Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем Советский патент 1983 года по МПК H02P7/58 

. . 1 Изрбретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах исполнительных механизмов . По основному авт. св. № 868962 известно устройство для управления двух фазным асинхронным электродвигателем содержащее блок управления, N-разрядный двоичный развертывающий счетчик, один вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый статический триггер, один вход которого соединен с вторым выходом блока управ ления, а выход - с одним входом э.пемента И, другой вход которого соединен с третьим выходом блока управления, коммутатор, один вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, другой вход - с выходом второго статического триггера, усилитель мощности, два входа которых соединены с двумя выходами коммутатора, а третий вход соединен с входом блока управления и с источ НИКОМ опорного переменного напряжения, два выхода усилителя мощности подключены к обмоткам статора асинхронного электродвигателя, пятый выход блока управления соединен со счетным входом N-разрядного двоичного развертывающего счетчика. М-импульс-, ных выходов которого соединены с N-первыми входами мультиплексора, N вторых входов которого подключены к входным клеммам дополнительного блока управления, а выход соединен с другим входом первого статического триггера, выход которого соединен с одним из входов второго статического триггера, другой вход которого соединен с выходом элемента И . Недостатком известного устройства является то, что при формировании выходных сигналов устройства суммарная длительность t импульсов, поступающих на третий вход коммутатор изменяется от О до -Ч l( 1 ГЗпри изменении величины кода управления А в диапазоне от О до 1 , где N - разрядность кода А; Т - период опорного напряжения, т.е. ток в обмотку управления двухфазного асинхронного двигателя с выходов устройства при максимальном значении кода А поступает только ).йт.О-3 J и при|:(ау)+1)) где п 0, 1,2,..., СО . При этом верхняя граница диапазона регулирования мощности, отдаваемой в нагрузку устройствам, менвше максимально допустимого значения мощ ности управленияасинхронного двигателя, чем ограничивается диапазон регулирования вращающегося момента и скорости вращения электродвигателя. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования вращающего момента и скорости вращения, электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, дополнительно введены элемент ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления, второй вход подклю чен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а его выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого статического триггера. На чертеже показана блок-схема устройства. Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит блок 1 управления, первый выход которого соединен с входом ус тановки в О, развертывающего счет чика 2, вырабатывающего N ортогонал ных импульсных последовательностей и состоящего из двоичного счетчика на N счетных триггерах 3 и N формирователей k импульсов. Счетный вход дво ичного счетчика, являющийся счетным входом развертывающего счетчика 2, соединен с пятым выходом блока 1 уп равления, а входы счетных триггеров 3 объединены и подключены к входу развертывающего счетчика 2. Входы формировате;лей Ц импульсов соеди914 нены с выходами счетных триггеров 3, а их, выходы - с выходами развертывающего счетчика 2 и с N первыми входами мультипле1 сора 5. Вторые N входов мультиплексора 5, коммутирующего импульсные последовательности, вырабатываемые развертывающим счетчиком 2, соединены с N клеммами 6 входа дополнительного блока управления. Один вход первого статического триггера 7 соединен с вторым выходом блока 1 управления, а выход с одним из входов первого элемента 8 И, с входом статического триггера 9 и соединен с третьим выходом блока. 1 упрэвления, другой вход статического триггера подключен к выходу первого элемента 8 И, а выход - к одному из входов коммутатора 10. Другой вход коммутатора 10, формирующего реверс электродвигателя, соединен с клеммой 11, на которой имеется управляющий сигнал А переменного знака, а третий вход - с четвертым выходом блока 1 управления, два выхода коммутатора 10 подключены к двум входам усилителя 12 мощности. Третий вход усилителя 12 мощности, обеспечивающего усиление по току и напряжению сигналов управления, поступающих с выходса устройства в обмотки управления электродвигателя, соединен с входом блока 1 управления и клеммой 13 источника опорного напряжения, а два его выхода подключены к выходным клеммам 1 и 15 обмоток статора асинхронного электродвигателя. Блок 1 управления состоит из генератора 16 тактовых импульсов, вырабатывающего тактовые импульсы высокой частоты, выход которого соединен с входом распределителя 17 импульсов, формирующего три последовательности тактовых импульсов, первый выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго блоков 18 и 19 синхронизации и вторым выходом блока 1 управления, а второй выход - со счётным входом делителя 20 частоты, третий выход -.с синхронизирующим входом третьего блока 21 синхронизации. Выходы первого и второго блоков 18 и 19 синхронизации подключены к двум входам элемента 22 ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока 1 управления и с входом делителя 20 частоты. Выход делителя 20 частоты соединен с пятым выходом блока 1 управления и синхронизируемым входом третьего блока 21 синхронизации, выход которого соединен с третьим выходом бло ка 1 управления. Вход блока 1 управ ления подключен к входу триггера 23 Шмитта, выход которого соединен синхронизируемым входом первого бло ка 18 синхронизации и через схему 2k НЕ - с синхронизируемым входом второго блока 19 синхронизации и че вертым выходом блока 1 управления, Устройство также содержит элемен 25 И, один вход которого соединен с пятым выходом блока 1 управления, другой вход подключен к клемме 6 дополнительного блока управления, а выход соединен с одним входом элемента 26 ИЛИ, другой вход которого с единен с выходом мультиплексора 5 а выход - с входом статического три гера 7. . Устройство работает следующим образом. Распределитель 17 импульсов форми рует из последовательности тактовых импульсов высокой частоты, вырабатываемых генератором 16 тактовых им/пульсНв, три последовательности тактовых импульсов ТИ-1, ТИ-2 и ТИ-3 с частотами f f-ra т м х-Последователь Ти-т ,. /A ность импульсов (ТИ-и, поступающая с первого выхода распределителя 17 импульсов на один из входов первого статического триггера 7, устанавлива ет на его выходе 1. Открывается первый элемент 8 И, а второй статический триггер 9 остается в прежнем положении. Кроме того, последовательность импульсов (ТИ-1) поступает на синхронизирующие входы первого и второго блоков 18 и 19 синхронизации, а последовательность импул-ьсов (ТЙ-3) : третьего выхода распределителя 17 импульсов поступает на синхронизирующий вход третьего блока 21 синхронизации. Последовательность импульсов (ТИ-2) с второго выхода распределителя 17 импульсов поступает на счетный вход двоичного делителя 20 частоты, который вырабатывает последовательность счетннх импульсов с частотой ц(2 -1)f{,n. Длительность импульсов последователь ности счетных импульсов равна длительности импульсов последовательности импульсов(ТЙ-2). Последовательность счётных импульсов частоты с выхода делителя 20 частоты поступает на вход третьего блока 21 синхронизации и через пятый выход блока 1 управления на счетный вход развертывающего счетчика 2 и один из входов второго элемента 25 И. С выхода третьего блока .21 синхронизации через третий выход блока 1 управления на вход первого элемента О И проходят импульсы о частотой , синхронизированные последовательностью тактовых импу/тьсов ТИ-3. Триггер 23 Шмитта, вход которого связан с клеммой источника 13 опорного напряжения U(t), вырабатывает сигнал фазы опорного напряжения, в виде последовательности импульсов частоты f , передний и задний фронты которых совпадают с моментом перехода и (t) через ноль. Импульсы с выхода триггера 23 Шмитта поступают на вход первого блока 18 синхронизации и после инверсии на схеме 2 НЕ поступают на вход второго блока 19 синхронизации и на первый вход коммутатара 10. Первый и второй блоки 18 и 19 синхронизации по переднему фронту импульсов, поступающих на их синхронизируемые входы, вырабатывают импyJ ьcы,. синхронизированные с последовательностью импульсов ТИ-1, поступающие на входы элемента 22 ИЛИ. С выхода элемента 22 ИЛИ на вход делителя 20 частоты и на вход развертывающего счетчика 2 в момент пе- рехода опорного напряжения ) через ноль проходят импульсы с частотой 2, синхронизированные с последовательностью импульсов ТИ-2. Первый импульс последовательности ТИ-2, пришедший с второго выхода распределителя 17 импульсов на счетный вход делителя 20 частоты переводит делитель 20 частоты в О, а импульс переполнения с его выхода поступает на один из входов второго элемента 25 Ни на счетньЛ вход развертывающего счетчика 2, устанавливая младший разряд двричного счетчика в 1. Импульсы с выхода делителя 20 частоты заполняют дважды за полупериод опорного нагфяжения ILJt) двоичный счетчик развертывающего счетчика 2, вырабатывающего N ортогональных последовательностей импульсов, длительность которых равна длит1ельности импульсов последовательности ТИ-2, а частота следования кратна 2, где г 1,2,.,,N. Ортогональные последовательности импульсов в развертывающем счетчике 2 импульсов формируются формирователями k импульсов в момент изменения состояния N счетных триггеров 3 с О в 1 и поступают через импульсные выходы развертывающего счетчика 2 на N первых входов мультиплексора 5. Младший разряд кода числа управляющего сигнала А управляет подключением на выход мультиплексора 5 последовательности импульсов, формируемой формирователем k импульсов. Импульсы с выхода.мультиплексора 5 пос тупают на один из входов элемента 26 ИЛИ, на второй вход которого с вы хода второго элемента 25 И, при наличии 1 на .клемме 6 дополнительного блока управления, поступают счетные импулб.сы. Импульсы с выхода элемента 26 ИЛИ поступают.на вход первого ститического триггера 7, устанавливая на его выходе О. При этом второй статический триггер 9 перебра сывается в 1, т.е. на третий вход коммутатора 10 поступает 1 и запирается первый элемент 8 И, запрещая прохождение на вход второго статического триггера 5 импульса, поступающего с выхода третьего блока 21 син ронизации. С приходом на вход первоГО статического триггера 7 ближайшего импульса последовательности ТИпоследний перебрасывается в I, отк рывая первый элемент 8 И,. При отсутствии импульса ,с выхода элемента 26 ИЛИ импульс с выхода третьего блока 21 синхронизации пройдет чере первый элемент 8 И и перебросит второй статический триггер 9. в О, при лтом на третий вход коммутатора 10 поступит О. Таким образом, на третий вход коммутатора 10 поступают импульсы, количество, расположение и длительность которых на полупёриоде опорного напряжения ) зависит от величины кода числа управляющего сиг иа.ла А. Коммутатор 10, формирующий р верс двигателя на двух своих выходах использует сигналы, поступающие:на первый его вход - с четвертого выхода блока 1 .управления сигнал фазы опорного напряжения U, t), на второй вход - с клеммы 11 знака уп998 равляющего сигнала А и на третий вход - с выхода второго статического триггера 9. Первый и второй выходы коммутатора 10 связаны со входами логическими зависимостями вида I / -.- . 1 г- тг: и о1,2;-2 Гх.Т+ X у) (х-у+х-у) puj И 01 сигналы на первом и где втором выходах коммутатора 10; X, у и Z - сигналы на первом, втором и третьем входах коммутатора 10. .Сигналы с первого и второго выходов коммутатора 10 усиливаются с помощью усилителя 12 мощности по току и напряжению до величины, необходимой по условиям работы электродвигате-ля, и выводятся на выходные клеммы 1 и 15. Таким образом, при максимальном коде управления А 2 ток в обмотки управления двухфазного асинхрон ного электродвигателя будет поступать при h-- tS(n+1) , при этом величина напряжения управления увеличивается, а работа электродвигателя производится с.повышенным вращающим моментом и максимальной скоростью вращения. Формула изобретения Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем по авт. св. № 868962, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования вращающего . момента и скорости вращения в него дополнительно введены элемент ИЛИ и второй элемент И, один вход которого соединен с пятым выходом блока управления второй вход подключен к соответствующей клемме входа дополнительного блока управления, а его выход соединен с оД ним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен со входом первого статического триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 868962 по заявке N« 287 801/07, кл. Н 02 Р 7/58, 1980.