Устройство для управления вентильным электродвигателем

Устройство для управления вентильным электродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1029368. Целью изобретения является улучшение качества регулирования в режиме позиционирования и повышение точности останова. Указанная цель достигается тем, что дополнительно введены запоминаюший блок 9, блок 10 сравнения и трехвходовый формирователь 11 сигнала на торможение противовключением, тинформационные входы блока 9 соединены с выходами датчика 2 положения ротора синхронного двигателя и вторыми т-инерционными входами блока 10. Управляющий вход блока 9 связан с выходом формирователя 8 сигнала на останов, первым входом формирователя 11 и управляюш.им входом блока 10. Первые информационные твходы блока 10 соединены с т-выходами блока 9. Второй вход формирователя 11 подключен к входу логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий вход - к выходу датчика 7 направления вращения. Выход формирователя 11 соединен со вторым входом блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения , первый вход к-рого подключен к выходу блока 10. При отклонении положения ротора от положения, запомненного в блоке 9 в момент останова, в вентильном электродвигателе организуется двигательный режим в направлении, противоположном приложенному внешнему воздействию. При положении ротора, совпадающим с запомненным положением, вентильный электродвигатель отключается от источника питания. 5 ил. iO (Л ьо 00 4: ts2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1277342

А2

1Su 4 Н 02 Р 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1029368 (21) 3875852/24-07 (22) 01.04.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (72) В. И. Катаев, А. А. Иванов, В. К. Лозенко и В. В. Захлестин (53) 621.313.392 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1029368, кл. Н 02 P 6/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЪНЪ|М ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1029368. Целью изобретения является улучшение качества регулирования в режиме позиционирования и повышение точности останова. Указанная цель достигается тем, что дополнительно введены запоминающий блок 9, блок 10 сравнения и трехвходовый формирователь 11 сигнала на торможение противовключением, mинформационные входы блока 9 соединены с выходами датчика 2 положения ротора синхронного двигателя и вторыми m-инерционными входами блока 10. Управляющий вход блока 9 связан с выходом формирователя 8 сигнала на останов, первым входом формирователя 11 и управляющим входом блока 10. Первые информационные mвходы блока 10 соединены с m-выходами блока 9. Второй вход формирователя 11 подключен к входу логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, а третий вход — к выходу датчика 7 направления вращения.

Выход формирователя 11 соединен со вторым входом блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый вход к-рого подключен к выходу блока 10. При отклонении положения ротора от положения, запомненного в блоке 9 в момент останова, в вентильном электродвигателе организуется двигательный режим в направлении, противоположном приложенному внешнему воздействию. При положении ротора, совпадающим с запомненным положением, вентильный электродвигатель отключается от источника питания. 5 ил.

1277342

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу с вентильным электродвигателем, и может быть использовано в системах пози цион ного привода и приводах робототехники.

Целью изобретения является улучшение качества регулирования в режиме позиционирования и повышение надежности останова.

Н

Устройство для управления вентильным электродвигателем (фиг, !) содержит преобразователь 1 частоты, цепи управления ключей которого связаны с выходом m-канального датчика 2 положения ротора через управляемый блок 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый управляющий вход которого связан с выходом логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, задатчик 5 направления, триггер 6 команд «Пуск» и «Стоп», датчик 7 направления вращения, включенный между выходом m-канального датчика 2 положения ротора и первым входом трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов, второй вход которого подключен к выходу логической схемы 4

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий вход —— к выходу триггера 6 команд «Пуск» и

«Стоп», выход трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов связан с вторым управляющим входом управляемого блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, запоминающий блок 9 m-информационных входа которого подклк)чеllbl и соответствующим выходам m-канального датчика 2 положения ротора и соединены с вторыми

m-информационными входами блока 10 сравнения, а управляющий вход запоминающего блока 9 подключен к выходу трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов и соединен с первым входом формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, второй вход которого подключен к выходу логической схемы 4, и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход подключен к выходу датчика 7 направления вращения, а выход соединен с вторым входом управляемого блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения, первый вход которого подключен к выходу блока 10 сравнения, первые т-информационных входа которого подключены к т-выходам запоминающего

2О

25 зо

4О

55 блока 9, а управляющий вход соединен с выходом трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов.

Формирователь 1! сигнала на торможение противовключением содержит логическую схему 12 2-И-H1.:, логическую схему 13

2-ИЛИ и логическую схему 14 2-И-HE.

Выходы 15 и 16 логических схем 12 и 13 подключены к входам 17 и 18 логической схемы 14, выход 19 которого является выходом 20 формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, первым входом

21 которого являются соединенные между собой первые входы 22 и 23 логических схем 12 и 13, вторым входом 24 — второй вход 25 логической схемы 12, а третьим входом 26 — — второй вход 27 логической схемы 13.

Трехвходовой формирозатель 8 (фиг. 2) управляющего сигнала на останов содержит логическую схему 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, логическую схему 29 2-ИЛИ-НЕ и RSтриггер 30, выход логической схемы 28 подключен к первому входу 31 логической схемы 29, выход которой подключен к входу

32 Установка нуля RS-триггера 30, выход ЗЗ которого является выходом 34 указанного формирователя 8, первым 35 и вторым 36 входами которого являются соответственно первый 37 и второй 38 входы логической схемы 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третьим 39 — вход 40 «Установка единицы»

R5-триггера 30, объединенный с вторым входом 41 логической схемы 29 2-И.1И-НЕ, Запоминающий блок 42 (фиг. 3) содержит три D-триггера 43 — 45, информационные входы 46 — 48 которых образуют трехканальный информационный вход 49 указанного блока, тактирующие входы 0-триггеров 43—

45 объединены и образуют управляющий вход 50 блока 42. Выходы 51 — 53 D-триггеров 43 — 45 образук)т трехканальный выход

54 блока 42 памяти.

Блок 10 сравнения (фиг. 4) содержит три логические схемы 55--57 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и логич(.скую схему 58 4-ИЛИ.

Выходы логических схем 55 — -57 подключены к первым трем входам логической схемы

58, выход которой является выходом 59 блока 10 сравнения. Первые входы 60 — 62 логических схем 55 — 57 являются первым трехканальным информационным входом 63 блока 10 сравнения. Вторые входы 64 — 66 логических схем 55 — -57 являются вторым трехканальным информационным входом 67 блока

10 сравнения. Четвертый вход логической схемы 57 4-ИЛИ является управляющим входом 68 блока 10 сравнения.

Устройство для управления вентильным электродвигателем работает следующим образом.

При наличии команды «Пуск» на выходе триггера 6 команд «Пуск» и «Стоп» присутствует сигнал логической «1». Поступая на

1277342

50 третий вход трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов, он устанавливает на его выходе 34 также сигнал логической «1». Этот сигнал, поступая на управляющий вход 21 формирователя 11 сигнала на торможение противовключением, разрешает прохождение сигнала по входу

24 с выхода 18 логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ на выход 20 и первый управляющий вход блока 3 формирования сигналов правого и левого направления вращения без изменения. Сигнал с выхода 34 формирователя 8, поступая на управляющий вход 68 блока 10 сравнения, устанавливает на его выходе 59 сигнал логической «1», который, поступая на второй управляющий вход блока 3, разрешает его работу. В зависимости от уровня логического сигнала на первом управляющем входе блок 3 формирует управляющие сигналы на вращение вправо и влево. Управляющий сигнал о направлении вращения задается на выходе задатчика 5 направления вращения. Таким образом, в режиме «Пуск» формирователь 11, запоминающий блок 9 и блок

10 сравнения не влияют на работу устройства и оно функционирует в этом режиме как известное.

Предположим, что на интервале времени

ti — 4 (фиг. 5) вентильный электродвигатель вращается в режиме «Пуск», например, влево (1/ь). В момент времени в устройство поступает сигнал «Стоп», что приводит к исчезновению сигнала Uo уровня логической «1» на выходе триггера 6 команд «Пуск» и «Стоп». Управляемый блок 3 формирует сигналы для вращения вправо, поскольку на его первом управляющем входе изменился управляющий сигнал U o с уровня логического «О» на уровень логической «1», а на втором управляющем входе уровень сигнала U>o не изменился. Вентильный электродвигатель переводится в режим противовключения и, продолжая вращаться влево, эффективно тормозится на интервале времени t — 4. В момент времени

4 вентильный электродвигатель останавливается и начинает движение в противоположную сторону (вправо) . До момента времени 4 на выходах 51 — 53 Uoi — Uoz запоминающего блока 9 логические уровни сигналов могут быть произвольны, например все уровни логического «О». В момент времени t4 датчик 7 фиксирует изменение направления вращения вентильного электродвигателя и на его выходе появляется сигнал Uqq, Uqq уровня логической «1». Это происходит в момент первой после реверса смены информации в каналах датчика 2 положения ротора. При этом на входах 35 и 36 трехвходового формирователя 8 управляющего сигнала на останов присутствуют сигналы уровня логической «1», а на третьем входе и выходе 34 присутствует сигнал lз уровня логического «0». В мо1О

15 .20

25 за

4а

55 мент времени t4 срезом сигнала с выхода 34 блока 8, который поступает на управляющий вход 50 запоминающего блока 9, происходит запись информации о положении ротора вентильного электродвигателя в момент выдачи блоком 8 управляющего сигнала на останов. С момента времени 4 сигналы Ugg и 1l уровня логического «О» устанавливаются на управляющих входах

68 и 21 блока 10 сравнения и формирователя 11 сигнала на торможение противовключением. В блоке 10 сравнения происходит сравнение текущего положения ротора (сигналы Уг4 — Ueo) с тем положением, которое было зафиксировано в запоминающем блоке 9 в момент останова (сигналы Uco — l, момент времени t ). При совпадении текущего и запомненного положений ротора блок 10 выдает сигнал уровня логического «О», который, поступая на второй вход управляющего блока 3, отключает вентильный электродвигатель от источника питания. При несовпадении текущего и запомненного положений ротора блок 10 выдает сигнал Uso уровня логической «1», который, поступая на второй вход управляемого блока 3, вызывает в нем формирование управляющих сигналов на вращение в том или другом направлении.

На интервале времени t — 1 вентильный электродвигатель вращается влево, при этом на первом управляющем входе блока 3 присутствует сигнал Uzo уровня логического «О».

И датчик 7 направления вращения формирует на своем выходе сигнал Uos того же логического уровня. С момента времени / информация с выхода датчика 7 положения ротора, однажды инвертируясь в формирователе 11 (логическая схема 12

2-И-НЕ), поступает на выход 20 и первый вход управляемого блока 3. Таким образом, вращение ротора вентильного электродвигателя в каком-либо направлении после останова под действием изменяющегося момента нагрузки приводит к появлению такого логического сигнала на первом входе управляемого блока 3, который вызывает формирование блоком 3 управляющих сигналов на вращение в направлении, противоположном тому, в каком вращается вентильный электродвигатель под действием изменяющегося момента нагрузки на его валу. Пусть ротор вентильного электродвигателя, продолжая вращаться на выбеге вправо, на интервале времени / — 4 проходит зону согласованного положения. В момент времени 4 в блоке 10 сравнения формируется сигнал уровня логической «1» (U;,o), который, поступая с выхода 59 блока 10 сравнения на второй вход управляемого блока 3, разрешает его работу.

На первый вход управляемого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровня логической «1» с выхода датчика 7 направ127 342 ления вращения о вращении вправо. Управляемый блок 3 формирует управляющие сигналы на вращение влево. Вентильный электродвигатель с момента времени t до

t6 находится в режиме торможения противовключением, в момент времени 4 — — останавливается и на интервале времени lв-37 начинает вращаться влево. В момент времени 4 ротор вентильного электродвигателя попадает в согласованное положение, блок

10 сравнения со своего выхода 59 выдает сигнал уровня логического «О», который, поступая на второй вход блока 3, заггрещает его работу. Вентильный электродвигатель отключается от источника питания. H;I интервале времени /-,— 4 ротор»ентильного электродвигателя вращается влево в согласованной зоне и на выбеге останавливается.

Пусть под действием изменившегося момента нагрузки на валу вентильного электродвигателя происходит его движение влево на интервале времени tie tl(I. На интерваче времени t8 — 4 ротор приходит в согласованное положение. В момент времени /(1 на блоке 10 сравнения формируется сигна!1 уровня логической «!», который, поступая с выхода 59 блока 10 сравнения на второй вход управляемого блока 3, разрешает его работу. На первый вход управляемого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровня логического «О» с выхода датчика 7 направления вращения о вращении влево.

Управляемый блок формирует управляющие сигналы на вращение вправо. Венгзгльный электродвигатель на интервале времени

t9 — till находится в режиме торможения гротивовключением, в момент времени ill! останавливается и на интервале времени

tI(I — -/11 начинает вращаться вправо. Б момент времени /11 ротор вентильного электродвигателя попадает в согласованное iioложение, блок 10 сравнения на своем выходе 59 формирует сигнал уровня логического «0», который, поступая на второй вход управляемого блока 3, запрещает его работу.

Вентильный электродвигатель отключается от источника питания. На интервале времени

/I1 — t12 ротор вращается вправо в согласованной зоне и на выбеге останавли»ается.

При останове вентильного электродвигателя, врагцающегося вправо, процессы в пред1агаемом устройстве протекают аналогично.

Таким образом, всякий раз при отклонении положения ротора от положения, запомнешюго в блоке 0 в момент останова, вентильному электродвигателю организуется двигательный режим в направлении, противоположном приложенному внешнему воздействию. При положе11ии ротора, совпадаю10 нц.м с запомненным положением, вентильный электродвигатель отключается от источника

»ит;шил. Тем самым улучшаегся качество регулирования в режиме позиционирования и повышается надежность останова.

Форму ги и»о(гретения

Устройство itля управления вентильным э.ге кт род» иг;1 теле l и о а ггг. с». № 1029368, ог.ггигигогчееея тем, что, с целью улучшения гО ка:((ñò»à регулироваш я в режиме позиционирования и псвышения надежности остано»а, в него дополнит. льно введены запомлпающий блок, бло(сравнения и трех—

»ходоьой формирователь сигнала на тормо25 жение противовключением, при этом запоминающий блок т-информационными Вх0дами подключен к соответствующим выходам m-канального датчика положения ротора и соединен со вторыми m-информационными входами блока сравнения, а управляюгцлй вход запоминающего блока под. ключе» к выхо,7у трехвходового формиро»ателя управлякгщего сигнала на останов и соединен с первым входом формирова.1 елн сигнала на торможение противовключеIII(cM, второй вход которого подключен к

»ходу логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, третий вход формирователя управляюгцего сигнала на останов 11одклгочен к выходу датчика направления вращения, а выход указанного формирователя соединен с вторым входом управляемого блока формирования сигналов правого и левого направления враги ения, пер вьгй вход которого подключен к выходу блока сравнения, первые m-информационные входы которого подключены к rn»ыхО,)ям »(1»0. 111 гаюгц(1 0 010кс1, а прав. Iяlоп1ий вход блока сравнения (оединен с выхо45

„ом грех»ходового формир0вателя управляю-!

I(c! o сигнала на останов.!

277342 иг 4 7Ф ю g+

ЬБД

У+ 68Й 2

Ь 1АО 4 76

4 t 6 4 7 д 9 10 11 12 прадо Риz 5 (Оставите it t I (()I

Текред И. Верее г орректоп М..1емиик

Тираж 631 1!о ttttti!»c

ВНИИПИ Государственного комитета < Ct,.Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д 1 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор 1. Повхан

Заказ 5675/54