Устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике , может быть использовано для частотно-широтно-импульсного управления электроприводами с асинхронным двухфазным .электродвигателем и является усовершенствованием устроства по авт.св. № 1277348.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как частотного, так и широтно-импульсного управления.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для широтно-частотного управления асинхронным двухфазным двигателем содержит задающий генератор 1, первый 2 и второй 3 блоки широтной модуляции, первый 4 и второй 5 ключевые усилители, подключенные соответственно к обмотке возбуждения и обмотке управления асинхронного двухфазного электродвигателя 6, первый 7 и второй 8 управляемые делители частоты, Т-триггер 9 и коммутатор 10.

Выход задающего генератора 1 соединен со счетными входами управляемых делителей 7 и 8 частот1з1. Выход управляемого делителя 7 частоты соединен с первыми входами блоков 2 и 3 широтной модуляции, выход управляемого делителя 8 частоты соединен с вторыми входами блоков 2 и 3 широтной модуляции и с входом Т-триггера

9, прямой и инверсный выходы которого до ™ Регулирования частоты вращения соединены с третьими входами блоков электродвигателя. Эти импульсы поступают на счетные входы первого 7 и второго 8 управляемьк делителей

2и 3 широтной модуляции, выходы первого блока 2 широтной модуляции подключены к входам первого ключевого усилителя 4, а выходы второго блока 45

3широтной модуляции подключены к входам коммутатора 10, выходы которого соединены с входами второго ключевого усилителя 5,

Каждый из блоков 2 и 3 широтной 50 модуляции содержит Т-триггер 1, три логических элемента И 12-14, два BS-триггера 15 и 16, дешифратор 17 и счетчик 18„ Счетный вход счетчика 18 образует первый вход блоков gg 2 и 3 широтной модуляции, объединенные первые входы первого и второго логических элементов И 12 и 13 образуют второй вход блоков 2 и 3 широтчастоты, коэффициент деления которых определяется соответственно значения мк цифровых кодов регулирования дли- тешьности 19 и частоты 20 импульсног Нс1пряжения, питающего обмотки стато ра электродвигателя.

Значения :цифровых кодов 19 и 20 регулирования, присутствующих на управляющих входах первого 7 и второго управляемых делителей частоты, соответствуют требуемой скорости и мо- электродвигателя.

С выхода второго управляемого делителя 8 частоты (фиг.2,б) импульсная последовательность поступает на вход Т-триггера 9, который осущест

ной модуляции,,а вход Т-триггера I является .третьим входом блоков 2 и 3 широтной модуляции. Прямой и инверс- ВЫХОДА Т-триггера 11 соединены с вторыми входами соответственно первого и второго логических элементов И 12 и 13, третьи входы которых объединены и подключень к первому выходу дешифратора 17. Второй выход дешифратора 17 соединен с объединенными R-входами первого и второго RS- триггеров 15 и 16, S-входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго логических элементов И 12 и 13. Инверсные выходы обоих -RS-триггеров 15 и 16 соединены с входают третьего логического элемента И 14, выход которого соединен с входом установки в О счетчика 18. Выходы счетчика 18 подключены к вхо- дам дешифратора 17. Прямые выходы первого и второго RS-триггеров 15 и 16 образуют выходы блоков 2 и 3 ти- :

ротной модуляции.

Устройство работает следующим образом.

З.адакиций генератор 1 вырабатывает импульсы, частота которых равна

(фиг,2а,а)

uij,- 4

гдеи) - макаямальная частота напряжения на обмотках асинхронного электродвигателя 6;

К - целое число (К / 1).

Значения выбираются исходя из требуемого диапазона и дискретносчастоты, коэффициент деления которых определяется соответственно значения мк цифровых кодов регулирования дли- тешьности 19 и частоты 20 импульсног Нс1пряжения, питающего обмотки стато ра электродвигателя.

Значения :цифровых кодов 19 и 20 регулирования, присутствующих на управляющих входах первого 7 и второго управляемых делителей частоты, соответствуют требуемой скорости и мо- электродвигателя.

С выхода второго управляемого делителя 8 частоты (фиг.2,б) импульсная последовательность поступает на вход Т-триггера 9, который осущестШ1яет поочередное переключение Т- триггеров 11 в блоках 2 и 3 широтной модуляции (фиг,2,в,г,д,е). В исходном состоянии на прямых выходах KS-триг- геров 15 и 16 присутствует уровень логического О, а с их инверсных выходов уровни лoгичec cpй 1 поступают на входы третьего логического элемента И 14. При этом уровень логической 1 с выхода элемента И 14 установит на выходы счетчика 18 в

О

состояние логического

, что приведет к появлению на первом выходе дешифратора 17 сигнала логической 1

который открывает по третьим выходам 15 енты деления первого 7 и второго 8

первый и второй логические элементы И 12 и 13,

При совпадении сигнала с выхода второго управляемого делителя 8 частоты с сигналом на прямом выходе Т- триггера 11 на выходе первого логического элемента И 12 формируется сигнал логической 1, который уста- иовит первый RS-триггер 15 в состояние логической 1 на прямом выходе (логического О на инверсном выходе фиг.2,3,и) . При этом на выходе третьего логического элемента И 14.формируется сигнал логического О, ющий запрет с входа установки в счетчика 18, которьй начинает осуществлять подсчет импульсов, поступающих с выхода первого управляемого

снима 0

Сформированные таким образом сигнал управления регулируемой длительности и частоты с выходов первого и второго RS-триггеров 15 и 16 поступают иа первьй ключевой усилитель 4 непосредственно и на второй ключевой усилитель 5 через коммутатор 10, Первый 4 и второй 5 ключевые уг-.чл-гге- ли осуществляют формирование и усиление по мощности разнополярных имделителя 7 частоты. Период следования

этих импульсов (фиг.2,ж,м) в зависи- 35пульсов, ,которые; затем непосредстмости от значения кода регулированиявенно запитывают обмотки возбуждения

19 изменяется, что сказывается наи управления асинхронного двухфазвремени заполнения счетчика 18, в те-ноге двигателя 6 (фиг.2,к,л). Для

чение которого иа прямом выходе пер-обеспечения реверсирования элехтро™

вого RS-триггера 15 будет присутство-40двигателя необходимо с помощью комму-

вать сигнал логической 1 (фиг.2,з,татора .10 под действием сигнала 21 н).

Кличество накапливаемых в счет- чике 18 входных импульсов фиксировано и после прихода последнего на его выходе образуется цифровой код, вызы вающий появление сигнала логической 1 на втором выходе дещифратора 17, которьш возвращает лервый RS- триггер 15 в исходное состояние (логический О на прямом выxoдej. Одновременно с этим формируется сигнал )| III

50

управления изменить очередность следования управляющих импульсов на

входы второго ключевого усилителя 5, I

Таким образом, введение в устройство дополнительного управления де- лителя частоты позволяет осуществлять S дополнении к частотному щиротно- импульсное регулирование скоростм и момента электродвигателя, что дает возможность построить более сложные системы с цифровой коррекцией величины напряжения, питающего обмотки

логической 1 на выходе третьего

элемента И 14, устанавливающий счет- «статора электродвигателя, благодаря

чик 18 в нулевое состояние.наличию дополнительного канала - шиПри совпадении сигнала с выходаротно-импульсного регулирования;

второго управляемого делителя 8 час-расщирить диапазон линейного регулитоты с сигналом на инверсном выходерования за счет более низких скороейом - 4

13256554

Т-триггера II, на выходе второго логического элемента И 13 формируется

сих нал логической 1, который переведет второй КЗ-триггер 16 в состояние логической 1 на прямом выходе. При этом аналогично описанному ранее сигнал логического О с выхода третьего логического элемента И 1А снимает запрет на счет со счетчика 18, и после окончания счета сигнал логической i с второго выхода дешифратора 17 вернет второй RS-трнг- гер в состояние логического О. Таким образом, изменяя коэффици

i,

20

25

- 30

управляемых делителей частоты, в соответствии со значениями кодов регулирования длительности 19 н частоты 20 сигналов управления (требуемой скорости и момента электродвигателя ) осуществляется частотно-ши- ротно-импульсное управление величиной амплитуды основной гармоники питазо- щего обмотки статора напряжения,

Сформированные таким образом сигнал управления регулируемой длительности и частоты с выходов первого и второго RS-триггеров 15 и 16 поступают иа первьй ключевой усилитель 4 непосредственно и на второй ключевой усилитель 5 через коммутатор 10, Первый 4 и второй 5 ключевые уг-.чл-гге- ли осуществляют формирование и усиление по мощности разнополярных имя

татора .10 под действием сигнала 21

0

управления изменить очередность следования управляющих импульсов на

входы второго ключевого усилителя 5, I

Таким образом, введение в устройство дополнительного управления де- лителя частоты позволяет осуществлять S дополнении к частотному щиротно- импульсное регулирование скоростм и момента электродвигателя, что дает возможность построить более сложные системы с цифровой коррекцией величины напряжения, питающего обмотки

51

гей путем двухзонного регулирования: частотное до частоты, соответствующей нижней механической характеристике при номинальном моменте нагрузки, а дальше - пшротно-импульсное; за счет цифровой коррекции длительности управляющих и мпульсов регулировать частоту вращения вала электродвигателя как вверх, так и относительно заданнойJ осуществляя широтно- импульсное регулирование как в канале обмотки управления, так и в канале обмотки возбуждения пропорционально изменению кода 20 регулирования ;частоты, существенно уменьшить отри

цательное влияние гармоник, отличных от основной (.кратных трем). В этих целях значения кода 19 регулирования длительности управляющих имJlllllittllHIllJlllltlllUIIIIMHIIlUMIIIIIII

пульсов подбирают такими, чтобм /.хлп питания обмоток статора электродвигателя поступали разнополярные импульсы длительностью 2/ 3f, а пауза между ними составляла 7Г/3 (фиг,2,пК

Формула изобретения

Устройство дпя широтно-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем по авт, св. 1277348, ю щ е е с я тем, что.

о т л и ч а

с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как частотного, так и широтно-импульсно- го управления, введен второй управляемый по длительности делитель частоты, обеспечивающий указанное подключение задающего генератора к первым входам блоков широтной модуляции.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Указанная цепь достигается введением в устройство для широт- но-частотного управления асинхронным двухфазным электродвигателем управляемого по длительности делителя 7 частоты, организукидего подключение выхода задающего генератора 1 к первым входам блоков 2 и 3 широтной модуляции. В результате обеспечивается как частотное, так и широтно- импульсное управление асинхронным двухфазным электродвигателем (АД) 6, расширение диапазона регулирования частоты вращения АД 6,уменьшение влияния гармоник, отличных от основной, на работу АД 6. 2 ил. сл со tsD СЛ о СЛ СЛ гч Фиг.1

|ЛШ и 11 i I I 111 I и (111 11 и 11 и j 111 I t

Редактор Г.Гербер

«Риг. г

Составитель А.Головченко Техред Л.Сердюкова

Заказ 3122/53 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производстиенно-п олиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул .Проектная, А

Корректор К .PdbiKo