Устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем Советский патент 1986 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ншротно- частотного унравления электроприводами с асинхронным двухфазным электродвигателем.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение точности управления частотой вращения и обеспечение реверсирования направления вращения асинхронного двухфазного электродвигателя.

На чертеже показана структурная схема цифрового устройства для щиротно-частот- ного управления асинхронным двухфазным электродвигателем.

Устройство для щиротно-частотного управления двухфазным электродвигателем содержит задающий генератор 1, первый и второй блоки 2 и 3 щиротной модуляции, первый и второй ключевые усилители 4 и 5, подключенные соответственно к обмотке возбуждения и обмотке управления асинхронного двухфазного электродвигателя 6, управляемый делитель 7 частоты, Т-триггер 8 и коммутатор 9.

Выход задающего генератора 1 соединен с первыми входами обоих блоков 2 и 3 пшротной модуляции и со счетным входом управляемого делителя 7 частоты, выход которого соединен с вторыми входами обоих блоков 2 и 3 широтной модуляции и с входом Т-триггера 8. Прямой и инверсный выходы Т-триггера 8 соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков 2 и 3 щиротной модуляции. Выходы первого блока 2 широтной модуляции подключены к входам первого ключевого усилителя 4, а выходы второго блока 3 щиротной модуляции подключены к входам коммутатора 9, выходы которого соединены с входами второго ключевого усилителя 5. Каждый из блоков 2 и 3 щиротной модуляции содержит Т-триггер 10, три логических элемента И 11, 12 и 13, два / 5-триггера 14 и 15, дещифра- тор 16 и счетчик 17. Счетный вход счетчика 17 образует первый вход блоков 2 и 3 щиротной модуляции, объединенные первые входы первого и второго логических элементов И 11 и 12 образуют второй вход блоков 2 и 3 щиротной модуляции, а вход Т-триггера 10 является третьим входом блоков 2 и 3 щиротной модуляции. Прямой и инверсный выходы Т-триггера 10 соединены с вторыми входами соответственно первого и второго логических элементов И 11 и 12, третьи входы которых объединены и подключены к первому выходу дешифратора 6. Второй выход дещифратора 16 соединен с объединенными / -входами первого и второго RS- триггеров 14 и 15, S-входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго логических элементов И 11 и 12. Инверсные выходы обоих / 5-триггеров 14 и 15 соединены с входами третьего логического элемента И 13, выход которого соединен с входом установки в «О счетчика 17.

5

0

р

Выходы счетчика 17 подключены к входам дещифратора 16. Прямые выходы первого и второго 5-триггеров 14 и 15 образуют выходы блоков 2 и 3 щиротной модуляции.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частота которых равна

j):ir 2

где шмакс- максимальная частота напряжения на обмотках асинхронного электродвигателя 6; К - целое число ().

Значения и К выбирают исходя из требуемого диапазона и дискретности регулирования частоты вращения электродвига- те,1Я 6.

Эти импульсы поступают на управляемый делитель 7 частоты, коэффициент деления которого зависит от значения цифрового кода на его управляющих входах 18. При наличии во всех разрядах кода управления логических «О коэффициент деления управ-, ляемого делителя 7 частоты является максимальным, а частота напряжения на обмотках электродвигателя 6 - минимальной и равна

(йзг

)

где п - количество разрядов кода управления управляемого делителя 7 частоты.

С выхода управляемого делителя 7 час- готы сигнал поступает на вход Т-триггера 8, который осуществляет поочередное переключение Т-триггеров 10 в блоках 2 и 3 широтной модуляции.

В исходном состоянии на прямых выходах / 5-триггеров 14 и 15 присутствует уровень логического «О, а с их инверсных выходов уровни логической «1 поступают на входы третьего логического элемента И 13. При этом уровень логической «1 с выхода элемента И 13 устанавливает все выходы счетчика 17 в состояние логического «О, что приводит к появлению на первом выходе дешифратора 16 сигнала логической «Ь, который поступает на третьи входы первого и второго логических элементов И 11 и 12. При совпадении сигнала с выхода управляемого делителя 7 частоты с сигналом на прямом выходе Т-триггера 10 на выходе первого логического элемента И 11 формируется сигнал логической 1, который устанавливает первый / 5-триггер 14 в состояние логической «1 на прямом выходе (логического «О - на инверсном выходе). При этом на выходе третьего логического элемента И 13 формируется сигнал логического «О, снимающий запрет со входа установки в «О счетчика 17, который начинает осуществлять подсчет импульсов, поступающих с задающего генератора 1.

После прохождения К-го импульса на выходах счетчика 17 образуется цифровой код, вызывающий появление сигнала логической «I на втором выходе дешифратора 16, который возвращает первый S-триггер 14 в состояние логического «О на прямом выходе. Одновременно с этим формируется сигнал логической «1 на выходе третьего элемента И 13,-устанавливающий счетчик 17 в нулевое состояние.

При совпадении сигнала с выхода управ- ляемого делителя 7 частоты с сигналом на инверсном выходе Т-триггера 10 на выходе второго логического элемента И 12 формируется сигнал логической «1, который переводит второй / 5-триггер 15 в состояние ло- гической «1 на прямом выходе. При этом аналогично ранее описанному сигнал логического «О с выхода третьего логического элемента И 13 снимет запрет на счет со счетчика 17 и после окончания счета на К сигнал логической «1 со второго выхода дещифра- тора 16 возвращает второй / 5-триггер 15 в состояние логического «О.

Сформированные таким образом сигналы управления с выходов / 5-триггеров 14 и 15 поступают на первый ключевой усилитель 4 непосредственно и на второй ключевой усилитель 5 через коммутатор 9, который по сигналу 19 управления осуществляет перекрестное переключение сигналов с выходов блока 3 щиротной модуляции на входы ключевого усилителя 5, обеспечивая реверс асинхронного двухфазного электродвигателя.

Таким образом, устройство позволяет обеспечить заданную точность управления путем увеличения количества разрядов кода управления, простоту осуществления реверса, высокую надежность за счет применения только цифровых элементов. Кроме того, возможно микроминиатюрное исполнение устройства управления в виде одной БИС.

Формула изобретения

. Устройство для щиротно-частотного управления асинхронным двухфазным элект- родвигателем, содержащее первый и второй ключевые усилители, задающий генератор, связанный с первым и вторым блоками широтной модуляции, выходы первого блока широтной модуляции соединены с входами первого ключевого усилителя, выходы перво- го и второго ключевых усилителей подключены соответственно к обмотке возбуждения

(доставитель (. Нозднухов

Редактор Л. ПовханТехред И. ВерееКорректор И. .Муека

Заказ 6675/54Тираж 631Пощнемое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

0

о

j 0

и обмотке управления асинхронного двухфазного электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повыщения точности управления частотой вращения асинхронного двухфазного электродвигателя, в него введены управляемый делитель частоты, Т-триггер, а первый и второй блоки щиротной модуляции выполнены с тремя входами, выход задающего генератора соединен с первыми входами первого и второго блоков широтной модуляции и со счетным входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго блоков широтной модуляции и с входом Т-триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков широтной модуляции, выходы второго блока щиротной модуляции связаны с входами второго ключевого усилителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый блок широтной модуляции содержит Т-триггер, три логических элемента И, два / 5-триггера, дешифратор и счетчик, счетный вход которого образует первый вход блока щиротной модуляции, объединенные первые входы первого и второго .логических элементов И образуют второй вход блока широтной модуляции, вход Т-триггера является третьим входом блока щиротной модуляции, прямой и инверсный выходы Т-триггера соединены с вторыми входами соответственно первого и второго логических элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к первому выходу де- п.1ифратора, второй выход которого соединен с объединенными / -входами первого и второго / 5-триггеров, S-входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго логических элементов И, инверсные выходы первого и второго / 5-триггеров соединены с входами третьего логического элемента И, г}ыход которого соединен с входом установки в «О счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора, прямые выходы первого и второго / 5-триг- геров образуют выходы блока широтной модуляции.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет обеспечения реверсирования направления вращения асинхронного двухфазного электродвигателя, введен управляемый коммутатор, входы которого подключены к выходам второго блока 1ниротной модуляции, а выходы соединены с входами второго ключевого усилителя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для широтно-частотного управления электроприводами с асинхронным двухфазным электродвигателем. Целью изобретения является упрош,ение устройства, повышение точности управления частотой враш,ения и обеспечение реверсирования направления враш,ения. асинхронного двухфазного электродвигателя При достаточной простоте реализации устройство позволяет обеспечить заданную точность управления частотой вращения асинхронного двухфазного электродвигателя путем увеличения количества разрядов кода управления, простоту осуш,ествления реверса, высокую надежность за счет применения только цифровых элементов. Устройство содержит задаюш.ий генератор 1, подключенный к первым входом блоков 2, 3 широтной модуляции и к счетному входу управляемого делителя 7 частоты, выход которого подключен ко вторым входам блоков 2, 3 широтной модуляции и ко .входу Т-триггера 8. Выходы Т-триггера 8 соединены с третьими входами блоков 2, 3. Выходы первого блока 2 широтной модуляции через ключевой усилитель 4 подключены к обмотке возбуждения электродвигателя 6, а выходы блока 3 широтной модуляции подключены к коммутатору 9. Каждый из блоков 2, 3 содержит Т-триггер 10 три логических элемента И 11, 12, 13 два / 5-триггера 14, 15, дешифратор 16 и счетчик 17, причем выход логического элемента И 13 соединен со входом установки в «О счетчика 17. Управляюш,ий цифровой код подается на входы 18 делителя 7. 2 з. п. ф-лы, 1 ил. (Л ьо со 4 оо