SU1277342A2 - Устройство дл управлени вентильным электродвигателем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 1029368. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества регулировани  в режиме позиционировани  и повышение точности останова. Указанна  цель достигаетс  тем, что дополнительно введены запоминаюший блок 9, блок 10 сравнени  и трехвходовый формирователь 11 сигнала на торможение противовключением, тинформационные входы блока 9 соединены с выходами датчика 2 положени  ротора синхронного двигател  и вторыми т-инерционными входами блока 10. Управл ющий вход блока 9 св зан с выходом формировател  8 сигнала на останов, первым входом формировател  11 и управл юш.им входом блока 10. Первые информационные твходы блока 10 соединены с т-выходами блока 9. Второй вход формировател  11 подключен к входу логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий вход - к выходу датчика 7 направлени  вращени . Выход формировател  11 соединен со вторым входом блока 3 формировани  сигналов правого и левого направлени  вращени , первый вход к-рого подключен к выходу блока 10. При отклонении положени  ротора от положени , запомненного в блоке 9 iO в момент останова, в вентильном электродвигателе организуетс  двигательный режим (Л в направлении, противоположном приложенному внешнему воздействию. При положении ротора, совпадающим с запомненным положением, вентильный электродвигатель отключаетс  от источника питани . 5 ил. ьо 00 4: ts2

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к электроприводу с вентильным электродвигателем, и может быть использовано в системах позиционного привода и приводах робототехники.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества регулировани  в режике позиционировани  и повышение надежности останова .

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства дл  управлени  вентильным электродвигателем; на фиг. 2 - принципиальна  схема трехвходового формировател  управл юш,его сигнала на останов; на фиг. 3 - принципиальна  схема запоминающего блока; на фиг. 4 - принципиальна  схема блока сравнени ; па фиг. 5 - временные диаграммь, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  управлени  вентильным электродвигателем (фиг. I) содержит преобразователь 1 частоты, цепи управлени  ключей которого св заны с выходом т-канального датчика 2 положени  ротора через управл емый блок 3 формировани  сигналов правого и левого направлени  вращени , первый управл ющий вход которого св зан с выходом логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, задатчик 5 направлени , триггер 6 команд «Пуск и «Стоп, датчик 7 направлени  вращени , включенный между выходом ш-канального датчика 2 положени  ротора и первым входом трехвходового формировател  8 управл юилего 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 формировател  8 управл ющего сигнала на останов св зан с вторым управл ющим входом управл емого блока 3 формировани  сигналов правого и левого направлени  врапаени , запоминающий блок 9 т-информационных входа которого подключены к соответствующим выходам т-канальпого датчика 2 положени  ротора и соединены с вторыми т-ипформационными входами блока 10 сравнени , а управл ющий вход запоминающего блока 9 подключен к выходу трехвходового формировател  8 управл ющего сигнала на останов и соединен с первым входом формировател  11 сигнала на торможение противовключением, второй вход которого подключен к выходу логической схемы 4, и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход подключен к выходу датчика 7 направлени  врац;ени , а выход соединен с вторым входом управл емого блока 3 формировани  сигналов правого и левого направлени  вращени , первый вход которого подключен к выходу блока И) сравнени , первые т-информационных входа которого подключены к т-выходам запоминающего

блока 9, а управл ющий вход соединен с выходом трехвходового формировател  8 управл ющего сигнала на останов.

Формирователь 1 I сигнала на торможение противовключением содержит логическую схему 12 2-Й-НЕ, логическую схему 13 2-ИЛИ и логическую схему 14 2-И-НЕ. Выходы 15 и 16 логических схем 12 и 13 подключены к входам 17 и 18 логической схемы 14, выход 19 которого  вл етс  выходом 20 формировател  11 сигнала на торможение противовключением, первым входом 21 которого  вл ютс  соединенные между собой первые входы 22 и 23 логических с.хем 12 и 13, вторым входом 24 - второй вход 25 логической схемы 12, а третьим входом 26 - второй вход 27 логической схемы 13.

Трехвходовой фо)мирователь 8 (фиг. 2) управл ющего сигнала па останов содержит логическую схему 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

0 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 пул  /.5-триггера 30, выход 33 которого  вл етс  выходом 34 указанного

формировател  8, первым 35 и вторым 36 входами которого  вл ютс  соответственно первый 37 и второй 38 входы логической схемы 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третьим 39 - вход 40 «Установка единицы / 5-триггера 30, объединенный с вторым входом 41 логической схемы 29 2-ИЛИ-НЕ, Запоминающий блок 42 (фиг. 3) содержит три D-триггера 43-45, информационные входы 46-48 которых образуют трехканальный информационный вход 49 указанного

r блока, тактирующие входы D-триггеров 43- 45 объединены и образуют управл ющий вход 50 блока 42. Выходы 51-53 D-триггеров 43-45 образуют трехкапальный выход 54 блока 42 пам ти.

Блок 10 сравнени  (фиг. 4) содержит

0 три логические схемы 55-57 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и логическую схему 58 4-И Л И. Выходы логических схем 55-57 подключены к первым трем входам логической схемы 58, выход которой  вл етс  выходом 59 блока 10 сравнени . Первые входы 60-62 ло гических схем 55-57  вл ютс  первым трехкапальпым информационны.м входом 63 блока 10 сравнени . Вторые входы 64-66 логических схем 55-57  вл ютс  вторым трехкапальным информационным входом 67 блока

Q 10 сравнени . Четвертый вход логической схемы 57 4-ИЛИ  вл етс  управл ющим входом 68 блока 10 сравнени .

Устройство дл  управлени  вентильным электродвигателем работает следующим образом .

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

третий вход трехвходового формировател  8 управл ющего сигнала на останов, он устанавливает на его выходе 34 также сигнал логической «1. Этот сигнал, поступа  на управл юплий вход 21 формировател  11 сигнала на торможение противовключением, разрешает прохождение сигнала по входу 24 с выхода 18 логической схемы 4 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на выход 20 и первый управл ющий вход блока 3 формировани  сигналов правого и левого направлени  вращени  без изменени . Сигнал с выхода 34 формировател  8, поступа  на управл ющий вход 68 блока 10 сравнени , устанавливает на его выходе 59 сигнал логической «1, который, поступа  на второй управл ющий вход блока 3, разрешает его работу. В зависимости от уровн  логического сигнала на первом управл ющем входе блок 3 формирует управл ющие сигналы на вращение вправо и влево. Управл ющий сигнал о направлении вращени  задаетс  на выходе задатчика 5 направлени  вращени . Таким образом, в режиме «Пуск формирователь 11, запоминающий блок 9 и блок 10 сравнени  не вли ют на работу устройства и оно функционирует в этом режиме как известное.

Предположим, что на интервале времени (фиг. 5) вентильный электродвигатель вращаетс  в режиме «Пуск, например , влево (t/s). В момент времени /г в устройство поступает сигнал «Стоп, что приводит к исчезновению сигнала Uf, уровн  логической «1 на выходе триггера 6 команд «Пуск и «Стоп. Управл емый блок 3 формирует сигналы дл  вращени  вправо, поскольку на его первом управл ющем входе изменилс  управл ющий сигнал f/so с уровн  логического «О на уровень логической «1, а на втором управл ющем входе уровень сигнала f/sg не изменилс . Вентильный электродвигатель переводитс  в режим противовключени  и, продолжа  вращатьс  влево, эффективно тормозитс  на интервале времени tz-/з. В момент времени /3 вентильный электродвигатель останавливаетс  и начинает движение в противоположную сторону (вправо). До момента времени /4 на выходах 51-53 t/si - /53 запоминающего блока 9 логические уровни сигналов могут быть произвольны, например все уровни логического «О. В момент времени t датчик 7 фиксирует изменение направлени  вращени  вентильного электродвигател  и на его выходе по вл етс  сигнал t/26, Ui,s уровн  логической «1. Это происходит в момент первой после реверса смены информации в каналах датчика 2 положени  ротора. При этом на входах 35 и 36 трехвходового формировател  8 управл ющего сигнала на останов присутствуют сигналы уровн  логической «1, а на третьем входе и выходе 34 присутствует сигнал L34 уровн  логического «О. В момент времени /4 срезом сигнала с выхода 34 блока 8, который поступает на управл ющий вход 50 запоминающего блока 9, происходит запись информации о положении ротора вентильного электродвигател  в момент выдачи блоком 8 управл ющего сигнала на останов. С момента времени i сигналы (768 и 21 уровн  логического «О устанавливаютс  на управл ющих входах 68 и 21 блока 10 сравнени  и формировател  11 сигнала на торможение противовключением . В блоке 10 сравнени  происходит сравнение текущего положени  ротора (сигналы UM-t/ee) с тем положением , которое было зафиксировано в запоминающем блоке 9 в момент останова (сигналы U60-U&2, момент времени 4)- При совпадении текущего и запомненного положений ротора блок 10 выдает сигнал уровн  логического «О, который, поступа  на второй вход управл ющего блока 3, отключает вентильный электродвигатель от источника питани . При несовпадении текущего и запомненного положений ротора блок 10 выдает сигнал (/БЭ уровн  логической «1, который, поступа  на второй вход управл емого блока 3, вызывает в нем формирование управл ющих сигналов на вращение в,том или другом направлении.

На интервале времени вентильный электродвигатель вращаетс  влево, при этом на первом управл ющем входе блока 3 при0 сутствует сигнал уровн  логического «О. И датчик 7 направлени  вращени  формирует на своем выходе сигнал (Уз5 того же логического уровн . С момента времени /4 информаци  с выхода датчика 7 положени  ротора, однажды инвертиру сь в формирователе 11 (логическа  схема 12 2-И-НЕ), поступает на выход 20 и первый вход управл емого блока 3. Таким образом, вращение ротора вентильного электродвигател  в каком-либо направлении после ос0 танова под действием измен ющегос  момента нагрузки приводит к по влению такого логического сигнала на первом входе управл емого блока 3, который вызывает формирование блоком 3 управл ющих сигналов на вращение в направлении, противоположном тому, в каком вращаетс  вентильный электродвигатель под действием измен ющегос  момента нагрузки на его валу. Пусть ротор вентильного электродвигатап , продолжа  вращатьс  на выбеге

Q вправо, на интервале времени /4-/з проходит зону согласованного положени . В момент времени (s в блоке 10 сравнени  формируетс  сигнал уровн  логической «1 ((/ээ), который, поступа  с выхода 59 блока 10 сравнени  на второй вход управ5 л емого блока 3, разрешает его работу. На первый вход управл емого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровн  логической «1 с выхода датчика 7 направлени  вращени  о вращении вправо. Управл емый блок 3 формирует управл ющ,ие сигналы на вращение влево. Вентильный электродвигатель с момента времени /5 до /6 находитс  в режиме торможени  противовключением , в момент времени ta --- останавливаетс  и на интервале времени /е- /7 начинает вращатьс  влево. В момент времени tj ротор вентильного электродвигател  попадает в согласованное положение, блок 10 сравнени  со своего выхода 59 выдает сигнал уровн  логического «О, который, поступа  на второй вход блока 3, запрещает его работу. Вентильный электродвигатель отключаетс  от источника питани . На интервале времени /7-/в ротор вентильного электродвигател  вранлаетс  влево в согласованной зоне и на выбеге останавливаетс .

Пусть под действием изменившегос  момента нагрузки на валу вентильного электродвигател  нроисходит его движение влево на интервале времени На интервале времени /8-/э ротор приходит в согласованное положение. В момент времени /9 блоке 10 сравнени  формируетс  сигнал уровн  логической «1, который, поступа  с выхода 59 блока 10 сравнени  на второй вход унравл емого блока 3, разреи ает его работу. На первый вход унравл емого блока 3 поступает инвертированный сигнал уровн  логического «О с выхода датчика 7 нанравлени  вращени  о вращении влево. Управл емый блок формирует управ.1 юп1ие сигналы на вранц ние вправо. Вентильный электродвигатель на интервале времени находитс  в режиме торможени  противовключением , в момент времени /ю останавливаетс  и на интервале времени t o-/11 начинает вращатьс  вправо. В момент времени t ротор вентильного электродвигател  попадает в согласованное положение , блок 10 сравнени  на своем выходе 59 формирует сигнал уровн  логического «О, который, поступа  на второй вход управл емого блока 3, запрещает его работу. Вентильный электродвигатель отключаетс  от источника питани . На интервале времени ротор вращаетс  вправо в согласованной зоне и на выбеге останавливаетс .

Нри останове вентил1 ного э.лектродвигател , вращающегос  вправо, процессы в предлагаемом устройстве протекают аналогично.

Таким образом, вс кий раз прп откло ении положени  ротора от положени , запомненного в блоке 9 в момент останова, вентильному электродвигателю организуетс  двигательный режим в направлении, противоположном приложенному воздействию . При положении ротора, совнадающе 1 с запомненным положением, вентильный э.(ектродвигатель отключаетс  от источника питани . Тем самы.м улучп1аетс  качество регулировани  в режиме нозиционировани  и повьинаетс  надежность останова.

Формула и.юбрвтени 

Устройство дл  управлени  вентильным алсктродвигателс.м по авт. св. До 1029368. отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества регулировани  в режиме позицио11нровани  и новьинепи  надежности останова , в него донолнитольно введены заномипаюн|ий блок, бло- сравнени  и трехг ,хо;10вой формирователь сигнала на торможение 11ротивовк;1ючением, при этом запоминаю дий блок т-информационными входами подключен к соответствующим выходам 7-канального датчика положени  ротора и соединен со вторыми т-информацион1п 1ми входами блока сравнени , а управ .-  ющий вход запоминаюп1.его блока подключен к выходу трехвходового формировател  унравл юп1.его сигнала на останов и соединен с первым входом формировател  сигпала на торможение противовключепием , второй вход которого подключен к входу логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 1Л1-1, третий вход формировател  управл ющего сигнала на останов подключен к выходу датчика направлени  вра1цени , а выход указанного формировател  соединен с вторым входом управ.п емого блока формировани  сигналов правого и левог-о направлени  вра1цени , первый вход которого подключен к 1 ьгходу блока сравнени , первые т-информациопные входы которого подключены к ш1  1ходам заг10.1инаю1це1о блока, а чправл юП1ий вход блока сравнени  соединен с выходом трехвходового формир01 ате;1  управ:1 ющего сигпала на остапов.

э

у иг..

.2

Claims (1)

1. Формула изооретения

   Устройство для управления вентильным электродвигателем по авт. св. № 1029368. отличающееся тем, что, с целью улучшения 20 качества регулирования в режиме позиционирования и повышения надежности останова, в него дополнительно введены запоминающий блок, блок сравнения и трехвходовой формирователь сигнала на торможение противовключением, при этом запо²⁵ минающий блок m-информационными входами подключен к соответствующим выходам ш-канального датчика положения ротора и соединен со вторыми т-информационными входами блока сравнения, а управляющий вход запоминающего блока подключен к выходу трехвходового формирователя управляющего сигнала на останов и соединен с первым входом формирователя сигнала на торможение противовключением, второй вход которого подключен к 35 входу логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход формирователя управляющего сигнала на останов подключен к выходу датчика направления вращения, а выход указанного формирователя соединен с вторым входом управляемого блока формирования 40 сигналов правого и левого направления вращения, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, первые т-информационные входы которого подключены к швыходам запоминающего блока, а управляющий вход блока сравнения соединен с выходом трехвходового формирователя управляющего сигнала на останов.