Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем Советский патент 1980 года по МПК H02P7/58 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к импульсным устройствам автомати ки с широтно-импульсной модуляцией сигнала, и может найти широкое приме нение в системах управления двухфазными асинхронными двигателями, в тех случаях, когда необходимо иметь линейное регулирование во всем диапазо не моментной характеристики двигателя, . По основному авт. св. 649117 известно устройство flj для управления двухфазным асинхронным двигателем,содержащее блок управления,N-разрядный счетчик, (N-1)-разрядный счетчик, две схемы И, два статических триггера, коммутатор, усилитель мощности и счет ный триггер с динамическим,выходом. Один .из выходов блока управления сое динен через схему И со счетдым входом N-разрядного и (N+1)-разрядного счет чиков, второй выход соединен с комму татором, . третий выход соединен с управляющими входами N-разрядного счет чика с управляющими входами N-разрядов и с установочным входом (N+1)-ра ряда, (N+1)-разрядного счетчика и с первыми входгили статических триггеро На информационные входы N-разрядного счетчика подается прямой код числа, а на информационные входы (N+l)-pa3рядного счетчика подается обратный код числа. Второй вход одного из ста.тических триггеров- подключен к выходу (N+1)-разрядного счетчика, второй вход другого статического триггера - к 1инамическому выходу счетного триггера, счетный вход которого подключен к выходу разрядного счетчика, а установочный вход - к третьему выходу блока управления. Первый выход одного из статических триггеров соединен с коммутатором и разрешающим входом :схемы И. Первый выход другого статического триггера соединен с разрешающим входом другой схемы И, а второй ;выход соединен с коммутатором. Устройство формирует управляющие сигналы на обмотках асинхронного двигателя от середины полупериода, при этом пусковой момент двигателя равен 3 п11КА Mn AeUo6Uo4lK коэффициенты пропорциогде К.Кдз нальности; напряжение на обмотке буждения двигателя; UQ(. - напряжение на обмотке управления двигателя; Ln - относительное время; Т - период напряжения питания К-А - длительность управляющих импульсов; А - входной код числа. Следовательно, пусковой момент про порционален входному сигналу А только при малых 1 когда можно считать, что 51пН(.0, т.е. основным недостатком известного устройства является недостаточно большой диапазон линейного регулирования. Цель изобретения - получение лине ного регулирования во всем диапазоне управления. Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления двух фазным асинхронным двигателем дополнительно введены два канала управления, каждый из которых содержит последовательно соединенные цифровой управляемый аттенюатор и генератор импульсов, причем выходы генераторов подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, а на входы одного из цифровых управл емых сопротивлений подается прямой код числа, на входы другого - обратный код числа. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройстваf на фиг. 2 временные диаграммы сигналов; на фиг. 3 - моментные характеристики дв гателя. Устройство содержит блок 1 управления, входы 2 и 3 которого соединен с выходами управляемых генераторов 4 и 5 частоты, а входы по каждому кана лу управляемых генераторов 4 и 5 час тоты соединены с выходами цифровых управляемых аттенюаторов б и 7, на входы одного из которых поступает .прямой код числа А, а на входы другого - обратный код числа К. Выход 8 блока 1 управления соединен через сх му И 9 со счетным входом М-разрядного счетчика 10, состоящего из счетны триггеров 11 с динамическим выходом, выход 12 блока 1 соединен через схему И 13 со счетным входом (М+1)-разрядного счетчика 14. Выход 15 блока управления соединен с коммутатором 1 Выход 17 блока 1 управления соединен с управляющими входами N-разрядов и установочным входом (N+1)-разряда (N+1)-разрядного счетчика 14. Выход 17 блола 1 управления также соединен с входами 18 и 19 статических триггеров 20 и 21. Второй вход статического триггера 21 подключен к выходу (N+I)-разрядного счетчика 14. Второй вход статического триггера 20 соединен с динамическим выходом счетного триггера 22, счетный вход которого подключен к выходу М-разрядного счет ика 10, a установочный вход - к выоду 17 блока 1 управления. Выход 23 статического триггера 20 оединен с коммутатором 16 и разрешаюим входом схемы И 9. Выход 24 стаического триггера 21 соединен с разешающим входом схемы И 13, а выход 25 - с коммутатором 16.-Выходы 26 27 коммутатора 16 соединены с усиителем 28 мощности. На фиг. 2 приведены временные диаграмглы сигналов, поясняющие работу устройства, на которых обозначены сигнал 29 на выходе 15 блока 1 управления, сигнал 30 на выходе 3 и на выходе 12 блока 1 управления, сигнал 31 на выходе 2 и на выходе 8 блока 1 управления, сигнал 32 с выхода 17 блока 1 управления, сигнал 33 на выходе 23 статического триггера 20, сигнал 34 на выходе 25 статического триггера 21, сигналы 35 и 36 соответственно с выходов 26 и 27 коммутатора 16. На Фиг. 3 приведены характеристики . та относительного момента кронного двигателя в зависимости от относительного времени , причем 37- моментная характеристика асинхронного двигателя до; введения устройств 4-7/ 38- обратная моментная характеристика, 39- скомпенсированная моментная характеристика. Работа устройства в один полупериод рабочей частоты двигателя происходит следующим образом. С выхода 17 блока 1 управления импульсы частотой 2f (где f - рабочая частота асинхронного двигателя) поступают на управляющие входы N-разрядиого счетчика 10, на установку счетного триггера 22 в 1, на управляющие входы N-разрядов и на установку в О (N+1)-разряда счетчика 14, а также на входы 18 и 19 статических триггеров 20 и 21, устанавливая их в положение, разрешающее прохождение импульсов частотой F и fj с выходов 8/ 12 блока 1 управления через схемы И 9, 13,на счетные входы N-разрядного счетчика 10 и (N+1)-разрядного счетчика 14.В зависимости от кода числа изменяется напряжение на выходе цифрового управляемого аттенюатора б, 7, тем самым изменяя частоту управляемых генераторов 5, 4. Частота импульсов управляемого reYiepaTopa 4 определяется из выражения 2fK(). Частота импульсов управляемого генератора 5 определяется из выражения f 2fK2(), (3) где f - рабочая частота асинхронного двигателя; - число разрядов управляющего кода;

К - коэффициент, характеризующий изменение величины момента асинхронного двигателя от прймого управляющего кода числа А:

К - коэффициент, характеризующий изменение величины момента асинхронного двигателя от обратного управляющего кода числа А.

Импульс с динамического выхода счетного триггера 22 поступает на второй вход статического триггера 20 и устанавливает в состояние 1, запрещая при этом прохождение импульсов через схему И 9 в оставшуюся часть полулериода. Импульсы с выхода (N+1)-разрядного счетчика 14 поступают на второй вход статического триггера 21 и устанавливают его в состояние 1, запрещая прохождение импульсов через схему И 13 на счетный вход (N+1)-разрядного счетчика 14. Импульсы с выходов 23, 25 статических триггеров (сигналы 33 и 34 на фиг. 2), длительность которых пропорциональна входному числу А и изменению, величины момента асинхронного двигателя от управляющего числа А, поступают на вход коммутатора 16. Кроме этих импульсов на входы коммутатора 16 подается опорный сигнал с выхода 15 блока 1 управления и сигнал знака входного сигнала А. В результате коммутатором 16 вырабатывается широкоимпульсный сигнал управления усилителем 28 мощности, по длительности равный сумме импульсов с выходов 23, 25 статических триггеров (сигналы 33 и 34 на фиг. 2), фаза которого определяется знаком входного числа А. Эти напряжения (сигналы 35 и 36на фиг. 2). сдвинуты относительно опорного сигнала 15 с выхода блока 1 управления (сигнал 29) на четверть периода. Управляющий код числа А поступает одновременно на информационные входы (N+1)-разрядного счетчика 14, на информационные входы N-разрядного счетчика 10 и на входы цифровьис управляемых аттенюаторов б и , причем ,на входы одного из них поступает прямой код числа А, на входы другого - обратный код числа А. , Сопротивления каждого из цифровых управляемых аттенюаторов подобраны таким образом, чтобы частоты управлявмых генераторов 4 и 5 изменялись пропорционально изменению моментной характеристики, компенсируя ее нелинейность (кривая 38 на фиГ. 3) по формулам (2) и (3), кривая 38 является компенсирующей моменткой характеристикой двигателя, а также характеристикой цифрового управляемого аттенюатора. Результирующая моментная характеристика асинхронного двигателя(кривая 39 на фиг. 3) линейна во всем

0 диапазоне управления.

Таким образом, ширина импульсов сигналов 35 и 36 пропорциональна величине входного сигнала и зависит от изменения величины момента асинхронного двигателя..

5

Во второй полупериод работа устройства аналогии:на.

Поскольку первая гармоника сигнала, вырабатываемая усилителем 28 при изменении входного сигнала, имеет по0стоянный сдвиг по фазе по отношению к опорному сигналу, а нелинейность моментной характеристики компенсируется характеристикой цифрового управляемого аттенюатора, все это дает

5 возможность получить линейность регулирования во всем диапазоне входного сигнала.

Таким образом, введение двух каналов управления, каждый из которых со0держит цифровой yпpaвляe ъJй аттенюатор и управляемый генератор импульсов, дает возможность расширить диапазон линейного регулирования и, соответственно, линейность регулирования. .

5

Формула изобретения

- Устройство для управления двухфазным асинхронньм двигателем по авт.

0 .св. № 649117., отличающееся тем, что, сцелью., увеличения диапазона линейного регулирования, в него дополнительно введены два канала управления, каждый из которых содержит

5 последовательно соединенные цифровой управляемый аттенюатор и генератор импульсов, причем выходы генераторов подключены соответственно к первому и второму входам блока управления.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 649117, 20.12.77.

I I i i i I I M I M I I I M I I I t

30

I I I I t t M i I I 1 I I I I { I i I t

31