SU1327806A3

SU1327806A3 - Асинхронный электропривод

Info

Publication number: SU1327806A3
Application number: SU813348146A
Authority: SU
Inventors: Кавада Сигеки; Исида Хироси
Original assignee: Фудзицу Фанук Лимитед (Фирма)
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1987-07-30
Also published as: EP0051478B1; US5334924A; EP0051478A3; JPS5778388A; EP0051478A2

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Целью изобретени вл етс упрощение. Указанна цель достигаетс тем, что цифрорешающее устройство выполнено на микропроцессоре 11 и составлено из блока 12 обработ W ки информации, блока 13 задани программы управлени , блока 14 заданий функций вида S f(V), (4;) , (I) и sin6, где S - частота скольжени ; Т - момент; ц - угол; I - ток; 9 - угол поворота. Кроме того, в электропривод введены блок 5 учетверени импульсов датчика 3 положени , логические элементы И 15,16, НЕ 20, ИЛИ 17, 18,19, блок 22 определени скорости, блок 23 определени скольжени , блоки 24, 25 суммировани , блок 26 задани амплитуды тока, цифроаналого- вые преобразователи 27,, В электроприводе обеспечиваютс все преимущества цифровой системы управлени с одновременным использованием аналоговых способов управлени . 4 ил. I О) с со го 00 о ot ы риг. 1

Description

Изобретение относитс к электротехнике , конкретно к системам регулировани .асинхронного,двигател ,

Цель изобретени упрощение за счет снижени требований к счетно-решающему устройству путем уменьшени разр дности цифровой части системы управлени .

На фиг. 1 представлена блок-схема асинхронного электропривода; на фиг. 2 - функции кривых, хранимых в пам ти блок-схемы асинхронного электропривода; на фиг. 3 - блок-схема преобразовател дл питани трехфазного асинхронного двигател ; на фиг. 4 - формы сигналов дл описани широтно-импульсной модул ции.

Асинхронный электропривод содержит асинхронный двигатель 1 (фиг. 1) подключенный к преобразователю 2, импульсный датчик 3 положени с двум последовательност ми импульсов на выходе, систему управлени р составленную из двух частей, одна из которых выполнена на аналоговых блоках, а друга - на базе цифрового решающего устройства, при этом в первую часть входит импульсно-аналоговый преобразователь 4, входы которого св заны с импульсным датчиком 3 поло жени через блок 5 учетверени импульсов датчика положени , а выход подключен к первому входу блока б сравнени , второй вход которого соединен с блоком задани частоты вращени , а выход через пропорционально-интегральный регул тор 7 подключен к блоку 8 определени абсолютного значени сигнала и к блоку 9 определени пол рности, выход блока 8 подключен к входу аналого-импульсного преобразовател 10. Цифрорешающее устройство выполнено на микропроцессоре 11, составленном из блока 12 . обработки информации, блок а 13 задани программы управлени , блока 14 задани .функций вида S f(V), Т((;), (I) и sin9. Кроме того, схема управлени электроприводом содержит два логических элемента И 15 и 6, три логических элемента И.ПИ 17,18 и 19, логический элемент НЕ 20, блок 21 вычислени момента, блок 22 определени скорости, блок 23 определени скольжени , два блока 24 и 25 суммировани , блок 26 задани амплитуды тока, цифроаналоговые преобразователи 27, 28 и 29, причем в цифровой части сиетемы управлени блоки обработки информации 12, задани программы управлени 13( задани функций 14, вычислени моментов 21, определени - скорости 22, определени скольжени 23, суммировани 2А и 25, задани ам- штитуды тока 26 и цифроаналоговые преобразователи 27518 и 29 соединены

между собой общей шиной 30 данных, Вторые входы цифроаналоговых преобразователей 27,28 и 29 соединены с выходом блока 26 задани амплитуды тока, а их выходы вл ютс выходами

цифровой части системы управлени . Выход определени направлени вращени блока 5 учетверени импульсов датчика 3 положени подключен к общей шине данных, а выходы Вперед

и Назад этого блока подключены к первому логическому элементу ИЛИ 17, выход Вперед подключен к входу второго элемента ИЛИ 18, а Назад - к входу третьего элемента ИЛИ 19,

выход первого логического элемента ИЛИ 17 соединен с входом блока 22 определени скорости, выход аналого- импульсного преобразовател 10 под- , ключен к входам блоков вычислени момента 21, определени скольжени 23, выход последнего соединен с первыми входами двух элементов И 15 и 16, второй вход первого элемента И 15,

а. также второй вход второго элемента

И 16 через логический элемент НЕ 20 соединены с выходом PL блока 9 определени пол рности и с общей шиной данных, выходы первого и второго элементов И 15 и 16 соединены с другими

входами второго и третьего элементов ИЛИ 18 и 19., выходы которых подключены соответственно к первому и второму блокам 24 И 25 суммировани . К входу управлени преобразователем

2 подключен генератор 31 пилообразного напр жени .

Зависимость скольжени S от частоты вращени V; момента Т от угла if ; момента от тока I и гармонические

функции угла поворота sin б (фиг. 2) заданы в блоке 14 микропроцессора.

Схема преобразовател дл питани асинхронного двигател включает в себ широтно-импульсный модул тор 32

(фиг. 3), который содержит компараторы 33,34 и 35, схемы НЕ 36,37 и 38 и формирователи 39-44, инвертор 45, который включает в себ шесть силовых транзисторов 46-51 и шесть диодов 52-57, и трехфазный двухполупе- риодный выпр митель 58. Каждый из компараторов 33-35 предназначен дл сравнени амплитуды пилообразного сигнала STS (фиг. 4) с амплитудой соответствующего трехфазного сигнала 1

и

, i переменного тока и формировани логической 1, когда амплитуда входного сигнала переменного тока больше пилообразного сигнала, или логического О, когда амплиту- Да пилообразного сигнала больше. 06- ратим внимание на входной сигнал i. Выходной сигнал компаратора 33 - это команда iyc по току, имеющему форму, показанную на фиг, 4. Другие компараторы создают аналогичные выходные сигналы iyc wc i которые не показаны . Другими словами, компараторы 33- 35 создают команды iy ,. , i трехфазного тока с широтно-импульс- ной модул цией в соответствии с амплитудами iy , i, ,. Схемы НЕ 36-38 и формирователи 39-44 работают совместно , чтобы преобразовывать команды iyj, , wc тока в сигналы возбуждени дл включени или выключени транзисторов 46-51, образующих инвертор 45.

Асинхронный электропривод работает следующим образом.

Когда аналогова команда VCMD скорости выдана средством формировани команды скорости (на фиг. 1 не показано ) , асинхронный двигатель 1 пытаетс вращатьс в пр мом или обратном направлении в соответствии со значением команды. Когда электродвигатель 1 вращаетс , импульсный датчик 3 положени генерирует первую и вторую импульсные последовательности Р/ и Р , смещенные по фазе на /2 одна относительно другой и пропорциональные по частоте скорости вращени двигател 1. Схема учетверени при определении, кака из импульсных по следовательностей Р , Р, опережает другую, посылает сигнал RDS о направлении вращени на шину 30, посылает импульсную последовательность Р о вращении вперед на линию 1 при вращении асинхронного двигател вперед и импульсную последовательность Р, об обратном вращении в линию 1 при вращении асинхронного двигател в обратном направлении. Предположим, что асинхронный двигатель вращаетс вперед. Импульсна последовательност

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Р вращени вперед подаетс в этом случае на преобразователь 4 и на блок 22 вычислени скорости и блок 24 суммировани , где импульсы считываютс в пр мом направлении.

Преобразователь 4 частоты в напр жение формирует сигнал TSA фактической скорости с напр жением, которое пропорционально скорости асинхронного двигател . Этот сигнал подаетс на блок 6 сравнени , который создает сигнал ER рассогласовани между сигналом фактической скорости TSA и заданной по команде скоростью VCMD, поступающим со средства выдачи команды скорости. Сигнал рассогласовани ER вл етс аналоговым сигналом. Сигнал .ER интегрируетс регул тором 7 пропорционального интегрировани дл преобразовани в сигнал ER рассогласовани , который затем подаетс на блок 9 определени пол рности и на блок 8 определени абсолютной величины сигнала. Блок 9 определени пол рности воспринимает пол рность-сигнала ER рассогласовани и вьщает сигнал PL пол рности на шину 30, Блок 8 абсолютной величины между тем принимает абсолютную величину сигнала ER и выдает эту величину на преобразователь 10 напр жени в частоту, который приспособлен создавать импульсную последовательность Р с частотой , пропорциональной абсолютной величине ER . Импульсна последова- тельность Pg считаетс в пр мом направлении блоком 2 Г вычислени момента , где сосчитанна величина Nf вл етс цифровой величиной, соответствующей вращающему моменту Т, упом нутому выше. Блок 12 обработки информации периодически считывает эту величину , т,е, с заданными посто нными интервалами.

Сосчитанна величина N в блоке 22 соответствует скорости вращени асинхронного двигател 1 и считываетс периодически так же, как и Содержание (вращающий момент Т) блока 21 с помощью блока 12 обработки информации, при этом блок 22 устанавливаетс в исходное состо ние вс кий раз, когда его содержание считываетс . Когда блок 12 обработки считывает содержание (скорость вращени ) блока 22, он срабатывает на программу управлени , чтобы получить из функ циональной таблицы характеристики

V-S (распределение скольжени ) величину m, соответствующую скорости вращени , причем блок 12 обработки задает- эту величину в блбк 23, Последний принимает импульсную последователь- ность Р, из преоб)аэовател 10 напр жени в частоту и делит импульсную последовательность на (М-т), где М - емкость блока 23. В результате этого происходит преобразование ее в импульсную последовательность Рд , показывающую скольжение двигател . Поскольку сигнал PL пол рности - логическа 1, импульсна последовательность PS проходит через схему И 15 и cxeMv ИЛИ 18. чтобы просчитыватьс в блоке 24 суммирование. Блок 24 считает импульсы Р вращени в пр мом направлении, а также импульсы Рд скольжени так, что ее содер- жание 0. представл ет собой суммарный угол вращени в пр мом направлении асинхронного двигател . Аналогично содержание 6g блока 25 суммиг ровани отображает суммарный угол вращени асинхронного двигател в обратном направлении. Блок 12 обработки считывает бд с посто нным периодом и осуществл ет операцию в Q.- - бд каждый раз, когда производит считывание. Величина б - это существующее в данный момент угловое положение асинхронного двигател .

Когда указанные операции осуществлены , блок 12 обработки путем управлени посредством управл ющей программы получает трехфазные синусоидальные сигналы , 1, 1, а также амплитуду тока I статора с использованием характеристики Т f(I) и синусного распределени , хранимых в пам ти блока 14, также с учетом вычисленного угла вращени 9 и вращающего момента Т выдает эти величины 1у , 1, 1 и на дифроаналоговые преобразователи 27-29 соответственно , в результате чего цифроаналого- вые преобразователи создают трехфазные аналоговые синусоидальные сигналы i , IYJ.-, заданной амплитуды. Эт синусоидальные сигналы подаютс на преобразователь 2 питани асинхронного двигател , который использует их, чтобы привести в действие асинхронный двигатель 1, Повторение пре- Дьщущей операции приводит скорость вращени асинхронного двигател в соответствие с заданной по команде скоростью.

В электроприводе обеспечиваютс все преимущества цифровой системы управлени , но одновременно используетс аналоговый способ создани сигнала ER рассогласовани и осуществлени пропорционального интегрировани , так что высокое разрешение может быть достигнуто с, помощью микроэвм , имеющей небольшое количество битов. Кроме тогО( эта особенность электропривода облегчает загрузку блока обработки.

Claims

Формула изобретени

Асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель, подключенный к преобразователю, импульсный датчик положени с двум последовательност ми импульсов на выходе, систему управлени , составленную из двух частей, перва из которых выполнена на аналоговых блоках, а втора - на базе цифрового решающего устройства, при этом в первую часть входит им- пульсно-аналоговый преобразователь, входы которого св заны с импульсным датчиком положени , а выход подключен к блоку сравнени , второй вход которого соединен с блоком задани частоты вращени , а выход пропорционально-интегральный регул тор подключен к блоку определени абсолютного значени сигнала и блоку определени пол рности, аналого-импульс- ный преобразователь, втора цифрова часть системы управлени входами св |3ана с блоками определени абсолютного значени сигнала и определени пол рности, а выходами подключена к управл ющим входам преобразовател , отличающийс тем, что, с целью упрощени за счет снижени

требований к цифрорешающему устройству путем уменьшени разр дности цифровой части системы управлени , циф- рорешающее устройство выполнено на микропроцессоре, составленном из блока обработки информации, блока задани программы управлени , блока задани функций вида

S f(V), Т f(.), Т f(I) и sin б

где S - частота скольжени асинхронного двигател ;

V - частота вращени асинхрон ного двигател ;

7

Т - вращающий момент асинхронного двигател ; I - ток статора асинхронного

двигател ;

в - угол поворота ротора асинхронного двигател ;

1( - разность фаз напр жени питани асинхронного двигател ,

в него введены блок учетверени импульсов датчика положени , два логических элемента И, три логических элемента ИЛИ, логический элемент НЕ блок вычислени моментов, блок определени скорости, блок определени скольжени , два блока суммировани , блок задани амплитуды тока, цифро- аналоговые преобразователи, причем в цифровой части системы .управлени блоки обработки информации, задани программы управлени , задани функций , вычислени момента, определени скорости, определени скольжени , суммировани , задани амплитуды тока и цифроаналоговые преобразователи соединены между собой общей шиной данных, вторые входы цифроаналого- вых преобразователей соединены с выходом блока задани амплитуды тока, а их выходы вл ютс выходами цифро .t

-255 О О т

06 . 8

вой части системы управлени , входы блока учетверени импульсов датчика положени лодключены к импульсному

датчику положени , выход определени направлени вращени этого блока подключен к упом нутой общей шине данных , а выходы Вперед и Назад подключены к импульсно-аналоговому

преобразователю, к первому логическому элементу ИЛИ, выход Вперед подключен к входу второго элемента ИЛИ, а Назад - к входу третьего элемента ИЛИ, выход первого логического

элемента ИЛИ соединен с входом блока определени скорости, выход аналого- импульсного преобразовател подключен к входам блоков вычислени моментов , определени скольжени , выход последнего соединен с первыми входами двух элементов И, второй вход первого элемента И непосредственно , а второй вход второго элемента И через логический элемент НЕ

соединены с выходом блока определени пол рности и с общей шиной данных , выходы первого и второго элементов И соединены с другими входами второго и третьего элементов ИЛИ,

выходы которых подключены соответственно к первому и второму блокам суммировани .

256

Sine

В 256

фuz.Z

Jfi Ф44

STS

tw

Q3us,3

шмжппж

Шуе. 4

Составитель В, Тарасов Редактор М, Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Колб

Заказ 3396/59 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4