Устройство для цифрового управления асинхронным двигателем Советский патент 1981 года по МПК G05B11/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к устройст вам автоматики, и предназначено для управления асинхронным двухфазньм двигателем цифровых следящих систем Известны усилительно-преобразова тельные устройства, предназначенные для управления асинхронным двухфазным двигателем цифровым кодом. Указанные устройства содержат генератор импульсов, преобразователь кoдf временной интервал, счетчик и усилитель, мощности Cli и t2 Недостатком указанных устройств является зависимость их статической характеристики от частоты Питгоощей Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилительно-преобразовательное, устройство для цифровых следящих систе содержащее преобразователь код-временной интервал ШКВИ) и усилитель мощности. ПКВИ содержит последовгательно соединенные генератор трапецеидального напряжения (ГТН), конденсатор, замкнутый через полупроводниковый ключ на первичную обмотку трансформатора и цифровой управляемый резистор (ЦУР), определякадий вр мя заряда конденсатора до величины АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ соответствукнчей порогу срабатывания ключа. Вторичная обмотка трансформатора соединена с распределителем импульсов, обеспечивающим требуемую последовательность подачи управляющих импульсов на ключи в зависимости от знака кода управления и полупериода питающей сети. Это устройство обеспечивает надежное преобразование цифрового кода управления в напряжение переменного тока для управления асинхронным двухфазным двигателем 3}. Недостатком известного устройства является зависимость статической характеристики устройства от частоты питающей сети. Этот недостаток заключается в том, что при постоян.HQM коде управления допустимые изменения частоты питающей сети приводят к существенны - отклонениям выходной характеристики устройства. Цель изобретения - повышение точности устройства.. Цель достигается тем, что в устройство, , содержащее последовательно соединенные декодирующий преобразователь, блок памяти, ключ, трансформатор, распределитель импульсов и усилитель мощности, а также источник питания, подключенный к питающим входам усилителя мощности, распреде:лителя импульсов и-через генератор трапецеидального напряжения к второму входу блока памяти введены последовательно соединенные триггер Шмидта, генератор импульсов, счетчик регистр, выходом подключенный к декодирующему преобразователю, а также формирователь импульсов, вход которого подключен к.выходу триггера Шмидта, а выходы - ко вторым входам счетчика и регистра соответственйо, причем вход триггера Шмидта подключен к источнику питания. На чертеже схематично представлено усилительно-преобразовательное ус ройство. Устройство содержит преобразователь 1 код-временной интервал, декодир.ующий пре9бразователь 2, блок 3 памяти, генератор 4 трапецеидального напряжения, трансформатор €, распределитель 7 имцульсов, усилител 8 мощности, триггер 9 Шмидта, генератор 10 импульсов, формирователь ll импульсов, счетчик 12, регистр 13, источник 14 питания. ПКВИ 1 в себя последовательно сое диненные генератор 4 трапецеидального напряжения (ГТН), блок ,3 памяти в виде конденсатора, замкнутый через ключ 5 на первичную, обмотку трансфор матора б, и декодирующий преобразова тель 2, представляющий цифровой управляемый резистор, на управлятидий вход которого поступает код управления и код с выхода регистра 13. Вторичная обмотка трансформатора 6 подсоединена ко входу распределителя 7 импульсов (РИ) , выход которого соеди нен со входом усилителя 8 мощности. Вход регистра 13 соединен через последовательно соединенные генератор 10 импульсов СГИ), счетчик 12 с выходом триггера 9 Шмидта, который через формирователь 11 ((| азовых)импульсов (ФИ) соединён с управляющими входами счетчика 12 и регистра 13. Устройство работает следующим обрйзом, ГТН 4, РИ 7 и триггер 9 Шмидта синхронизируются с напряжением сети которялм запитывается усилитель 8. Входным сигналом является код управления, поступающий на управлянвдие входы ПКВИ 1. Изменение кода управления приводит к изменению величины резистора 2 и, как следствие, к изменению тока и времени заряда конденсатора блока 3 памяти до величины порога срабатывания ключа 5. Питание цепи заряда конденсатора формируется в каждый полупериод питающей сети ГТН 4. При достижении напряжения на конденсаторе порогового значения срабатывает ключ 5 и конденсатор 3 разряжается через обмотку трансформатора 8, после этого ключ снова Замыкается. Этот процесс повторяется каждый полупериод. При разряде конденсатора во вторичной обмотке трансформатора б формируется импульс, который при помощи РИ 7 передается на ключи усилителя 8 в требуемой последовательности в зависимости от знака кода управления и полупериода питающей сети. В результате , в каждый полупериод питающей сети момент открывания требуемого ключа усилителя мощности, при отсчете от начала каждого полупериода, будет пропорционален коду управления. Так как момент открывания Ключей определяется при постоянном коде управления только временем заряда конденсатора, отсчитываемым от начала каждого полупериода, и не зависит от частоты питающей сети, то ее изменение приводит к тому, что мощность, передаваемая через усилитель из сети в нагрузку, изменяется.. При этом повышение частоты питающей сети приводит к уменьшению, а понижение частоты к увеличению мощности, передаваемой усилителем мощности в нагрузку. Компенсация зависимости статической характеристики устройства от частоты питающей сети обеспечивается следующим образом. На выходе триггера 9 формируется прямоугольное напряжение длительностью, равной длительности полупериода питающей сети. Далее сигнал с выхода тригге- , ра 9 поступает на управление ГИ 10 и на вход формирователя импульсов 11. Импульсы с выхода ГИ 10 поступают на вход счетчика 12 только при наличии прямоугольного напряжения с выхода триггера 9, при этом в формирователе 11 по переднему фронту поступаквдего на него прямоугольного напряжения формируется импульс, обеспечивающий установку счетчика 12 в исходное состояние и разрешение на счет, а по заднему фронту прямоугольного напряжения формируется импульс .записи в регистр 13 кода с выхода зчетчика 12. Изменение частоты питаняцей сети приводит к изменению длительности полуперйода и соответственно к изменению длительности прямоугольного напряжения, формируемо1го в триггере 9. В результате число импульсов, поступающих на вход счетчика 12 от ГИ 10 и, как следствие, код на выходе счетчика 12 будет соответствовать частоте питающей сети. Этот код подается с регистра 13 на управлякндие входы ПКВИ 1. Конкретно этот код подается на управляющие входы рез.истора, так изменяя суммарную величину его сопротивления, чтобы импульс, открывающий ключи усилителя 8; снимаелвай с выхода ПКВИ 1, сместился во времени пропорционально отклонению частоты питающей сети. При этом указанное смещение момента открывания ключей усилителя 8 направлено в сторону, обеспечивающую компенсацию отклонений мощности, передаваемой через усилитель 8 в нагрузку, возникающих из-за изменений частоты питающей сети. Таким образом, обеспечивает стабильность статической характеристики устройства при изменении частоты питакицего напряжения, и как следствие, точность устройства. Устройство изготовлено и испытано на предприятии-заявителе, В настоящее время усилительно-преобразова тельное устройство внедряется в одно из разработок предприятия-заявителя Формула изобретения Устройство для цифрового управлеНИН асинхронным двигателем, содержащее последовательно соединенные деко дирующий преобразователь,блок памяти ключ,трансформатор,распределитель им пульсов и усилитель мощности, а такж источник питания, подключенный к питающим входам усилителя мощности, распределителя импульсов и через генератор трапецеидального напряжения к второму входу блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные триггер Шмидта, генератор импульсов, счетчик, регистр, выходом подключенный к декодирующему преобразователю, а также формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу триггера Шмидта, а выходы - ко вторым входам счетчика и регистра соответственно, причем вход триггера Шмидта подключен к источнику питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 535711, кл. Н 02 13/16, 1976. 2 Патент США 4045715, кл. 318/16, 1977. 3. Батоврин А.А. и др. Цифровые следящие системы судовой автоматики. Л., Судостроение, 1972, с.115, рис.8-57 (прототип).