалов, поступаюс щих с датчика 4 скорости.

Цифровой регулятор работает сле- ,дующим образом.

Импульс, поступающий с датчика 4 скорости, задающий начало измеряемого интервала и сформированный в первом формирователе 5 импульсов, переносит задание, записанное в блоке 39 задания скорости (первые разрядные выходы), в счетчик 26. Через время задержки, необходимое для установки счетчика 26, нулевым импульсом из второго формирователя 6 переключается первый RS -триггер 9. При этом на первый вход первого элемента И 12 подается разрешающий (единичный) потенциал и на вход вычитания первого счетчика 26 начинают поступать импульсы генератора 40. Через время задержки, определяемое третьим формирователем 7, нулевым импульсом с четвертого формировате- ля 8-по установочному входу во втором счетчике 27 устанавливается начальный код.

В зависимости от соотношения между действительной угловой скоростью двигателя Jg и скоростями начала оЗнзр конца uJxip зоны регулирования измерение ошибки и выработка управляющего сигнала регулятора производятся следующим образом:

1) О

1)

выхода второй ратора

о uJ

При поступлении на вход первого счетчика 26 заданного числа импульсов он устанавливае.тся в нулевое состояние и нулевым выходным импульсом переключает в нулевое состоние первый RS -триггер 9, При этом нулевым импульсом с прямого выхода RS-триггера 9 закрывается первый элемент И 12, прекращая поступление импульсов генератора 40 в первый счетчик 265 и по стробирующему вход разрешается работа блока 34 ограничения. Единичный сигнал с инверсног RS-триггера 9 открывает элемент И 13 и импульсы гене 40 начинают поступать через второй 13 и третий 14 элементы И на вход Прямой счет второго счетчика 27 (до установки на разрядных выходах второго счетчика 27 кода ограничения с выхода блока 34 огранчения, на второй вход третьего элемента И 14 подается разрешающий единичный сигнал).

При установке на разрядных выход второго счетчика 27 кода ограничения срабатывает (при этом на его стробирующий вход подается разрешающий нулевой сигнал с прямого выхода цз триггера 9), и нулевым импульсом по второму входу закрывает третий элемент И 14, прекращая поступление импульсов генератора 40 на счетный вход счетчика 27. Одновременно выходным импульсом блока 34 ограничения через элемент ИЛИ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 (код ограничения) переносится в регистр 33 памяти. Цикл измерения ошибки закончен.

Следующий импульс с датчика 4 скорости, сформированный в первом формирователе 5, переносит задание, зайисанное в блоке 39 задания скорости, в счетчик 26. Импульсом из второго формирователя 6 переклю203481

чается первьш Й5 -триггер 9. Нуле- вым импульсом с Инверсного выхода первого RS-триггера 9 блокируется второй элемент И 13, а единичным

5 импульсом с его прямого выхода блокируется блок 34 ограничения и через первый элемент И 12 разрешается поступление импульсов генератора 40 на счетный вход первого счетчика

10 26. Через время задержки, определяемое третьим формироватет1ем 7, им- . пульсом с четвертого формирователя 8 по установочному входу во втором счетчике 27 устанавливается началь 5 ный код, подготавливая его к приему информации следующего цикла измерения ошибки.

«iuJ иЗкЗР .

2)

I.O

Hip

0

5

0

5

0

5

Элементы измерения ошибки регулятора работают так же, как и при О uJ,, -uJH3p 5 за исключением того, что очередной импульс с датчика 4 скорости поступает во время работы второго счетчика 27 (до установления на его выходах кода ограничения). Импульсом с выхода первого формирователя 5 задание с блока 39 задания скорости переносится в первый счетчик 26, импульсом с выхода второго формирователя 6 импульсов переключается первый Рч5 -триггер 9. При этом сигналом с его инверсного выхода блокируется второй элемент И 13, а сигналом с прямого выхода разрешается прохождение импульсов с генератора 40 через первьй элемент И 12 на вычитающий вход первого счетчика 26, импульсом с выхода третьего формирователя 7 через элемент ИЛИ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 переносится в регистр 33 памяти, а импульсом с выхода четвертого формирователя 8 во втором счетчике 27 устанавливается начальный код, подготавливая его к приему информации следующего цикла измерения ошибки.

3)

иЗ -(

В данном случае очередной импульс с датчика 4 скорости поступает во время работы первого счетчика 26 (до установки его в нулевое состояние) . Импульсом с выхода .первого ормирователя 5 задание с блока 39 задания скорости переносится.в первый счетчик 26, импульсом с выхода второго формирователя 6 удерживается

8 единич шм состоянии первый R5- триггер 9 (на прямом выходе 1). При этом нулевым потенциалом с инверсного выхода первого RS -триггера 9 продолжает блокироваться второ элемент И 13 (импульсы генератора 40 не проходят в счетчик 27), на первьй вход первого элемента И 12 с прямого выхода первого RS -триггера 9 подается разрешающий (единичный) потенциал и на вход вычитания первого счетчика 27 поступают импульсы генератора 40 (новый цикл .измерения ошибки). Импульсом с выхода третьего формирователя 7 через элемент ШЖ 35 информация с разрядных выходов второго счетчика 27 переносится в регистр 33 памяти (начальньм код), а импульсом с выхода четвертого формирователя 8 во втором счетчике 27 подтверждается установка начального кода, подготавливая его к приему информации следующего цикла измерения ошибки.

Таким образом, при о uJa 4 в регистр 33 памяти перезаписываетс код ограничения второго счетчика 27

при

oJa ijJ

- начальный код

второго счетчика 27, а при uJ -«- клр информация с второго счетчик 27, находяш;аяся в нем в момент прихода очередного импульса с датчика 4 скорости (промежуточный код между начальным кодом и кодом ограничения Значения начального кода и кода ограничения устанавливаются в соответствии с необходимой кратностью регулирования частоты в тяговом и тормозном режимах; Информация в регистре 33 памяти обновляется с частотой, равной частоте импульсов, поступающих с датчика 4 скорости. Информация, находящаяся в регистре 33 памяти, преобразуется во вращающий момент двигателя 3 следующим образом.

Состояние старшего (н-го) разряда 60 регистра 33 памяти определяет режим работы асинхронной машины (направление вращающего момента):

состояние 1 (прямой выход 58 - 1, инверсный выход 59 - О) - режим двигателя (направление вращающего момента совпадает с направлением вращения вала двигателя (тяговый режим)5

состояние О (прямой выход 58 - О, инверсньй выход 59 - 1),

20348 10

режим электромагнитного тормоза (момент направлен против направления вращения вала -двигателя - тормозной режим.

5 Состояние (h - 1) младших разрядов регистра 33 памяти определяет величину момента в тяговом или тормозном режимах.

Предположим, что состояние стар10 шего разряда 60 регистра 33 памяти 1 (выход 58 - 1, выход 59 - О). При этом Четвертьй элемент И 15 через второй элемент ИЛИ 36 подключает к счетному входу третьего

15 счетчика 28 выход пятого счетчика 30, седьмой элемент И 18 через третий элемент ИЛИ 37 подключает к счетному входу четвертого счетчика 29 выход шестого счетчика 31.

20.1.

На второй (стробирующий) вход

второго дешифратора 49 поступает нулевой сигнал, разрешаюиц й его работу, а на второй (стробируюш 1й)

25 вход первого дешифратора 48 поступает единичный сигнал, блокирующий его. На суммирующий вход пятого счетчика 30 и на вычитающий вход шестого счетчика 31 постоянно пос3Q тупают импульсы генератора 40.

При заполнении пятого счетчика 30 нулевой сигнал с его выхода через первьй элемент НЕ 45 подается на первьй. вход первого элемента И-НЕ42.

5 Очередной импульс генератора 40

через первьй элемент И-НЕ 42 подается на вход предварительной записи пятого счетчика 30, записывая в нем число (устанавливая коэффици ент пересчета N504 соответствии с информацией в регистре 33 памяти. На выходе пятого счетчика 30 устанавливается единичньй сигнал, кото- рьй через первьй элемент НЕ 45

блокирует прохождение импульсов

генератора 40 на вход предварительной записи пятого счетчика 30, разрешая его работу по счетному входу. При поступлении на счетный вход

50 пятого счетчика 30 число импульсов генератора 40, в соответствии с установленным коэффициентом пересчета. М( его выходе снова устанавливается нулевой сигнал и производится

55 установка коэффициента пересчета Nsc4 соответствии с информацией, находящейся в данньй момент в регистре 33 памяти.

II

Таким, образом, в зависимости от информации, записанной в регистре 33 памяти, изменяется коэффициент пересчета Njcq и на выходе пятого счетчика 30 формируются импульс л с периодом следования ( t rv NSCH ) которые через четвертый элемент И 15 и второй элемент ИЛИ 36 пода- .ются на вычитающий вход третьего счетчика 28.

При установке шестого счетчика 31 в нулевое состояние нулевой сигнал с его выхода через второй элемент НЕ 46 подается, на первый вход второго элемента И-НЕ 43. Очередной импульс генератора 40 через второй элемент И-НЕ 43 подается на вход предварительной записи шестого счетчика 31, записывая в нем число (устанавливая коэффициент пересчета соответствии с информацией в регистре 33 памяти. На выходе шестого счетчика 31 устанавливается едничный сигнал, которьй через второй элемент НЕ 46 блокирует прохождение импульсов генератора 40 на вход предварительной записи шестого счетчика 31, разрешая его работу по счетному входу. При поступлении на счетньй вход шестого счетчика 31 числа импульсов генератора 40 в соответствии с установленным коэффициентом пересчета Месч его выходе снова устанавливается нулевой сигнал и производится установка коэффициента пересчета 4g,c4 соответствии с информацией, находящейся в данный момент в регистре 33 памят

Таким образом, в зависимости от информации, записанной в регистре 33 памяти, изменяется коэффициент пересчета и на выходе шестого счетчика 31 формируются импульсы с периодом следования(1 j., ) , котрые через седьмой элемент И 18 и третий элемент ИЛИ 37 подаются на вычитающий вход четвертого счетчика 29.

При поступлении на вычитающий вход третьего счетчика 28 числа импульсов пятого счетчика 30 в соответствии с коэффициентом пересчета ° устанавливается в нулевое состояние. Нулевой сигнал с его выхода по входу предварительной устанки записывает в четвертый счетчик 29 начальный код (устанавливает коэффициент пересчета М1,ц, ), -по

03481. 12

S -входу устанавливает второй RS -. триггер 10 в единичное (рабочее) состояние и через третий элемент НЕ 47 подается на первый вход третье- 5 го элемента И-НЕ 44.

Этот элемент времени принимается за начало элементарного периода Tjj. j- и начало рабочего импульса

1р.ТЯГ

Очередной импульс с третьего счетчика 28 через третий элемент И-НЕ 44 подается на вход предварительной записи третьего счетчика 28, записьшая в нем число в соответ 5 ствии с установленным коэффициентом пересчета .

На выходе третьего счетчика 28 устанавливается единичный сигнал, который разрешает работу четвертого

20 счетчика 29 по счетному взводу, а также через третий элемент НЕ 47 блокирует прохождение счетных импульсов на вход предварительной записи третьего счетчика 28, разрешая

25 его работу по счетному входу.

I

При поступлении на вычитающий

вход четвертого счетчика 29 числа импульсов шестого счетчика 31 в соответствии с коэффициентом пересчета Ni,c4 ° устанавливается в нулевое состояние и выходным нулевым сигналом по R -входу устанавливает второй RS -триггер 10 в нулевое состояние. На выходе второго RS - 5 триггера 10 формируется рабочий импульс .т,..

При поступлений на счетный вход третьего счетчика 28 числа импульсов пятого счетчика 30 в соответ ствии с установленным коэффициентом пересчета зсч ° выходе снова устанавливаеися нулевой сигнал и повторно производится начальная установка четвертого счетчика 29,

45 установка второго RS -триггера 10 в рабочее состояние и подготовка к начальной установке третьего счетчика 28.

При этом заканчивается формиро50 вание элементарного периодаЪ тяг Nic4 f в течение которого формируется один рабочий импульс i.

30

-р.тяг

Импульсы с выхода третьего счет- 55 чика 28 поступают на управляемый делитель 41 частоты, коэффициент деления которого устанавливается блоком 39 задания скорости (вто13

рые разрядные выходы). Установка заданного коэффициента деления Nyny производится выходными импульсами управляемого делителя 41 частоты по входу предварительной записи.

Таким образом, на выходе управляемого делителя 41 частоты образуются импульсы с пеоиопо следова Т-урч.гяг-- .т«г-Мут,ч ;ё-Тв, . где Tg, - период выходного напряжения инвертора

При подаче импульсов с периодом следования Тур,д-др на седьмой счетчи 32 (счетчик с коэффициентом пересче та 6), на его выходах образуется код переключения ключей инвертора, который подается на параллельно соединенные информационные входы первого 48 и второго 49 дешифраторов. Такое построение системы управление инвертором обеспечивает одинаковое число импульсов в обеих полуволнах трех фаз выходного напряжения.

Однако при состоянии старшего разряда регистра 33 памяти 1 первый дешифратор 48 по второму (стро- бируюш;ему) входу блокирован, а разрешающий (нулевой) сигнал подается на стробирующий вход второго дешифратора 49, на выходах которого образуется шестифазная система импульсов (нулевых) длительностью 60 каждый.

Формирование импульсов, управляющих ключами трехфазного мостового инвертора, производится формировтелем 50 управляющих импульсов (фиг. 2).

Рассмотрим формирование управляющих импульсов для ключей 56-1 и 37-4 фазы А инвертора формирователе 50 управляющих импульсов. (Обозначение выходов первого 48 и второго 49 дешифраторов (фиг. 2) принято следующее: 48:1 - первый выход первого дешифратора, 49:3 - третий выход второго дешифратора и т.д.

Каждьй из ключей инвертора проводит ток в течение 180.

Включен ключ 57-4 инвертора 55 (ключ 56-1 выключен).

При подаче на вход восьмого элемента И 19 нулевого имгв льса с выхода (49:3) второго дешифратора 49 по S -входу третий Rs -триггер 11 устанавливается в состояние 1, т.е. выключается управляющий сигнал

0

:

203481. 1/

с ключа 57-4 (сигнал О с инверсного выхода третьего Rs -триггера 11 подается на вход одиннадцатого элемента И 22), и подается разрешаю5 щий сигнал на включение ключа 56-1 (сигнал f с прямого выхода третьего RS-триггера 11 на вход десятого элемента И 21),

Однако нулевым импульсом с выхода восьмого элемента И 19 через четвертый элемент ИЛИ 38 срабатывает элемент 64 задержки на время tj на входах десятого 21 и одиннадцатого 22 элементов И устанавливается сигнал, запрещаюш {й включение По окончании задержки tj элемента 64 задержки снимается блокировка десятого элемента И 21 (с вькода элемента 64 задержки подается сигнал 1) и с его вькода на ключ 56-1 подается включающий сигнал

Через 1 ВО° поступает нулевой сигнал с выхода (49:6) д,ешифратора 49 и через девятый элемент И 20 по

.-« S R-входу он устанавливает третий RS-триггер 11 в состояние О и через четвертый элемент ИЛИ 38 включает элемент 64 задержки, - триггер 11 выключает ключ 56-1 и

30 подает разрешающий сигнал на включе20

кие ключа (сигнал 1 с инверсного выхода на вход одиннадцатого элемента И 22). Однако одиннадцатый элемент И 22 блокирован

нулевым сигналом элемента 64 задержки и включение ключа 57-4 произойдет -через врем 1зпосля снятия блокировки одиннадцатого элемента

И 22.

Аналогично импульсами с выходов (49:1) и (49:4) второго дешифратора 49 в формирователе 62 управляющих импульсов производится формирование управляющих импульсов ключей

56-3 и 57-6 и импульсами с выходом (49:5) и (49:2) дешифратора 49 в ормирователе 63 управляющих импульсов производится формирование управляющих импульсов ключей 56-5

57-2 инвертора 55.

Таким образом, формирователь 50 управляющих импульсов выполняет следующие функции: формирование через 180 управляющих импульсов клю- чей инвертора 55; блокировку одновременного включения двух ключей одной фазы (устранение сквозного короткого замыкания источника пита15

ния) задержкой на время ±j включе- ния второго ключа при выключении первого и наоборот (время задержки tj выбирается из условия где 1выкл.. максимально возможное время выключения ключей инвертора 55).

Управляющие импульсы на ключи 57-2, 57-4 и 57-6 катодной группы 57 инвертора 55 поддаются через катодный импульсный усилитель 53, где производится их усиление и гальваническая развязка.

Управляющие импульсы на кл.очи 56-1, 56-3 и 56-5 анодной группы 56 инвертора 55 подаются через модулятор 51 и анодный Импульсный усилитель 52.

В модуляторе 56 (фиг. 3) на первые входы двенадцатого 23, тринадцатого 24 и четырнадцатого 25 элементов И подаются управляющие импульсы ключей 56-1, 56-3 и 56-5 с формирователем 50 управляющих импульсов, а на вторые входы элементо И 23-25 - рабочие импульсы ip. с выхода второго RS -триггера 10. Таким образом, в модуляторе 51 при помощи двенадцатого 23, тринадцатого 24 и четырнадцатого 25 элементов И происходит, модулирование управляющих импульсов ключей анодной группы 56 импульсами частотой

э тяг - :;:

3f .тяг

Ключи инвертора 55, переключаясь в соответствии с заданным алгоритмом переключения, определяемым вторым дешифратором 49 и формирователем 50 управляющих импульсов формируют . на- обмотках индуктора 1 дугостаторного асинхронного двигате(/ - ЬТЯГ, .,

ля 3 напряжение бер.тяг- -г-

.ТЯГ

частотой Ьтяг-:;: и прямым

Тетя г

порядком чередования фаз, где ги bpii гсчГпериод выходного напряжения инвертора 55 в тяговом

режиме, есч N

цсц.

t,

N,

N,

«.тяг- ги-м5сч sck ; - амплитудное значение выходного напряжения инвертора (при отсутствии регулирования) .

Индукторы 1 создают бегущее магнитное поле определенного направления, которое, взаимодействуя с ротор15

03481 6

ным элементом 2, создает вращающий момент необходимой величины. При

- бср тяг , /,. ., этом отношение N ti l-Мцсч NVJ V.

; - В-ТЯГ

5 N t4 7C i rH - лЬсарактеризует вели- чину вращающего момента двигателя 3.

Так как информационные входы пятого 30 и шестого 31 счетчиков соединены с разрядными выходами

|регистра 33 памяти, а переключаются пятый 30 и шестой 31 счетчики синхронно импульсами генератора 40, поступающими на их противоположные счетные входы (на суммирующий вход пятого счетчика 30 и на вычитающий вход шестого счетчика 31), то изменение кода на (h - 1) младших разрядах регистра 33 памяти приводит к противоположному изменению коэффициента пересчета NJ5t(( и при увеличении кода на выходах регистра 33 памяти коэффициент Nsc4 уменьшается, а коэффициент Уве-. 2 личивается, и, наоборот, при уменьшении кода коэффициент МБСЧ увеличивается, а коэффициент N уменьшается.

Таким образом, при увеличении ко- 30 да регистра 33 памяти в тяговом режиме (состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти 1) частота

ивср.тяг

20

: В т я г

и отношение

бтяг .

5 увеличиваются, а следовательно, увеличивается угловая скорость и вращающий момент двигателя 3, и, наоборот, при уменьшении кода частота

L/л р -гл г

0 f р, Т-ЯР отношение уменьшаются, а следовательно, уменьшаются угловая скорость и вращакнций момент двигателя 3.

Рассмотрим преобразование инфор мации, находящейся в регистре 33 памяти, во вращающий момент двигателя 3 при нулевом состоянии старшего (н-го) разряда 60 регистра 33 памяти (выход 50 - О, выход 59 0 1 (тормозной режим).

При этом шестой элемент И 17 через второй элемент ИЛИ 36 подключает к счетному входу третьего счетчика 28 выход шестого счетчика

5 31, а пятый элемент И 16 через третий элемент ИЛИ 37 подключает к счетному входу четвертого счетчика 29 выход пятого счетчика 30. .

17

Нл второй (стробирующий) вход первого дешифратора 48 поступает нулевой сигнал, разрешающий его работу, а на второй (стробирующий) вход второго дешифратора 49 поступает единичный сигнал, блокирующий его.

Дальнейшее преобразование информации, находящейся в .регистре 33 памяти при состоянии старшего разряда 60 О, аналогично преобразованию информации, находящейся в регистре 33 памяти при состоянии старшего разряда 60 1. При этом длительность элементарного периода T:,f горм -tru бсч Меч J длительность рабочего импульса tpropM t. 5СЧ М i .

Ключи инвертора 55, переключаясь в соответствии с заданным алгоритмом переключения, определяемым первым дешифратором 48 и формирователями 50 управляющих импульсов,

формируют на обмотках индуктора 1 I1

двигателя 3 напряжение Uft.cp ториtp.rOPM-

и.

частотой

f.

Тэ.гоРм ТЬТОРМ

и обратным порядком чередования фаз, где Tg,-t.rf,-N6C4 Мьсч период выходного напряжения инвертора 55 в тормозном режиме.

Индукторы 1 создают бегувдее магнитное поле противоположного направления, которое, взаимодействуя с роторным элементом 2, создает тормозной -момент необходимой величины.

гти о, ср тори

При этом отношение

i . 9.10РГЛ

( Mticii Муоц. ги - -Ju ) xaрактеризует величину тормозного .момента двигателя 3.

При увеличении кода на (h - 1) младших разрядах регистра 33 памяти коэффициент N504 уменьшается, а коэффициент М(-ц увеличивается, и, наоборот, при уменьшении кода коэффициент Мдсч. увеличивается, а коэффициент уменьшается. Таким образом, при уменьшении кода регистра 33 памяти в тормозном режиме (состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти О) частота и отношение ибсрлро(ь увеличиваются, а следовательно, увеличивается и тормозной момент двигателя 3, и, наоборот, при увеличении кода частота и отношение вхр.тротл( ь

0348118

умейьшаются, а следовательно, уменьшается тормозной момент двигателя 3.

Рассмотрим зависимость величины 5 и направления момента двигателя 3 от величины действительной угловой скорости выходного вала регулятора, ij OfecJ ,p (ошибка регулятора положительная ,( A -J 0),

to

т,е, угловая .скорость двигателя

меньше заданной).

При этом состояние старшего (h-ro) разряда 60 блока 33 памяти 1, а на (h - 1) младших разрядах установлен код ограничения„ Двигатель развивает максимальный вращающий момент М МТЯР Iiflr.msc с - момент сопротивления) ; увеличиваюш й угловую скорость.

2) (jJujp- Jg - - IQ. (заданная угловая скорость, ошибка регулятора положительная AuJ 0).

При этом со.стояние старшего разряда 60 блока 33 памяти 1, а на

(h 1) младших разрядах установлен код, меньший кода ограниче;-:ия. Момент двигателя М М.тяг .лкс увеличивает угловую скорость.

3) (-Jo 53, (oL jHOKa регулятора 4uJ 0) .

При этом состояние с аршего раз-ряда 60 блока 13 .памяти 1. Момент двигателя Мл. т,е„ угловая скорость двигателя постоянная,

-i -i3 6 uJnp . где oJnp

скорость, при которой происходит изменение состояния старшего разряда 60 блока 33 памяти с 1 на О, т.е. скорость изменения режима работы двигателя с тягового на тормозной (ошибка регулятора отрицательная - О, т.е. угловая скорость двигателя больше заданной)

При этом состояние стар чвг о разряда 60 блока 33 памяти 1 Момент двигателя О Мд. т.е. угловая скорость двигателя уменьшается. f

5) oJnp uJ (ошибка peгулятора отрицательная),

При этом состояние старшего разряда 60 регистра 33 памяти О. Момент двигателя О М Мс „р. т.е. двигатель работает в режиме электромагнитного тормоза и момент двигателя направлен против вращения вала, уменьшая угловую скорость 6-J iJa кз.р.

191203481

При этом состояние старшего разряда 60.регистра 33 памяти, О, а на (и - 1) младших разрядах установлен начальный код.

Двигатель развивает максимальный :тормозной момент М.ОРМ ТОРМ.ИД уменьшающий угловую .

Таким образом, в регуляторе частота и напряжение инвертора регули- руются двумя способами:

в зависимости от заданной угловой скорости двигателя частота и напряжение инвертора устанавливаются блоком 39 задания скорости при по- мощи первого 26, пятого 30 и шестого 31 счетчиков и управляемого де81

20

лителя А1 частоты (изменение дли- тельности и числа элементарных

и длительности рабочи

периодов Tj интервалов tp );

при изменении угловой скорости относительно заданной в процессе регулирования частота и напряжение инвертора регулируются пятым 30 и шестым 31 счетчиками, третьим 28 и четвертым 29 счетчиками и вторым RS-триггером 10 изменением длительности рабочих интервалов t р и длительности элементарных периодо Т.5.(. при постоянном их количестве за период напряжения инвертора (постоянном коэффициенте деления управляемого делителя 41 частоты).

Фы-г f

к 50к 52

Фие.З

ВНИИПИ Заказ 8415/50 Тираж 862 ПодписЕ{ое Филиал иПП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4