SU1022277A1 - Устройство дл определени направлени вращени вентильного электродвигател - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЬНСГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее многоеходдаой логический сумматор, и первую группу D -триггеров в количестве, равнпл числу Ш каналов датчика положени  ротора вентильного электродвигател , в каждом п- М В -триггере информаанонный и тактируемый -входы подключены к пр мым выходам п -го и (П+1)-го каналов датчика пс ожени  ротора соответственно, один из выходов каждого Р -триггера подключен к соответствук цему входу логического сумматора , выход которого  вл етс  выходом устройства, о т л и ч а ю ш е е с   тем, что, с целью повышени  точности за счет устранени  неоднозначности выходной характеристики, 6 него дополнительно введены на каждый D-триггер две логические схемы совпадени , а каждый канал датчика положени  ротора выполнен с инверсным выходом, к входу Установка нул  И -го D -триггера подключен выход первой логической схемы совпадени , первый вход которой св зан с инверсным выходом другого D -триггера , а тугорой вход подключен к выходу второй логической схемы совпадени , первый вход которой подключен к пр мому выходу собственного D -триггера, а второй вход - к инверсному выходу

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводу, и может быть использовано дл  получени  информации о направлении времени вентил ного электродвигател  и в устройствах дл  заишты электродвигателей от неправильного направлени  вращени . Известно устройство дн  определени  направлени  вращени , выполненное на базе вентильного электродвигател . Оно содержит в общем случае синхронную машину , m - ;екционна  обмотка которой под ключена к коммутатору на m -транзисторах , каждый из которых включен в диагональ выпр мительного моста. Транзис- торы коммутатора управл ютс  от чувствительных элементов датчика положени  ротора i. Недостатком такого устройства  вл етс  его сложность, вызванна  необходи- мостью введени  в его функциональную схему или си нхронной машины, или дополнительной обмотки в синхронную машину вентильного электродвигател . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  направлени  вращени  вентильного электродвигател , содержащее первую группу П -три геров, в количестверавном числу m каналов датчика положени  ротора вентильного электродвигател , выходы D -триггеров подключены к входам первого логического сумматора, в каждом Р -триггере информационный вход подключен к пр мому выходу одноименного П -го канала датчика положени  ротора, а входы Тактируемый и Установка нул  подключены к пр мым выходам следующих по направлению вращени  (п+1)-го и )-го канала датчика положени  ротом соответственно 121. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что лишь в одном случае при смене информаци  на выходе логичес кого сумматора с нулевого сигнала на единичный сигнал ошибки о не превыша ет разрешающей способности датчика положени  ротора (o Otnif) При смене информации на выходе логического суммато ра с единичного сигнала на нулевой сигнал ошибки возрастает в три раза((|| Дл  режимов реверса сигнал ошибки не превышает удвоенной величины разрещакнцей способности датчика положени  ро Topa(S 2Sni4n)- Таким образом, ыедостаткюд известно го устррйства  вл етс  низка  точность, вызванна  неоднозначностью выходной ха рактеристики при различных реально существующих режимах работы. Цель изобретени  - повышение точности за счет устране1т  неоднозначности выходной характеристики. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  направлени  вращени  вентильного электродвигател , содержащее многовходовой логический сумматор и первую группу D -тригеров в количестве, равном числу т каналов датчика положени  ротора вентильного электродвигател , в каждом Г) -м D-триггере информационный и тактируемый входы подключены к пр мым выходам -го и (п + 1)-го каналов датчика положени  ротора соответственно, один из выходов каждого Т) -триггера подключен к соответствующему входу логического сумматора, выход которого  вл етс  выходом устройства, дополнительно введены на каждый D -триггер две логические схемы совпадение), а каждый канал датчика положени  ротора выполнен с инверсным входом, к входу Установка нул  п -го Б -триггера подключен выход первой логической схемы совпадени , первый вход которой св зан с инверсным выходом другого D -триггера, а второй вход пошслючен к выходу второй логической схемы совпадени , первый вход которой подключен к пр мому выходу собственного D-триггера, а второй вход - к инверсному выходу (И+1)-го канала датчика положени  ротора. Кроме того, первый вход первой логи-, ческой схемы совпадени  П -го О -триггера подключен к инверсному выходу (П+1) -го D -триггера. Устройство Дополнительно снабжено второй группой из ГП D-триггерЬв и на каждый из указанных D -триггеров двум  логическими схемами совпадени , а логический сумматор снабжен дополнительными m входами, в каждом ri -м О-триггере второй группы информационный вход подключен к пр мому выходу П-го канала датчика положени  ротора, тактируемый вход - к инверсному выходу Ш-1 )-го канала датчика положени  ротора, а вход Установка нул  - к выходу первой дополнительной логической схемы совпадени , первый вход котороВ подключен к инверсному выходу П -го D-триггера первой группы, а вторсй вход к выходу второй дополнительной логической схемы совпадени , первый вход которой подключен к пр мому выходу собственного D -триггера, а второй вход - к пр мому выходу (H-l )-го канала датчика положени  ротора, один из вы . ходов каждого О -триггера второй группы подключен к соответствукшему дополнительному кзюцу логического сумматора, а первый вход первой логической схемы совпадени  п -го Б -триггера первой группы подключен к инверсному выходу (H + l)-roD -триггера группы.

На фиг. 1 изображена схема устрЫ1ства с одной группой D -триггеров; на фиг.2 эпюры напр жений устройства, представ ленного на фиг. 1; на фиг. 3 - схема устройства с двум  группами D -триггеров; на фиг 4 - напр жений устройства , представленного на фиг. 3.

Устройство дл  определени  направлени  вращени  вентильного электродвигател  (фиг. 1) содержит многовходовой погический сумматор 1 и первую группу D-триггеров 2-5 в количестве (четыре) равном числу каналов датчика 6 положени  ротора вентильного электродвигател  в каждом D -тртггере 2 (3-5), информапионный и тактируемый входы подключены к пр мым выходам одноименного 7 (8-1О) и следующего по направлению вращени  (8-10 и 7) каналам датчик положени  роторе соответственно, один из выходов, например пр мой, каждого D-триггера подключен к соответствующему входу логического сумматора 1, выход которого  вл етс  выходом устройства . Каждый D -триггер 2 (3-5) снабжен двум  логическими схемами совпадени  11 и 12 (13 и 14; 15 и 16; 17 и 18), к выходу Установка нул  D-триггера 2 (3-5) подключен выход первой логической схемы совпадени  12 (14, 16 и 18), вход котсч5ой св эан с инверсным выходом D -триггера 3 (4, 5 и 2), а второй вход подключен к выходу второй логическЫ) схемы совпадени  11 (13, 15 и 17), первый вход которой подключен к пр мому выходу собственного D-триггера 2 (3-5), а вторЫ вход - к инверсному выходу канала 8 (9, 1О и 7) датчика положени  ротора.

Устройство дл  определени  направлени  вращени  (фиг. 3), кроме того, содержит вторую группу из четырех D -триггеров 19-22 и на каждый D-триггер 19 (2О-22) по две логические схемы совпадени  23 и 24 (25 и 26; 27 и 28; 29 и ЗО), в каждом D -триггере 19 () группы информационный вход подключен к пр мому выходу одноименного канала 7 (8-1О) датчика

6 положени  ротора, тактируемый вход к инверсному выходу канала 1О (7-9) датчика положени  ротора, а -вход Установка нул  - к выходу первой дополнительной логической схемы совпадени  24 (26, 28 и 30), первый вход которой подключен к инверсному выходу D -триггера 2 (3-5) основной группы, а второй вход к выходу второй дополнительной логической схемы совпадени  23 (25-27), первый вход которой подключен к пр мому выходу собственного 13 -триггера 19 (2О-22), а второй вход - к пр мому выходу кан-ала 1О (7-9) датчика 6 положени  ротора, один из выходов, например инверсный, каждого) -триггера вторЫ группы подключен к соответствук иему входу логического сумматс а 1, а первый вход логической схемы совпадени  12 (14, 16 и 18) подключен к инверсному выходу D -триггера 2О (21, 22 и 19) второй группы.

Устройство дл  определени  направлени  вращени  вентильного электродвигател  работает следующим образом.

Лл  примера рассмотрим работу устройства (фиг. 1), определ кжцего направление вращени  вентильного электродвигател  с четырехканальным датчиком положени  ротора, вырабатывающим сигналы длительностью iC, смещенные на угол It / 2.

При направлении вращени  вентильного электродвигател , например, вправо, на интервале времени t ... i з (Фиг. 2) датчик 6 положени  ротора вырабатывает такую последовательность импульсов {J-j-U jj,npH которой происходит по вление положительных импульсовЦ- U поочередно на BcexD -триггерах 2-5. Так, например, в момент времени Ij ов действием положительного фронта сигнала lift канала 9 датчика 6 положени  ротора на выходе D -триггера 3 устанавливаетс  положительный потенциал, так как на его информационном входе имел место положительный потенш1ал с канала 8 датчика 6 положени  ротора, а на вход Установка нул  -триггера 3 подаетс  уровень логического нул  ((/« выхода логической схемы 14. По вление логическсЛ единицы на выходе ТЭ -триггера 3 вызывает переключение логического элемента 12 - на его выходе устанавливаетс  уровень логической единицы (Uj,). Это приводит к установке на выходе D -триггера 2 уровн  логического нул . С приходдал очередного положительного фронта одного из сигналов датчика положени  ро тора аналогично происходит переключение двух следующих D -триггеров. На логическом сумматоре 1 происходит суммирование всех сигналов с D -триггеров 2-5 {U). При изменении направлени  вращени  в м(1ент времени Ь измен етс  пор док следовани  импульсов с датчика 6 положени  ротора. На выходах всех 1)триггеров должны по витьс  , соответствующие логическ му1у нулю. Рассмотрим как это происходит на примере 1) -триггера 5. В момент t на инверсном выходе канала 7 датчика 6 по ложени  ротора по вл етс  уровень логической единицы. Так как на выходе Р-триггера 5 имеет место тоже логическа  единица, то логический элемент 17 переключи тс  и на его выходе будет иметь место сигнал U t, соотъетсгвуюший логическому нулю. Этот сигнал, инвертиру сь в логическом элементе 18 (Uia) перевода т D -триггер 5 в нулевое состо ние. По вление единицы на других D-триггерах не произойдет, так как в момент прихода на тактирующий вход полспкительного фронта на информационном входе каждого D -триггера уже имеет место уровень логического нул . В момент времени Ь логический сумматор переключитс  и на его выходе устано витс  уровень логического нул , свиде тельст ющий об изменении направлени  вращени  вентильного электродвигател . Переключение произойдет с минимальной возможной задержкой 6 S щ, {8 it/2 дл  такого типа датчика положени  ротора При переводе вентильного электродвигател  снова на вращение вправо в момент времени ij первый же положитель ный фронт импульса, , канала 8 в момент времени t. переключит D.-триггер 2 в состо ние логической еди ницы, так как на информационном входе этого D -триггера имеет место уровень логической единицы с канала 7 датчика положени  ротора. D -триггер 2 переклк читс  в состо ние логического нул  с по влением логической единицы на выходе D -триггера 3. Даже при вращении вправо работа D -триггеров будет происходить аналогично описанному выше алгоритму, В момент времени ii/ погический сумматор 1 переключитс  в состо ние логической единицы, что свидетельствует о правом направлении враЩени  вентильного электродвигател . Произойдет это с минимально возможной зв держкой 52 - 6 S Tiirn- /2 В момент времени i у вентильный электродвигатель изменит направление вращени  и будет вращатьс  влево. Переклю«ieHHe логического сумматора произойдет в момент времени fcg аналогично описанному выше моменту времени Ь-; 3 с запаздыванием 5з- . Описанный выще пример выполнени  устрсЛства дл  определени  направлени  вращени  вентильного электродвигател  вырабатывает информацию с однозначной и минимально возможной задержкой, не превышак ией разрешающую способность используемого типа датчика положени  ротора, т.е. датчика, у которого изменение нап1}авлени  вращени , как в одну, так и в другую сторону происходит при одном и том же сочетании сигналов в каналах. На фиг. 3 представлено устройство дл  определени  направлени  вращени , обеспечивающее минимально возможную однозначную погрешность при неоднозначном сочетании сигналов в каналах датчика положени  ротора в момент реверса. Датчик вырабатывает сигналы длительностью S у4, смещенные друг относительно друга на |с /2. Работает он следующим образом. Пусть вентильный электродвигатель вращаетс  вправо на интервале времени {,,, t 3 (фиг. 4). При этом датчик 6 положени  ротора вырабатывает такую последовательность импульсов U - и 4о,при которой происходит по вление положительных импульсов U,j- Ug и ll|( - и редно на всех D -тригге рах 2-5 и 1922 . Например, в момент времени i. под дейстшем положительного фронта сигнала канала 9 датчика 6 положени  ротора на выходе D -триггера 3 имеет место сигнал , соответствующий логической единице, так как на его информационном входе имел Место сигнал с канала 8 датчика 6, а на вход Установка нул  Р-триг гера 3 подаетс  уровень логического нул  с выхода логической схемы 14. По вление логической единицы на выходе D-триггера 3 вызывает переключение логического элемента 26, на его выходе устанавливаетс  уровень логической единицы . Это приводит к установке на выходе D -триггера 2О уровн  логического нул . Работа устройства, изображенного на фиг. 3, отличаетс  от работы устрой;сгва , изображенного на фиг. 1, тем, что переключение D -триггеров второй группы 19-22 происходит по положительному фронту соответствующего инвертированного сигнала датчика 6 положени  роторю, или, что тоже самое, по отрицательному фронту соответствующего пр мого сигнала датчика 6 положени  ротора. На интервале времени i..,.,ib логический сумматор 1 суммирует сигаалы, соответствующие логическим едиаиоам с ыдходов всех D -триггеров, и папученн.а  ннформеди  свидетельствует об определенном направлении вращени  вентильного электродвигател . В момент времени пртмом выходе канала 10 датчика положени  ротора по вл етс  уровень лсгической едини- цы. Так как на выходе 17 -триггера 19 также имеет место уровень логической единицы, то логический элемент 23 переключитс  в состо ние, соответствующее логическому нулю. Этот сигнал инвертируетс  в логическо)м элементе 2-4, Под действием его D-триггера 19 перей дет в состо ние, соответствукшее логи-. ческому нулю. По Ёлесше сигнала логиче ка  единица на других I) -триггерах не произойдет, так как в маие т прихода положительного ттв ва тактирук пий вход на информационном входе каждого из них имеет место сигнал, соответствук пий логическому . В момент времени 1 логический сумматор переклк чнтс  и нд его . выходе установитс  уровень логического нул , свидетельству ющий об изменении направлени  t вращени . 10 78 После реверсивровани  вентильного электродвигател  в момент времени tj, первое же по вление положительного ронта в,данном случае сигнала канала 9 датчика 6 вызовет по вление сигнала, соответствун дего логической единице, на выходе соответствующего О -триггера.. Это приведет к по влению в момент времени Т на выходе логического сумматонра 1 сигнала, соответствующего лог чес;кой единице, соответствующего правому направлению вращени  вентильного элек:тродвигател . Переключение D -триггеров в моменты tg и дпосле реверсировани  :вентильного электродкггател  соответст-венно в моменты времени t, и /(.в происходит описанным выше способом. При этом задержка & срабатывании устройства дл  {шределени  направлени  вращени  .минимально возможна  и в каждом случае не превышает величины разрешающей способности датчика 6 положени  ротора, т.е. S Sf S- &4 6mih /4 Использование изобрет 1и  позволит повысить точность определени  направлени  вращенв  до величины разрешающей способности используемого в вентильном электроД1 гателе датчике положени  роте за счет устранени  -li неоднозначности выходной характеристики. Это даст возможность реализовать, на базе ве тиль ,ных электроДН1гателей различные системы регулирдаани  приводов робототехни .ки, позиционных приводов поы 1шенной точности.

Фиг.1

Фиг.З

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее многовходовой логический . сумматор, и первую группу D -триггеров в количестве, равном числу Ш каналов датчика положения ротора вентильного электродвигателя, в каждом Π- Μ D -триггере информационный и тактируемый входы подключены к прямым выходам η -го и (П+1)-го каналов датчика положения ротора соответственно, один из выходов каждого D -триггера подключен к соответствующему входу логического сумматора, выход которого является выходом устройства, о г л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения неоднозначности выходной характеристики, 6 него дополнительно введены на каждый Ό -триггер две логические схемы совпадения, а каждый канал датчика положения ротора выполнен с инверсным выходом, к входу .('Установка нуля' И -гоD -триггера подключен выход первой логической схемы совпадения, первый вход которой связан с инверсным выходом другого D -триггера, а гторой вход подключен к выходу второй логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к прямому 'Выходу собственного D —триггера, а второй вход - к инверсному выходу (п+1)-го канала датчика положения ротора.

2. Устройство по π. 1, о т л и чего ш е е с я тем, что первый вход первой логической схемы совпадений П -го D-триггера подключен к инверсному выходу (n+l)-ro D -триггера.

3. Устройство по п. ^отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено второй группой из Ш D -триггеров и на каждый из указанных D -триггеров двумя логическими схемами совпадения, а логический сумматор снабжен s дополнительными щ входами, в каждом ® П-М D -триггере второй группы информационный вход подключен к прямому вы Ходу η ~го канала датчика положения ротора, тактируемый вход - к инверсному выходу (n-l)-ro канала датчика положения ротора, а вход 'Установка нуля' - к выходу первой дополнительной логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к инверсному выходу η -го D-триггера первой группы, а второй вход к выходу второй дополнительной логической схемы совпадения, первый вход которой подключен к прямому выходу собственного D -триггера, а второй вход - к. прямому выходу (n-l)-ro канала датчика положения ротора, один из выходЬв каждого D -триггера второй группы подключен к соответствующему дополнительному ₍ входу логического сумматора, а первый вход ‘первой логической схемы совпадения h -го D-триггера первой группы подключен к инверсному выходу (П+1)-го, Ώ-тригге,ра второй группы.

SU ...,1022277 . 1