RU2517423C1 - Digital modular for control over synchronous motor - Google Patents
Digital modular for control over synchronous motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517423C1 RU2517423C1 RU2012147369/08A RU2012147369A RU2517423C1 RU 2517423 C1 RU2517423 C1 RU 2517423C1 RU 2012147369/08 A RU2012147369/08 A RU 2012147369/08A RU 2012147369 A RU2012147369 A RU 2012147369A RU 2517423 C1 RU2517423 C1 RU 2517423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- counter
- inputs
- register
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в силовых преобразователях систем управления синхронными электродвигателями, оснащенными датчиками положения ротора.The invention relates to the field of pulsed technology and can be used in power converters of control systems of synchronous motors equipped with rotor position sensors.
Наиболее близким по технической сущности является цифровой модулятор для преобразователя частоты асинхронного двигателя (см. патент РФ №2216850, опубл. 20.11.2003, Бюл. №32), содержащий генератор прямоугольных импульсов, четыре счетчика, три триггера, четыре элемента ИЛИ, инвертор, два элемента И, шесть элементов И-НЕ, три дешифратора, два формирователя импульсов, два сумматора, два регистра, двоично-шестеричный счетчик, схему ограничения и схему сброса.The closest in technical essence is a digital modulator for a frequency converter of an induction motor (see RF patent No. 2216850, publ. November 20, 2003, Bull. No. 32), containing a square-wave pulse generator, four counters, three triggers, four OR elements, an inverter, two AND elements, six NAND elements, three decoders, two pulse shapers, two adders, two registers, a binary-hex counter, a limit circuit and a reset circuit.
Недостаток наиболее близкого цифрового модулятора заключается в том, что он может управлять синхронным электродвигателем только изменением частоты питающего напряжения, подаваемого на статорные обмотки. В то же время, регулировать скорость синхронной машины в режиме бесколлекторного двигателя постоянного тока по сигналам датчика положения ротора устройство, взятое за прототип, не может.The disadvantage of the closest digital modulator is that it can control a synchronous motor only by changing the frequency of the supply voltage supplied to the stator windings. At the same time, the device taken as a prototype cannot regulate the speed of a synchronous machine in the mode of a brushless DC motor using the signals from the rotor position sensor.
Сущность изобретения заключается в том, что в цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем, содержащий первый генератор прямоугольных импульсов, первый, второй третий и четвертый счетчики, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггер, инвертор, схему ограничения, первый, второй и третий дешифраторы, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй элементы И, схему сброса, первый и второй сумматоры, первый и второй регистры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И-НЕ и двоично-шестеричный счетчик, причем выход первого генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом первого счетчика и первыми входами первого и второго элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, первый вход которого соединен с шиной знака, а второй вход - с выходом инвертора, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами второго счетчика, третий вход которого соединен с выходом схемы ограничения, первый и второй входы схемы ограничения соединены соответственно с шиной входного сигнала и шиной знака, выход второго счетчика соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего дешифраторов, выход первого формирователя импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего дешифраторов, выход первого счетчика соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом схемы сброса, выход схемы ограничения соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого регистра, выход первого генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом третьего счетчика, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, выход первого регистра соединен с вторыми входами первого сумматора и третьего счетчика, выход первого элемента И соединен с входом инвертора, вторыми входами второго и третьего триггеров и первого счетчика, третьим входом третьего счетчика и четвертым входом второго счетчика, прямой выход второго регистра соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго регистра, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы первого дешифратора соединены соответственно с первыми входами пятого, первого, шестого, второго, четвертого и третьего элементов И-НЕ, выходы которых соединены с выходными шинами, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы второго дешифратора соединены соответственно с вторыми входами первого, шестого, второго, четвертого, третьего и пятого элементов И-HE, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы третьего дешифратора соединены соответственно с третьими входами третьего, пятого, первого, шестого, второго и четвертого элементов И-НЕ, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены соответственно с третьими входами второго и третьего дешифраторов, дополнительно введены второй генератор прямоугольных импульсов, четвертый триггер, третий, четвертый, пятый и шестой формирователи импульсов, третий элемент И, третий сумматор и третий регистр, причем второй вход второго сумматора соединен с шиной сигнала, характеризующего конструктивное исполнение двигателя, инверсный выход второго регистра соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с шиной датчика положения ротора синхронного электродвигателя, старший разряд выхода третьего сумматора соединен с первым входом четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго генератора прямоугольных импульсов соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен с входом третьего формирователя импульсов, первым входом четвертого счетчика и вторыми входами первого и второго регистров, выход третьего формирователя импульсов соединен с вторым входом четвертого триггера, выход четвертого счетчика соединен с первыми входами двоично-шестеричного счетчика и второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого регистра, второй вход двоично-шестеричного счетчика соединен с шиной знака входного сигнала, выход двоично-шестеричного счетчика соединен с первым входом третьего регистра, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами первого дешифратора и четвертыми, пятыми и шестыми входами второго и третьего дешифраторов, выход первого элемента И соединен с входами первого и четвертого формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с пятым входом первого дешифратора, прямой выход четвертого формирователя импульсов соединен с вторым входом третьего регистра, инверсный выход четвертого формирователя импульсов соединен с входом пятого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход схемы сброса соединен с третьим входом третьего регистра и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом шестого формирователя импульсов, вторым входом четвертого счетчика и третьим входом двоично-шестеричного счетчика, выход шестого формирователя импульсов соединен с вторым входом второго элемента И и третьими входами второго регистра и четвертого триггера.The essence of the invention lies in the fact that in a digital modulator for controlling a synchronous electric motor, comprising a first square-wave generator, first, second, third and fourth counters, first, second and third elements OR, first, second and third trigger, inverter, limiting circuit, first , the second and third decoders, the first and second pulse shapers, the first and second elements And, the reset circuit, the first and second adders, the first and second registers, the first, second, third, fourth, fifth and sixth elements AND NOT an ochical-sixth counter, the output of the first rectangular pulse generator being connected to the first input of the first counter and the first inputs of the first and second OR elements, the second inputs of the first and second OR elements connected, respectively, to the direct and inverse outputs of the first trigger, the first input of which is connected to the sign bus and the second input is with the inverter output, the outputs of the first and second OR elements are connected respectively to the first and second inputs of the second counter, the third input of which is connected to the output of the limiting circuit, the first and second inputs of the limiting circuit are connected respectively to the input signal bus and the sign bus, the output of the second counter is connected to the first input of the second trigger, the output of which is connected to the first inputs of the first, second and third decoders, the output of the first pulse shaper is connected to the second inputs of the second and third of decoders, the output of the first counter is connected to the first input of the first element And, the second input of which is connected to the output of the reset circuit, the output of the restriction circuit is connected to the first input of the first adder a, whose output is connected to the first input of the first register, the output of the first rectangular pulse generator is connected to the first input of the third counter, the output of which is connected to the first input of the third trigger, the output of the first register is connected to the second inputs of the first adder and the third counter, the output of the first element And is connected with the inverter input, the second inputs of the second and third triggers and the first counter, the third input of the third counter and the fourth input of the second counter, the direct output of the second register is connected to the first the ode of the second adder, the output of which is connected to the first input of the second register, the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the first decoder are connected respectively to the first inputs of the fifth, first, sixth, second, fourth and third elements NAND, the outputs of which connected to the output buses, the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the second decoder are connected respectively to the second inputs of the first, sixth, second, fourth, third and fifth I-HE elements, the first, second, third, fourth, the fourth and sixth outputs of the third decoder are connected respectively to the third inputs of the third, fifth, first, sixth, second and fourth NAND elements, the direct and inverse outputs of the second trigger are connected respectively to the third inputs of the second and third decoders, an additional square-wave generator is additionally introduced, the fourth trigger, the third, fourth, fifth and sixth pulse shapers, the third element And, the third adder and the third register, and the second input of the second adder is connected to the signal bus, operating the motor design, the inverse output of the second register is connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the bus of the position sensor of the rotor of the synchronous motor, the highest discharge of the output of the third adder is connected to the first input of the fourth trigger, the output of which is connected to the first input of the third OR element, the output of the second rectangular pulse generator is connected to the second input of the third OR element, the output of which is connected to the input of the second pulse shaper, you One of the second pulse shaper is connected to the input of the third pulse shaper, the first input of the fourth counter and the second inputs of the first and second registers, the output of the third pulse shaper is connected to the second input of the fourth trigger, the output of the fourth counter is connected to the first inputs of the binary-hex counter and the second element And, the output of which is connected to the third input of the first register, the second input of the binary-hex counter is connected to the sign bus of the input signal, the output of the binary-hex counter connected to the first input of the third register, the first, second and third outputs of which are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the first decoder and the fourth, fifth and sixth inputs of the second and third decoders, the output of the first element And is connected to the inputs of the first and fourth pulse shapers, the output of the first pulse shaper is connected to the fifth input of the first decoder, the direct output of the fourth pulse shaper is connected to the second input of the third register, the inverse output of the fourth shaper the pulse generator is connected to the input of the fifth pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the third element And, the output of the reset circuit is connected to the third input of the third register and the second input of the third element And, the output of which is connected to the input of the sixth pulse shaper, the second input of the fourth counter and the third the input of the binary-hex counter, the output of the sixth pulse shaper is connected to the second input of the second element And and the third inputs of the second register and fourth trigger.
Существенные отличия находят свое выражение в новой совокупности связей между элементами устройства. Указанная совокупность связей позволяет с помощью предлагаемого цифрового модулятора регулировать скорость синхронной машины в режиме бесколлекторного двигателя постоянного тока по сигналам датчика положения ротора.Significant differences are expressed in a new set of connections between the elements of the device. The specified set of connections allows using the proposed digital modulator to control the speed of a synchronous machine in the mode of a brushless DC motor according to the signals of the rotor position sensor.
На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового модулятора для управления синхронным электродвигателем, на фиг.2 - функциональная схема схемы ограничения, на фиг.3 - функциональная схема двоично-шестеричного счетчика, на фиг.4 - временные диаграммы работы цифрового модулятора, на фиг.5 - схема подключения цифрового модулятора к силовому преобразователю.Figure 1 presents a functional diagram of a digital modulator for controlling a synchronous electric motor, figure 2 is a functional diagram of a limiting circuit, Fig. 3 is a functional diagram of a binary-hex counter, Fig. 4 is a timing diagram of a digital modulator, and Fig. 5 is a diagram of a digital modulator connected to a power converter.
Цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем (фиг.1) содержит генераторы 1 и 2 прямоугольных импульсов, счетчики 3, 4, 5 и 6, элементы 7, 8 и 9 ИЛИ, триггеры 10, 11, 12 и 13, инвертор 14, схему 15 ограничения, дешифраторы 16, 17 и 18, формирователи 19, 20, 21, 22, 23 и 24 импульсов, элементы 25, 26 и 27 И, схему 28 сброса, сумматоры 29, 30 и 31, регистры 32, 33 и 34, элементы 35, 36, 37, 38, 39 и 40 И-НЕ, двоично-шестеричный счетчик 41, шину 42 входного сигнала, шину 43 знака, шину 44 сигнала, характеризующего конструктивное исполнение двигателя, шину 45 сигнала датчика положения ротора, выходные шины 46, 47, 48, 49, 50 и 51.A digital modulator for controlling a synchronous electric motor (Fig. 1) contains
Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен с первым входом счетчика 3 и первыми входами элементов 7 и 8 ИЛИ. Вторые входы элементов 7 и 8 ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 10, первый вход (D-вход) которого соединен с шиной 43 знака, а второй вход (вход стробирования) - с выходом инвертора 14. Выходы элементов 7 и 8 ИЛИ соединены соответственно с первым (обратного счета) и вторым (прямого счета) входами счетчика 4, третий вход (вход предварительной установки) которого соединен с выходом схемы 15 ограничения. Первый и второй входы схемы 15 ограничения соединены соответственно с шиной 42 входного сигнала и шиной 43 знака. Выход счетчика 4 (выход переноса) соединен с первым входом (входом установки) триггера 11, выход которого соединен с первыми входами (входами разрешения) дешифраторов 16, 17 и 18. Выход формирователя 19 импульсов соединен с вторыми входами (входами разрешения) дешифраторов 17 и 18. Выход счетчика 3 (выход переноса) соединен с первым входом элемента 25 И, второй вход которого соединен с выходом схемы 28 сброса. Выход схемы 15 ограничения соединен с первым входом сумматора 29, выход которого соединен с первым входом регистра 32. Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен с первым входом (входом обратного счета) счетчика 5, выход которого (выход переноса) соединен с первым входом (входом установки) триггера 12. Выход регистра 32 соединен с вторыми входами сумматора 29 и счетчика 5 (у счетчика используется вход предварительной установки). Выход элемента 25 И соединен с входом инвертора 14, вторыми входами триггеров 11 и 12 и счетчика 3, третьим входом счетчика 5 и четвертым входом счетчика 4 (у триггеров используются входы сброса, а у счетчиков - входы стробирования). Прямой выход регистра 33 соединен с первым входом сумматора 30, выход которого соединен с первым входом регистра 33. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы дешифратора 16 соединены соответственно с первыми входами элементов 39, 35, 40, 36, 38 и 37 И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходными шинами 50, 46, 51, 47, 49 и 48. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы дешифратора 17 соединены соответственно с вторыми входами элементов 35, 40, 36, 38, 37 и 39 И-НЕ. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы дешифратора 18 соединены соответственно с третьими входами элементов 37, 39, 35, 40, 36 и 38 И-НЕ. Прямой и инверсный выходы триггера 12 соединены соответственно с третьими входами (входами разрешения) второго и третьего дешифраторов 17 и 18. Второй вход сумматора 30 соединен с шиной 44 сигнала, характеризующего конструктивное исполнение двигателя. Инверсный выход регистра 33 соединен с первым входом сумматора 31, второй вход которого соединен с шиной 45 сигнала датчика положения ротора синхронного электродвигателя. Старший разряд выхода третьего сумматора 31 соединен с первым входом (D-входом) триггера 13, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 9 ИЛИ. Выход генератора 2 прямоугольных импульсов соединен с вторым входом элемента 9 ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя 20 импульсов. Выход формирователя 20 импульсов соединен с входом формирователя 21 импульсов, первым входом (входом прямого счета) счетчика 6 и вторыми входами (входами стробирования) регистров 32 и 33. Выход формирователя 21 импульсов соединен с вторым входом (входом стробирования) триггера 13. Выход счетчика 6 (выход переноса) соединен с первыми входами двоично-шестеричного счетчика 41 (у счетчика используется вход прямого счета) и элемента 26 И, выход которого соединен с третьим входом (входом сброса) регистра 32. Второй вход (первый и второй разряды входа предварительной установки) двоично-шестеричного счетчика 41 соединен с шиной 43 знака входного сигнала. Выход (первый, второй и третий разряды) двоично-шестеричного счетчика 41 соединен с первым входом регистра 34, первый, второй и третий выходы (двоичные разряды) которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами (информационными входами) дешифратора 16 и четвертыми, пятыми и шестыми входами (информационными входами) дешифраторов 17 и 18. Выход элемента 25 И соединен с входами формирователей 19 и 22 импульсов. Выход формирователя 19 импульсов соединен с пятым входом (входом разрешения) дешифратора 16. Прямой выход формирователя 22 импульсов соединен с вторым входом (входом стробирования) регистра 34. Инверсный выход четвертого формирователя 22 импульсов соединен с входом формирователя 23 импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 27 И. Выход схемы 28 сброса соединен с третьим входом (входом сброса) регистра 34 и вторым входом элемента 27 И, выход которого соединен с входом формирователя 24 импульсов, вторым входом счетчика 6 (входом стробирования) и третьим входом (входом стробирования) двоично-шестеричного счетчика 41. Выход формирователя 24 импульсов соединен с вторым входом элемента 26 И и третьими входами (входами сброса) регистра 33 и триггера 13.The output of the
Генераторы 1 и 2 прямоугольных импульсов могут быть выполнены, например, на микросхеме 155ЛАЗ с кварцевой стабилизацией или с времязадающим конденсатором. Счетчики 3, 4, 5 и 6, например, выполнены на микросхемах К555ИЕ7. Элементы 7, 8 и 9 ИЛИ, например, выполнены на микросхеме К555ЛЛ1. Триггеры 10, 11, 12 и 13 могут быть выполнены, например, на микросхемах К555ТМ2, а инвертор 14 - на микросхеме К555ЛН1. Дешифраторы 16, 17 и 18 могут быть выполнены, например, на микросхемах К555ИД7, формирователи 19, 20, 21, 22, 23 и 24 импульсов - на микросхемах К555АГЗ, элементы 25, 26 и 27 И - на микросхеме К555ЛИ1. Сумматоры 29, 30 и 31 могут быть выполнены, например, на микросхемах К555ИМ6, регистры 32, 33 и 34 - на микросхемах К555ТМ8, а элементы 35, 36, 37, 38, 39 и 40 И-НЕ - на микросхемах К155ЛА4.
Схема 15 ограничения (фиг.2) содержит, например, группу 52 элементов ИЛИ, группу 53 элементов И, элемент 54 И-НЕ, элементы 55 и 56 ИЛИ, элемент 57 ИЛИ-НЕ и инвертор 58.The limitation circuit 15 (FIG. 2) contains, for example, an
В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал, n-разрядные входы шины 42 разбиваются на две группы: с 1 до (n-m) и с (n-m+1) до n, причем m<n. Первая группа разрядов - с 1 до (n-m), соединена с первыми входами группы 52 элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы 53 элементов И, выходы которых являются (n-m) младшими разрядами выхода схемы 15 ограничения. Вторая группа разрядных входов шины 42 - с (n-m+1) по n - является соответствующими разрядами выхода схемы 15 ограничения. Они соединены с m входами элемента 54 И-НЕ и элемента 55 ИЛИ. Выход элемента 54 И-НЕ соединен с первым входом элемента 56 ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами группы 53 элементов И. Выход элемента 55 ИЛИ соединен с первым входом элемента 57 ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом инвертора 58, а выход - со вторыми входами группы 52 элементов ИЛИ. Второй вход элемента 56 ИЛИ и вход инвертора 58 соединены с шиной 43 знака.Depending on the value by which the input signal should be limited, the n-bit inputs of
Схема 28 сброса, например, может быть выполнена в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, причем второй вывод резистора присоединяется к шине питания, а второй вывод конденсатора - к общей шине. Вывод сопротивления, соединенный с конденсатором, является выходом схемы 28 сброса.The reset circuit 28, for example, can be made in the form of a series-connected resistor and capacitor, the second terminal of the resistor being connected to the power bus, and the second terminal of the capacitor to the common bus. The resistance terminal connected to the capacitor is the output of the reset circuit 28.
Двоично-шестеричный счетчик 41 (фиг.3), например, содержит двоичный счетчик 59, элемент 60 И и формирователь 61 импульсов. Первый, второй и третий выходные разряды счетчика 59 являются выходом двоично-шестеричного счетчика 41. Второй и третий выходные разряды счетчика 59 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 60 И, выход которого соединен с входом формирователя 61 импульсов. Выход формирователя 61 импульсов соединен с входом сброса счетчика 59. Вход прямого счета счетчика 59 является первым входом двоично-шестеричного счетчика 41. Вход обратного счета счетчика 59 подключен к логической единице. Первый и второй разряды входа предварительной установки счетчика 59 объединены и являются вторым входом двоично-шестеричного счетчика 41. Третий и четвертый разряды входа предварительной установки счетчика 59 подключены к общей шине. Вход стробирования счетчика 59 является третьим входом двоично-шестеричного счетчика 41.The binary-hex counter 41 (FIG. 3), for example, comprises a
Цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем работает следующим образом.A digital modulator for controlling a synchronous motor operates as follows.
После включения напряжения питания схема 28 сброса формирует сигнал, который устанавливает в исходное состояние регистр 34. Этот же сигнал через элемент 25 И устанавливает в исходное состояние триггеры 11 и 12, стробирует счетчики 3, 4 и 5 и далее через инвертор 14 стробирует триггер 10. Сигнал с выхода схемы 28 сброса через элемент 27 И стробирует счетчик 6 и двоично-шестеричный счетчик 41 и далее через формирователь 24 импульсов устанавливает в исходное состояние регистр 33 и триггер 13 и далее через элемент 26 И - регистр 32. При стробировании счетчика 4 в него записывается входной сигнал, прошедший через схему 15 ограничения. Код знака этого сигнала записывается в триггер 10. В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 1 с частотой f0 проходят либо через элемент 7 ИЛИ (знак положительный), либо элемент 8 ИЛИ (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход обратного счета, либо на вход прямого счета счетчика 4. В зависимости от модуля величины N входного сигнала на выходах переноса счетчика 4 через промежуток времениAfter turning on the supply voltage, the reset circuit 28 generates a signal that registers 34. The same signal through element 25 And sets the triggers 11 and 12 to the initial state, gates the
где n - количество разрядов двоичного счетчика 4,where n is the number of bits of the
после начальной установки (стробирования) появится отрицательный импульс (фиг.4а). Этот отрицательный импульс поступает на вход установки триггера 11, на выходе которого при этом появляется сигнал высокого уровня (фиг.4б). Прямоугольные импульсы с генератора 1 поступают также на счетный вход счетчика 3. Поэтому на выходе переноса счетчика 5 через промежуток времениafter the initial installation (gating), a negative pulse will appear (Fig. 4a). This negative pulse is fed to the input of the installation of the trigger 11, the output of which at the same time a high level signal appears (fig.4b). Rectangular pulses from the
после начальной установки появляется отрицательный импульс (фиг.4 в), который, пройдя через элемент 25 И, поступает на вход сброса триггера 11 и возвращает его в исходное состояние. Отрицательный импульс с выхода 25 И стробирует счетчики 3, 4 и 5 и через инвертор 14 - триггер 10 знака, после чего процесс формирования выходных сигналов счетчиков 3 и 4 и триггера 10 повторяется. В результате на выходе триггера 11 (фиг.4б) формируется сигнал со скважностью
Одновременно с работой названных выше элементов входной сигнал, пройдя через схему 15 ограничения, поступает на вход сумматора 29 и складывается с выходным сигналом регистра 32, а сигнал, характеризующий конструктивное исполнение двигателя, поступает на вход сумматора 30 и складывается с выходным сигналом регистра 33. Величина сигнала, характеризующего конструктивное исполнение электродвигателя, может быть определена по формуле:Simultaneously with the operation of the above-mentioned elements, the input signal, passing through the limiting circuit 15, is fed to the input of the adder 29 and is added to the output signal of the register 32, and the signal characterizing the design of the engine is fed to the input of the adder 30 and added to the output signal of the register 33. The value the signal characterizing the design of the electric motor can be determined by the formula:
где k - число разрядов двоичного счетчика 6;
В то же время сигнал датчика положения ротора с шины 45 поступает на вход сумматора 31 и сравнивается с сигналом, поступающим с выхода регистра 33. В первоначальный момент времени на выходе регистров 32 и 33 и триггера 13 находится нулевой сигнал. Поэтому импульсы с генератора 2 через элемент 9 ИЛИ поступают на вход формирователя 20 импульсов. Импульсы с выхода формирователя 20 поступают на вход прямого счета счетчика 6 и входы стробирования регистров 32 и 33 и через формирователь 21 импульсов - на вход стробирования триггера 13. В результате происходит нарастание сигналов на выходе сумматоров 29 и 30 и регистров 32 и 33, причем через 2k импульсов происходит сброс выходного сигнала регистра 32 в ноль посредством сигнала, поступающего с выхода счетчика 6 через элемент 26 И. Вследствие того, что выходной сигнал регистра 33 нарастает, при определенном такте выходного сигнала генератора 2 прямоугольных импульсов на старшем (знаковом) разряде выхода сумматора 31 появляется сигнал высокого уровня, который запишется в триггер 13 и заблокирует прохождение импульсов генератора 2 через элемент 9 ИЛИ. К этому времени на выходе регистра 32 сформируется определенный цифровой код. Поскольку выходной сигнал с выхода счетчика 6 поступает также и на вход двоично-шестеричного счетчика 41, то на его выходе сформируется также определенный цифровой код, зависящий от величины сигнала датчика положения ротора. Следует отметить, что начало отсчета датчика положения ротора может осуществляться, например, от отрицательного направления оси обмотки фазы А синхронного электродвигателя (применительно к двухполюсной машине).At the same time, the signal of the rotor position sensor from the bus 45 is fed to the input of the adder 31 and compared with the signal from the output of the register 33. At the initial time, the output of the registers 32 and 33 and the trigger 13 contains a zero signal. Therefore, the pulses from the generator 2 through the element 9 OR are fed to the input of the shaper 20 pulses. The pulses from the output of the shaper 20 go to the input of the direct count of the
По сигналу с выхода элемента 25 И цифровой код с выхода регистра 32 со сдвигом на k разрядов вправо записывается в двоичный счетчик 5, на выходе переноса которого появляется отрицательный импульс через интервал времени t3 после стробирования. Этот отрицательный импульс поступает на вход установки триггера 12, на выходе которого появляется сигнал высокого уровня. По приходу на вход сброса триггера 12 отрицательного импульса с выхода элемента 25 И на выходе триггера 12 устанавливается сигнал низкого уровня. И далее процесс повторяется. В результате на прямом выходе триггера 12 формируется сигнал со скважностью (фиг.4г)According to the signal from the output of element 25 AND, the digital code from the output of register 32 with a shift by k bits to the right is recorded in binary counter 5, at the transfer output of which a negative pulse appears after a time interval t 3 after gating. This negative pulse is fed to the input of the trigger 12, the output of which appears a high level signal. Upon arrival at the reset input of the trigger 12 of a negative pulse from the output of the element 25 And at the output of the trigger 12 a low level signal is set. And then the process repeats. As a result, a signal with a duty cycle is generated at the direct output of trigger 12 (Fig. 4d)
Следует отметить, что величина t3 зависит от цифрового кода на выходе регистра 32, который в свою очередь определяется величиной N и цифровым кодом датчика положения ротора электродвигателя. На инверсном выходе триггера 12 формируется сигнал со скважностьюIt should be noted that the value of t 3 depends on the digital code at the output of the register 32, which in turn is determined by the value of N and the digital code of the position sensor of the rotor of the electric motor. A signal with a duty cycle is generated at the inverse output of trigger 12
γИ = 1 - γП. γ И = 1 - γ П.
Сигнал с выхода элемента 25 И запускает также формирователь 22 импульсов, который стробирует регистр 34. При этом на выход регистра 34 проходит сигнал с выхода двоично-шестеричного счетчика 41, который управляет дешифраторами 16, 17 и 18.The signal from the output of the element 25 And also triggers the pulse shaper 22, which gates the register 34. At the same time, the signal from the output of the binary-hex counter 41, which controls the decoders 16, 17 and 18, passes to the output of the register 34.
Процесс формирования выходных сигналов регистра 32, двоично-шестеричного счетчика 41 и регистра 34 осуществляется с частотой появления сигнала низкого уровня на выходе элемента 25 И, то есть с частотой широтно-импульсной модуляции.The process of generating the output signals of the register 32, the binary-hex counter 41 and the register 34 is carried out with the frequency of occurrence of the low level signal at the output of the element 25 And, that is, with the frequency of the pulse width modulation.
В зависимости от кодового сочетания сигналов выходов регистра 34 и сигналов с выходов триггеров 11 и 12 дешифраторы 16, 17 и 18 через элементы 35, 36, 37, 38, 39 и 40 И-НЕ подают широтно-модулированный сигнал на выходные шины 46, 47, 48, 49, 50 и 51 цифрового модулятора. Если сигналы с шин 46, 47, 48, 49, 50 и 51 подать через усилители на силовой трехфазный транзисторный мост с подключенным к нему синхронным электродвигателем, как показано, например, на фиг.5, то сформированная система напряжений заставит вращаться ротор двигателя. При определенных величинах N входного сигнала на входе цифрового модулятора и установившейся скорости вращения синхронного электродвигателя формы сигналов на выходах регистра 34 будут соответствовать чертежам, приведенным на фиг.4д, е, ж. При этом на выходных шинах 46, 47, 48, 49, 50 и 51 будут формироваться сигналы, соответствующие графикам, представленным на фиг.4з, и, к, л, м, н.Depending on the code combination of the signals of the outputs of the register 34 and the signals from the outputs of the triggers 11 and 12, the decoders 16, 17 and 18 through the elements 35, 36, 37, 38, 39 and 40 AND-NOT provide a width-modulated signal to the output buses 46, 47 , 48, 49, 50, and 51 of a digital modulator. If signals from buses 46, 47, 48, 49, 50, and 51 are fed through amplifiers to a power three-phase transistor bridge with a synchronous electric motor connected to it, as shown, for example, in Fig. 5, then the generated voltage system will cause the motor rotor to rotate. For certain values of N of the input signal at the input of the digital modulator and the steady rotation speed of the synchronous electric motor, the waveforms at the outputs of the register 34 will correspond to the drawings shown in Figs. 4e, e, g. At the same time, output signals 46, 47, 48, 49, 50, and 51 will generate signals corresponding to the graphs presented in Fig.4z, and, k, l, m, n.
Сигнал с выхода формирователя 19 импульсов используется для блокировки дешифраторов 16, 17 и 18, что позволяет организовать раздвижки фронтов при смене знака входного сигнала. Формирователь 23 импульсов необходим для синхронизации работы регистра 34 и двоично-шестеричного счетчика 41. Сигнал с шины 43 знака подается на вход предварительной установки двоично-шестеричного счетчика 41 с целью автоматической организации тормозных режимов и реверса при смене знака входного сигнала. Схема 15 ограничения предназначена для ограничения на определенном уровне входного сигнала с целью исключения возможности опрокидывания широтно-импульсной модуляции.The signal from the output of the pulse shaper 19 is used to block the decoders 16, 17 and 18, which allows you to organize the sliding front when changing the sign of the input signal. The pulse generator 23 is necessary for synchronizing the operation of the register 34 and the binary-hex counter 41. The signal from the sign bus 43 is fed to the input of the preliminary setting of the binary-hex counter 41 with the aim of automatically organizing the braking modes and reversing when the sign of the input signal is changed. The limiting circuit 15 is intended to limit at a certain level of the input signal in order to exclude the possibility of overturning pulse-width modulation.
Таким образом, предложенный цифровой модулятор позволяет регулировать скорость синхронной машины в режиме бесколлекторного двигателя постоянного тока по сигналам датчика положения ротора.Thus, the proposed digital modulator allows you to adjust the speed of the synchronous machine in the mode of a brushless DC motor according to the signals of the rotor position sensor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147369/08A RU2517423C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Digital modular for control over synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147369/08A RU2517423C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Digital modular for control over synchronous motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2517423C1 true RU2517423C1 (en) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147369/08A RU2517423C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Digital modular for control over synchronous motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517423C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714297C1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-02-14 | Борис Алексеевич Васильев | Three-phase current generator of rectangular shape with controlled frequency |
RU2774161C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Digital modulator for frequency converter |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4502024A (en) * | 1982-06-15 | 1985-02-26 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Pulse-width modulation circuit |
EP0352137A2 (en) * | 1988-07-22 | 1990-01-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse-width modulator and driving unit using the same |
US4931751A (en) * | 1989-06-02 | 1990-06-05 | Epyx, Inc. | Apparatus and method for producing pulse width modulated signals from digital information |
RU2111608C1 (en) * | 1995-05-11 | 1998-05-20 | Самарский государственный технический университет | Digital modulator of induction motor frequency changer |
RU2126198C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-02-10 | Самарский государственный технический университет | Digital modulator for changing frequency of two-phase induction motor |
RU2216850C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Digital modulator for changing induction motor frequency |
-
2012
- 2012-11-07 RU RU2012147369/08A patent/RU2517423C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4502024A (en) * | 1982-06-15 | 1985-02-26 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Pulse-width modulation circuit |
EP0352137A2 (en) * | 1988-07-22 | 1990-01-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse-width modulator and driving unit using the same |
US4931751A (en) * | 1989-06-02 | 1990-06-05 | Epyx, Inc. | Apparatus and method for producing pulse width modulated signals from digital information |
RU2111608C1 (en) * | 1995-05-11 | 1998-05-20 | Самарский государственный технический университет | Digital modulator of induction motor frequency changer |
RU2126198C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-02-10 | Самарский государственный технический университет | Digital modulator for changing frequency of two-phase induction motor |
RU2216850C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Digital modulator for changing induction motor frequency |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714297C1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-02-14 | Борис Алексеевич Васильев | Three-phase current generator of rectangular shape with controlled frequency |
RU2774161C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-06-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Digital modulator for frequency converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101834555B (en) | Rotation speed detection circuit and motor driver apparatus having the same | |
JP3325997B2 (en) | Motor control device and control method | |
KR100258434B1 (en) | Driving dircuit for a 3-phase bldc motor using 1-hall signal | |
US6891346B2 (en) | Commutation and velocity control system for a brushless DC motor | |
JPH05176587A (en) | Method and system of driving motor | |
KR910010824A (en) | Multiphase Brushless Motor Control Method without Rotor Position Sensor and Its Apparatus | |
JP2002223583A (en) | Brushless motor driving device | |
RU2517423C1 (en) | Digital modular for control over synchronous motor | |
Mihalache et al. | FPGA Implementation of BLDC Motor Driver with Hall Sensor Feedback | |
JP5650399B2 (en) | Acceleration / deceleration detection circuit | |
RU2644070C1 (en) | Digital modulator for frequency conversion | |
RU2216850C1 (en) | Digital modulator for changing induction motor frequency | |
RU2711049C1 (en) | Digital modulator to control synchronous motor | |
JP4447109B2 (en) | Brushless motor drive circuit | |
JP5954107B2 (en) | Motor control device | |
RU2762287C1 (en) | Digital modulator for frequency converter | |
JP2897210B2 (en) | Sensorless drive for brushless motor | |
RU2774161C1 (en) | Digital modulator for frequency converter | |
RU153067U1 (en) | VENT ENGINE CONTROL DEVICE | |
RU2126198C1 (en) | Digital modulator for changing frequency of two-phase induction motor | |
SU748701A1 (en) | Sensor of power-diode motor rotor position | |
RU2597513C2 (en) | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing | |
JPH05103492A (en) | Motor driving method and system | |
RU1798905C (en) | Pulse-width converter digital tracing electric drive | |
RU1818664C (en) | Thyratron motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141108 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191108 |