CS259658B1 - Zapojení pro řízení úhlu natočení rotoru dvoufázového indukčního stroje - Google Patents

Abstract

Řízení úhlu natočení dvoufázového indukčního stroje mikropočítačem využívá číslicově analogové převodníky, řízené programově mikropočítačem pro generování Binusového napětí potřebného pro„napájení dvoufázového indukčního fctrojé. Číslicově analogové převodníky jsou připojeny na střídavě zesilovače. Výstup prvního střídavého zesilovače je připojen na. první cívku statorového vinutí, na jehož druhou cívku je připojen výstup druhého^etřídavého zesilovače. Výetup třetího střídavého zesilovače je připojen na rotorovou oívku. Je-li rotorové vinutí dvoufázové, lze po zvýšení přesnosti natočení rotoru připojit druhou rotorovou oívku přes fázový diakriminátor a analogově číslicový převodník na vstup mikropočítače.

Description

Vynález se týká zapojení pro řízení úhlu natočení rotoru dvoufázového indukčního stroje mikropočítačem pro dosažení libovolné polohy hřídele v rozmezí 0 až 560°, případně jeho otáčení ·

Pro řízení dvoufázového indukčního stroje je třeba získat napětí pro statorové cívky

Ug - u₀ sin sin tv t a napětí pro první cívku rotoru

Uq — Uq sin cv t, kde

U£ je napájecí napětí na první cívce statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje, ug je napájecí napětí na druhé cívce statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje, kde tato druhé cívka je vůči první prostorově pootočená o 90°, uq je napájecí napětí na rotorové cívce. Pro funkci dvoufázového indukčního stroje postačí jednofázové vinutí na rotoru $ pro zlepšení funkce lze použít vinutí dvoufázové a pak je uq napětí na první rotorově cívce, u₀ je maximální hodnota napájecího napětí statoru,

Uq je maximální hodnota napájecího napětí rotoru,

Y je požadovaný úhel natočení rotoru, iájje kruhové frekvence napájecího napětí.

Protože je značně problematické získat kvalitní střídavé, tedy sinusové, napětí, u kterého by bylo možno měnit libovolně jeho amplitudu s odpovídajícím fázovým posunem, tento princip natáčení hřídele dvoufázového indukčního stroje se prakticky doposud nevyužíval. Zařízení navrhované z diskontních součástek

- 2 by bylo příliš složité a ekonomicky nerentabilní. Účinnost by byla nízká, neboí napětí u^, ug by obsahovalo vyšší harmonické.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro řízení úhlu natočení rotoru dvoufázového indukčního stroje se dvěma cívkami statorového vinutí a jednou nebo dvěma rotorovými cívkami mikropočítačem podle vynálezu. Jeho podstatou je, že výstup mikropočítače je připojen přes první číslicově analogový převodník a přes první střídavý zesilovač na první cívku statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje. Zároveň je výstup mikropočítače přes druhý číslicově analogový převodník a druhý střídavý zesilovač připojen na druhou cívku statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje a přes třetí číslicově analogový převodník a třetí střídavý zesilovač je připojen na jednu, resp. na první rotorovou cívku.

V případě dvoufázového rotorového vinutí lze s výhodou druhou rotorovou cívku připojit na vstup mikropočítače přes fázový diskriminátor a analogově číslicový převodník.

Rovněž je možné opatřit dvoufázový indukční stroj pulsním snímačem otáček, který má výstup připojen na vstup mikropočítače.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je jeho jednoduchost, zvláště při použití jednočipového mikropočítač^ a kvalita získaného střídavého sinusového napětí, což snižuje ztráty motoru způsobené vyššími harmonickými nekvalitního střídavého napětí. Dále zapojení umožňuje kompenzovat vliv zatěžovacího momenty a tím zvýšit přesnost nastavení. Při vhodném řízení pracuje stroj jako normální dvoufázový asynchronní motor. Počet otáček je snímán pulsním snímačem otáček, kdy stačí jeden puls na otáčku a je zpracován jako vstupní signál mikropočítačem.

Po načtení potřebného počtu otáček se motor zastaví a nastaví se na požadovaný úhel natočení. Pro zlepšení přesnosti nastavením požadovaného úhlu, a to bez vlivu zatěžovacího momentu, lze využít druhou rotorovou cívku napojenou přes fázový diskriminótor a analogově číslicový převodník na mikropočítač.

Blokové schéma obvodu podle tohoto vynálezu je uvedeno na přiloženém výkres».

Jedná se zde o dvoufázový indukční stroj se dvěma rotorovými cívkami C a D. Mikropočítač 1 je propojen se třemi číslicově analogovými převodníky 21, 22 a 23« Výstupy těchto tří číslicově analogových převodníků 21, 22 a 2£ jsou připojeny na vstupy střídavých zesilovačů 21» 32 a 33» Výstup prvního střídavého zesilovače 21 j« připojen na první cívku A statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje 2· Výstup druhého střídavého zesilovače 32 je připojen na druhou cívku B statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje 2« Výstup třetího střídavého zesilovače 33 je připojen na první rotorovou cívku C.

První a druhá cívka A a B statorového dvoufázového vinutí a první rotorová cívka C vytvářejí kroutící moment dvoufázového indukčního stroje 2· Druhá rotorová cívka D, která slouží jako snímací, je připojena na diskriminátor jehož výstup je spojen se vstupem analogově číslicového převodníku 6, jehož výstup je napojen na vstupní obvody mikropočítače 1. Výstup pulsního snímače 8 otáček, kterým je dvoufázový indukční stroj 2 opatřen, je připojen na vstup mikropočítače 1. Mikropočítač 1 řídí podle zadaného programu číslicově analogové převodníky 21, 22, 23. které generují sinusové napětí zesílené ve střídavých zesilovačích 21, 32, 33 a přivedení na vinutí dvoufázového indukčního stroje 2· První a druhá cívka A, B jsou vinutí statoru, první rotorová cívka C je pracovním vinutím rotoru, druhé rotorová cívka D je snímací. Na této druhé rotorové cívce D se objeví střídavé napětí, pokud nastavení rotoru nesouhlasí s požadovanou polohou. Velikost napětí je úměrné odchylce, fázový posun se mění skokem o 180°. Po usměrnění ve fázovém diskriminátoru 3 a převedení na číslo s respektováním znaménka v analogově číslicovém převodníku 6 provede mikropočítač 1 kompenzaci odchylky hřídele dvoufázového indukčního stroje 2· Šizení může probíhat v trvale uzavřené nebo přetržitě uzavřené zpětné vazbě. Pro velké úhlové přesuny lze využít pulsní snímač 8 otáček. Dvoufázový indukční stroj 2 P^ak pracuje jako normální dvoufázový asynchronní motor a po vykonání požadovaného počtu otáček dojde k nastavení na požadovaný úhel.

Toto zapojení se může používat místo krokových motorů a polohových servomechánismů tak, že přesnost nastavení může týt o řád vyšší a motor může pracovat jak v režimu jako krokový motor, ovšem se značně vyšším výkonovým využitím a nebo může pracovat jako normální dvoufázový asynchronní motor. Mikropočítač může dále zpracovávat program řízení, kompenzovat vliv zátěže.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení pro řízení úhlu natočení rotoru dvoufázového indukčního stroje se dvěma cívkami statorového vinutí a jednou nebo dvěma rotorovými cívkami mikropočítačem, vyznačující se tím, že výstup mikropočítače /1/ je připojen jednak přes první číslicově analogový převodník /21/ a přes první střídavý zesilovač /51/ na první cívku /A/ statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje /7/, jednak přes druhý číslicově analogový převodník /22/ a druhý střídavý zesilovač /52/ na druhou cívku /B/ statorového vinutí dvoufázového indukčního stroje /7/ a jednak přes třetí číslicově analogový převodník /25/ a třetí střídavý zesilovač /55/ na jednu, např. na první rotorovou cívku /G/.
2. 2. Zapojení podle bodu 1,vyznačující se tím, že druhá rotorová cívka /D/ dvoufázového indukčního stroje /7/ je připojena na vstup mikropočítače /1/ přes fázový diskriminátor /5/ a analogově číslicový převodník /6/.
3. 5. Zapojení podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že dvoufázový indukční stroj /7/ je opatřen pulsním snímačem /8/ otáček, jehož výstup je připojen na vstup mikropočítače /£%