Способ управления двухфазным электродвигателем и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК H02P7/42 

yi vi

j

о yi &

p i к sin Ј sinwt, U

у U0COS 2У sinfc/t,

где ip - заданный угол поворота ротора; р - число полюсов ротора; t - время; to - угловая частота синусоидального напряжения сети. Устройство содержит регистр. Информационные выходы регистра подключены к информа-

ционным входам а широтно-импульсного модулятора (ШШ) . Выход генератора 3 опорной частоты подключен к счетному входу S ШИМ и к счетному входу делителя 4 частоты. Выход переполнения счетчика делителя соединен с входом В ШИМ. Выход ШИМ является выходом устройства и подключен к обмоткам возбуждения и управления двигателя. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано для управления двухфазным двигателем с явнополюсным ротором, выполняющим позиционирование рабочих органов любой технологической установки. Целью изобретения является повышение точности позиционирования. Способ включает формирование напряжения, подаваемых на обмотку возбуждения U в и обмотку управления U у по законам U в = U о SINPφ/2 SIN ΩT, U у = U о COS Pφ/2 SIN ΩT, где φ - заданный угол поворота ротора, P - число полюсов ротора, T - время, ω - угловая частота синусоидального напряжения сети. Устройство содержит регистр. Информационные выходы регистра подключены к информационным входам "а" широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Выход генератора 3 опорной частоты подключен к счетному входу "б" ШИМ и к счетному входу делителя 4 частоты. Выход переполнения счетчика делителя соединен с входом "в" ШИМ. Выход ШИМ является выходом устройства и подключен к обмоткам возбуждения и управления двигателя. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления двухфазными двигателями в системах автоматики для позиционирования рабочих органов технологических установок.Целью изобретения является повышение точности позиционирования,

На фиг, 1 показана схема двухфазного электродвигателя с числом полю сов р 2; на фиг. 2 .- диаграммы на- пряжений на обмотках управления и

возбуждения; на фиг. 3 - структурная схема устройства, реализующего способ управления двухфазным двигателем.

Двигатель содержит статор 1 и ро- тор 2 с короткозамкнутыми обмотками. На статоре двигателя расположены две обмотки; обмотка возбуждения, на которую подается напряжение Ua, и обмотка управления, на которую подается напряжение Uy. Обмотки сдвинуты в пространстве на 90°, с/ - фактический угод поворота ротора.

Способ управления двигателем за ключается в следующем.

На обмотки статора подают напряже ния

UB U0-sin ™ sin cut; и„ « U0-cos --siniot;

Коэффициент связи обмотки возбуждения с короткозамкнутой обмоткой ротора пропорционален cos 9 а

. W ки управления sin -«

Ток обмотки ротора:

1рот К (U0 sinEf cos Јf -55

р t . р о( - U0 cos Јr- sin -г)1 costo t

KU0.sin ( - E|-) coswt,

$

-

5

5

0

5

где К - коэффициент пропорциональноети;

I рот 0 при q о( , т.е. положение ротора (оО определено заданной величиной if .

Величина крутящего момента, возникающего при отклонении ротора от этого положения ( (|- d - 0), пропорциональна sin p(if-o(),

На обмотки статора двигателя может быть подано напряжение прямоугольной формы, изображенной на фиг, 2, Разложение этих функций в ряд Фурье показывает, что амплитуда первой гармоники на фиг. 2а пропорциональна sin Ц , а на фиг. 26 cos If.

Формирование напряжений такой формы выполняется цифровыми методами.

Устройство для реализации способа содержит регистр 3, выход которого соединен с информационным входом широтно-импульсного модулятора 4, тактовый вход которого соединен с выходом задающего генератора 5 тактовой частоты и с входом делителя 6 частоты, выход которого соединен с входом записи широтно-импульсного модулятора.4, выходы которого предназначены для подключения к зажимам обмоток управления и возбуждения двухфазного электродвигателя 7.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 5 опорной частоты вырабатывает импульсы напряжения, которые подаются на делитель 6 частоты. Делитель частоты делит частоту генератора на N, определяя этим частоту напряжения питания обмоток двигателя.

Емкость регистра 3 и счетчиков ШИМ 4 равна N, дискретность задания вращения ротора равна 2/N.p оборота.

Управление двигателем выполняется следующим образом.

В регистр с помощью ЭВМ записывается число, определяющее заданное положение ротора по отношению к статору. Делитель частоты вырабатывает сигчал перезаписи содержимого регистра в счетчики ШИМ. ШИМ формирует напряжение питания обмоток возбуждения и управления двигателя, амплитуды которых пропорциональны соответстРЦ Р f -венно sin ™- и cos

Если действительное положение ротора d не соответствует заданному if , то в ко- роткозамкнутых обмотках ротора двигателя создается ток, приводящий к появлению вращающего момента, величина которого пропорциональна sin р((/-оО перемещающего ротор в новое положение, при котором ток в короткозамк- нутых обмотках ротора равен нулю.

Занесение в регистр нового числа, отличающегося от предыдущего на постоянную величину, через равные промежутки времени вызовет вращение ротора с постоянной скоростью, равной заданной. Несоответствие фактической скорости вращения заданной приведет к появлению вращающего момента и к ускорению или замедлению скорости вращения.

Таким образом способ управления двухфазным электродвигателем и устройство для его реализации позволяют обеспечить позиционирование ротора двигателя относительно статора с любым заданным углом, а также обеспечить вращение ротора двигателя с заданной частотой вращения.

Формула изобретен И я

лами полюсов обмотки управления, обмотки возбуждения и ротора, при котором изменяют подаваемое на обмотку

к

возбуждения и обмотку управления напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, изменение напряжения на обмотке возбуждения осущест

вляют по закону

из uo sinwt sin (p(), а на обмотке управления - по закону

Uy U0 sinwt -cos (pc//2),

где U0 - амплитуда синусоидального напряжения;

Lf - заданный угол поворота ротора по отношению к статору;

Р - число полюсов;

t - время;

ш угловая частота синусоидального напряжения сети.

тем, что, с целью повышения точности позиционирования, в него введены регистр, широтно-импульсный модулятор с информационным, тактовым входами и входом записи и четырьмя выходами,

вход регистра предназначен для подачи сигнала задания, выход регистра соединен с информационным входом широт- но-импульсного модулятора, счетный вход и вход записи которого соединены

соответственно с выходами задающего генератора тактовой частоты и выходом делителя частоты, выходы широтно-им- пульсного модулятора предназначены для подключения к зажимам обмоток

управления и возбуждения двухфазного электродвигателя.

P«.L

Редактор С.Пекарь

Составитель С.Позднухов Техр ед М.Дидык

Заказ 1855

Тираж 457

ВОДИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I, I I I, , , I III I II III II I -LI .Tf III Г1 I . . . -I ГL .I IТ - - Г ,

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. г

Корректор н.Ревская

Подписное