Устройство для управления многофазным электродвигателем Советский патент 1976 года по МПК H02P7/00 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроприводам с повышенной стабильностью мгновенной скорости и равномерностью перемещений исполнительного механизма.

Известны устройства для управления м-ногофазным электродвигателем, у которых сколь угодно низкая скорость двигателя достигается путем подачи на два входа его коммутатора различных управляющих частот, формируемых двумя делителями частоты тактовых импульсов.

Недостаток известных устройств состоит в том, что мгновенная скорость на выходном валу двигателя пульсирует с периодом биения частот на входах коммутатора. Это объясняется тем, что при линейпых изменениях токов в фазах двигателя величина его вращающего момента не остается постоянной. При этом равным приращениям токов в фазах соответствуют неравные перемещения исполнительного механизма.

Для повышения равномерности движения в известные устройства вводят .корректирующие органы, позволяющие установить необходимую функциональную связь между фазовым сдвигом импульсных последовательностей и токами IB обмотках двигателя и, следовательно, между положением и скоростью его ротора. Введение корректирующих органов позволяет разделить основной шаговый интервал на более мелкие, но уже равные шаги, но движение на каждом шаге по-прежнему имеет дискретный характер.

Целью изобретения является улучшение равно.мерности движения исполнительного механизма, получение плавного движения на каждом малом шаге. Для этого в предлагаемое устройство введен блок управления 1взаимным фазовым сдвигом последовательностей импульсов, состоящий из двух частей, каждая из KOTOpbix содержит дополнительный делитель, триггер и элемент «И. При это.м входы дополнительных делителей соединены с унравляющим входом устройства, выход каждого делителя соединен с одним из раздельных входов триггера, другой вход -которого соединен с выходом элемента И и входом одного из основных делителей, а входы элемента И

соединены с выходом триггера и выходом того же основного делителя.

На фит. 1 иоказана блок-схема устройства для управления многофазным электро.двигателем; на фиг. 2 - диаграмма импульсов управления на входах коммутатора.

Устройство содержит двигатель 1, коммутатор 2 его обмоток, основные делители 3 и 4 тактовой частоты генератора 5, элементы И. 6 и 7, триггеры 8 и 9 и дополнительные делИтели 10 и И. Входы коммутатора соединены

через делители 3 и 4 с генератором 5 тактовой частоты. С выходами коммутатора соединены фазные обмотки двигателя 1. Элемент И 6 соединяет выход делителя 3 с его входом. Потенциальный вход элемента 6 подключен к выходу триггера 8. Триггер управляется по раздельным входам. Один его вход соединен с выходом элемента 6, к другому входу подключен дополнительный делитель 10. Второй основной делитель 4 охвачен аналогичными связями с помощью элемента И 7, Т)риггара 9 и дополнительного делителя 11. Входы дополнительных делителей объединены и являются общим входом 12 устройства. Делители 10 и 11 представляют собой счетчики с различной емкостью. Делители 3 и 4 представляют собой счетчики равной емкости.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии командных импульсов Иа входе 12 устройства на входы делителей 3 и 4 постоянно поступают импульсы генератора 5. Так как емкости обоих делителей одинаковы, то частоты импульсов на «х выходах также одинаковы и соответствуют частоте fi, а их взаимная фаза неизменна. Ротор двигателя 1 неподвижен, а его положение в пределах основного шагового интервала определено фазой выходных и.мпульсов делителей. Чтобы ротор изменил свое положение, необходимо изменить фазу между выходными импульсами делителей 3 и 4. Это достигается с помощью элементов И 6 и 7 и триггеров 8 и 9, разрешающих разовое прохождение выходного импульса делителя на его вход.

При постуилеиии команд на в.ходы допол«ительных делителей 10 и 11 «а их выходах вследствие неравных коэффициентов деления имеют место нулевые биения выходных импульсов с частотами fz и /з- Эти импульсы поступают на входы триггеров 8 и 9 и переключают их в состояние, при котором открыты соединенные с шми элементы И 6 и 7. Элемент И сохраняет открытое состояние до тех пор, пока не возникает имлульс на выходе соединен-ного с ним делителя. Этот импульс через открытый элемент И поступает на входы триггера и делителя. Триггер возвращается в исходное состояние и закрывает свой элемент И. Поступление на вход одного из основных делителей дополнительного импульса приводит к сдвигу взаимной фазы их выходных импульсов на электрический угол ср ш - ,

где п - емкость счетчика делителя. При биении двух частот fz И /з иа выходах делителей

10 и 11 наблюдаются биения дополнительных импульсов на 1входах счетчиков 3 и 4 и, следовательно, между смежными фазами их выходиых импульсов частоты fi. В результате двигатель за период биения между выходными импульсами делителей 10 и 11 плавно отрабатывает угол между положениями, обусловленными смежными фазами между выходными имиульсами делителей 3 и 4.

Число различных значений фазового сдвига равно числу малых шагов двигателя на основном шаговом интервале. В примере на фиг. 2 число различных фазовых сдвигов между импульсными последовательностями UB («Вперед) иt/H («Назад), поступающими на коммутатор, равно четырем. За период биения проходят три импульса последовательности Ui{f2) и четыре импульса последовательности Uzd)- Каждый импульс дополнительных последовательностей сдвигает импульсы основных последовательностей /ц или L/E на 1/5 их периода в моменты ti или 4Таким образом, при перемещении ротора двигателя на один малый шаг исходный фазовый сдвиг ф1 изменяется на фазовый сдвиг Ф2 путем постепенного уменьшения продолжительности поступления на входы коммутатора импульсов с фазовым сдвигом ф1 и увеличения продолжительности поступления импульсов с последующим фазовым сдвигом ф2. Очевидно, что частота fi должна быть выше доиолнительных частот /а и /зФормула изобретения

Устройство для управлеиия многофазным электродвигателем, содержащее управляемый импульсными последовательностями коммутатор с двумя входами, подключенными через делители частоты к выходу генератора тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью улучшения равномерности движения исполЕительного механизма, в устройство введен блок управления взаимным фазовым сдвигом указанных последовательностей импульсов, состоящий из двух частей, каждая из которых содержит дополнительный делитель, триггер и элемент И, причем входы дополнительных делителей соединены с управляющим входом устройства, выход каждого делителя

соединен с одним из раздельных входов триггера, другой вход .которого соединен с выходом элемента И И входом одного из основных делителей, а входы элемента И соединены с выходом триггера и выходом того же основного делителя.