Устройство для управления вентильным электродвигателем Советский патент 1981 года по МПК H02K29/02 

Изобретение относится к электротехнике а конкретнее к электрическим машинам по.стоянного тока с бесконтактной коммутацией по положению якоря и может быть использовано для высокоточных систем синхронизации вращения вентильных электродвигателей. По основному авт. св. № 813609 известно устройство для управления вентильным, электродвигателем постоянного тока, содержащее генератор высокой частоты, подключенный к входу счетчика с коэффициентом пересчета, кратным произведению числа m фаз электродвигателя на число п пар полюсов его якоря. Вход триггера старщего разряда счетчика через фазовращатель соединен с входом нуль-органа. Выход последнего подключен к входу разрешения записи регистра кода положения, информационные входы которого подключены к выходам триггеров счетчика. Выходы регистра через дешифратор подключены ко входам т-фазного коммутатора 1. Однако в устройстве не обеспечивается возможность осуществления реверса электродвигателя электронными методами, что сужает функциональные возможности дви гателя. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей вентильного электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления вентильным электродвигателем между выходами регистра кода положения и дешифратором введен сумматор по модулю, кратному произведению числа фаз электродвигателя на число пар полюсов его якоря, при этом вторые входы сумматора подсоединены к блоку формирования сигнала направления вращения. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для управления электродвигателем; на фиг. 2 - круговая диаграмма, иллюстрирующая изменение очередности включения фаз вентильного электродвигателя при реверсе. Устройство управления вентильным электродвигателем содер жит генератор 1 высокой частоты, выход которого подключен ко входу счетчика 2. Последний имеет коэффициент пересчета, кратный произведению числа ш фаз вентильного электродвигателя на число п пар полюсов его якоря, т. е. старшие разряды счетчика 2 образуют счетчик с коэффициентом пересчета, равным произведению т- п, а младшие разряды - счетчик по двоичному основанию. Выход триггера старшего разряда счетчика 2 через фазовращатель 3 соединен с входом нульоргана 4. Выход последнего подключен ко входу разрешения записи регистра 5 кода гголожения, информационные входы которого подключены к выходам триггеров счетчика 2. При этом выходы регистра 5 подключены к первым входам дополнительно введенного в устройство сумматора 6 по модулю кратному произведению т-п. Вторые входы сумматора 6 являются многоразрядной входной шиной блока, предназначенного для управления направлением вращения. Выходы сумматора 6 через дешифратор 7 подключены к входам ш-фазного. коммутатора 8 тока. При работе устройства высокочастотные сигналы генератора 1 поступают на вход счетчика 2. Появляющийся в результате их подсчета сигнал на выходе триггера старшего разряда счетчика 2 является опорным для фазовращателя 3. Из синусоидальных выходиых сигналов фазовращателя 3 нуль-орган 4 далее формирует прямоугольные импульсы, по переднему фронту которых происходит запись текущего кода счетчика 2 в регистр кода положения 5. С выхода последнего код углового положения вала двигателя поступает на первые входы сумматора 6, на вторые входы которого подан код направления вращения. Существующие способы реверса вентильных электродвигателей, несмотря на разнообразие схемных решений, можно свести к двум основным: реверс, осуществляемый путем изменения знака приложенного к фазе напряжения, реверс за счет изменения порядка чередования включения фаз двигателя. В данном устройстве реализуется второй из способов реверса. С формальной точки зрения его удобно интерпретировать в виде зеркального отражения сектора 9 (фиг. 2), вращающегося элемента фазовращателя .относительно оси 10 магнитного потока ротора (по аналогии с сектором датчика положения ротора в бесконтактном двигателе постоянного тока), например, для трехфазного двигателя с одцой парой полюсов на роторе (фиг. 2). Здесь условно показан сектор 9 прямого вращения С0„ в положении начала этого вращения, т. е. в тот момент, когда он определяет очередное включение фазы А. Последняя при начале прямого вращения создает вектор магнитного потока Ф , в то время как стартовое положение вектора магнитного потока ротора Фрс. было парал.юльно принадлежащему фазе В магнитному потоку, обозначенному какфд. Зеркально-аналогичный сектору 9 сектор II peBOpcfUJHoio праплемия в показанном угловом по.:к1 кеиии фа.човрапдателя соответствует аналогичному (т. е. тоже от стартовой фазы В) началу обратного вращения, т. е. тому моменту, когда этот сектор определяет очередное включение фазы С. В устройстве на регистре 5 с помощью счетчика 2 и нуль-органа 4 формируется код, формально соответствующий сектору 9. Для получения кода, соответствующего сектору 11 и включающего за фазой В фазу С (магнитный поток Ф( ), т. е. для реверсирования, .необходимо к коду, находящемуся в регистре 5, постоянно добавлять код, соответствующий углу поворота сектора на 180°, что и осуществляется с помощью многоразрядной входной управляющей шины устройства, выполненной в виде вторых входов сумматора 6, путем подачи на эти входы соответствующей кодовой комбинации от жесткого генератора данного кода (шифрующей матрицы) или управляющего про- . цессора (на чертеже не показаны). Проведя аналогичные рассуждения можно доказать, что для реверсирования двигателя с h парами полюсов на роторе величина кода такой добавки должна соответствовать повороту сектора на 180°/п от начала отсчета вращения. При этом при выборе блоков 2 и 6 легко обеспечить, чтобы модуль суммирования при вводе добавки был кратен одновременно нескольким возможным значениям произведения т- п (т. е. нескольким разнообразным по фазности и числу пар полюсов типам двигателей), что должно отразиться только на конкретном кодировании, в частности на выборе кодовой комбинации для обозначения 180° или иного нужного угла добавки. В этом случае основная часть устройства становится унифицированной для разных по структуре вентильных электродвигателей. Индивидуальными при этом остаются только принадлежащие конкретным типам двигателей ш-фазные коммутаторы 8 тока и стоящие на их входах дешифраторы 7. Таким образом , достигаемая в соответствии с целью изобретения возможность электронного реверсирования за счет минимального по сложности и стоимости конструктивного дополнения (включения сумматора, добавляющего код реверса перед дешифратором) в устройстве, характеризуется соответственно максимальным сохранением параметров надежности устройства его функций. Благодаря этому обеспечивается снижение стоимости комплектования и монтажа предлагаемой системы с реверсом. Формула изобретения Устрой.ство для управления вентильным электродвигателем по авт. св. № 813609, отличающееся тем, что, с целью pacniHpe