SU1432710A1 - Вентильный электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки заданного воздействи  и расширение функциональных возможностей путем использовани  электродвигателей с любым числом пар полюсов. В вентильном электроприводе двухфазный электродвигатель 1 подключен к усилител м мощности 6 и 7, выходы которых через аналоговые инверторы 12 и 13 соединены с выходами функциональных преобразователей 10 и 1 кода в напр жение. Входы функциональных преобразователей подключены к выходу суммирующего усилител  8, один вход которого непосредственно , а другой вход через функциональный преобразователь 9 кода в напр жени  св заны с выходом преобразовател  5 кода в напр жение. Входы функциональных преобразователей 9-11 подключены к выходам дешифратора 6, вход которого св зан с выходом сумматора 20 через преобразователь .15 масштаба двоичного кода. Первые входы сумматоров 4 и 14 соединены с выходом преобразовател  угол-код 2, установленного на вашу электродвигател  1. Второй вход сумматора 4 соединен с выходом задатчика 3 входного кода, а второй вход сумматора J4 - с выходом задатчика 17 юстировочного кода. Из состава венткпьного электропривода исключены аналоговые функциональные элементы. 3 нл. (Л

Description

tUe/i

4

00

ьо

114

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  электроприводами на базе двухфазных вентильных электродвигателей .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности отработки заданного воздействи  и расширение функциональных возможностей за счет использовани  электродвигателей с любьв числом пар полюсов.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема вентильного электропривода; на фиг. 2 - диаграммы сигналов на выходе функциональных элементов привода; на $иг. 3 - схема функщю- нального преобразовател  кода в напр жение .

Вентильный электропривод содер- жит двухфазгшй вентильный электродвигатель t, механически соединенный с преобразователем 2угол-код, задат- чик 3 входного кода угла, первый сумматор 4, преобразователь 5 кода в напр жение, первый 6 и втуой 7 усилители мощности.

Первый вход первого сумматора 4 подключен к выходу задатчика 3 входного кода угла, второй вход - к вы- ходу преобразовател  2 угол - код, а фазные обмотки статора двухфазного вентильного электродвигател  подключены к выходам соответствун цих усилителей 6 и 7.

Вентильный электропривод содержит также суммирующий усилитель 8, первый 9, второй 10 и третий П функциональные преобразо ватели, два аналоговых инвертора 12 и 13, второй сумматор 1 преобразователь 15 масштаба двоичного кода, дешифратор 16 и задатчик 17 юсти ровочного кода. Выход преобразовател  5 кода в напр жение подключен непосредственно к первому входу суммирую- щего усилител  8 и через первый функ- циональньгй преобразователь 9 кода в напр жение к второму входу суммирующего усилител  8, выход которого соединен с входом первого усилител  6 мощности через последовательно соединенные второй функциональный преобразователь 10 кода в напр жение и первый аналоговый инвертор 12 и с входом второго усилител  7 мощности че- рез последовательно соединенные третий функциональный преобразователь 11 кода в напр жение и второй аналоговый инвертор 13.

102

Цифровые входы всех трех функциональных преобразователей 9-1I кода в напр жение и управл ющие входы аналоговых инверторов 12 и 13 подключены к соответствующим выходам дешифратор 16, вход которого соединен с выходом преобразовател  2 угол - код через последовательно соединенные второй сумматор 14 и преобразователь 15 масштаба двоичного кода. Второй вход второго су «атора подключен к задат- чику 17 юстировочного кода.

Преобразователь 15 масштаба двоич ного кода содержит буферный регистр 18, дешифратор 19 составл кжих долей , накапливающий сумма тор 20, регистр 21 последовательного приближени  и генератор 22 тактовых импульсов .. Выходы буферного регистра 18 соединены с информационными входами накапливающего сумматора 20 через дешифратор 19 сортавл ющих долей, синхронизир П(Ш(ие входы буферного регистра 18, дешифратора 19 составл ющих долей и накапливающего сумматора 20 объединены и подключены к выходу, регистра 21 последовательного приближени , вход которого подключен к выходу генератора 22 тактовых импульсов. Вход буферного регистра 18 и выход накапливак цего сумматора 20 представл ют собой соответственно вход и выход преобразовател  15 масштаба двоичного кода.

Вентильный электропривод работает следунмцим образом.

При поступлении входного кода угла N с задатчика 3 входного кода угла на вход первого сумматора 4 на его выходе по вл етс  код ДН, представл ющий собой разность между входным кодом кодом обратной св зи N

ос

снимаемым с преобразовател 

2 угол - код. Код .  вл етс  цифровым эквивалентом углового положени  вала в двухфазного вентильного электродвигател  1 .

Код дН поступает на преобразователь 5 кода в напр жение, с выхода которого снимаетс  аналоговый сигнал Up ,  вл ющийс  сигналом рассогласовани  в вентильном электроприводе.

Сигнал рассогласовани  с преобразовател  5 кода в напр жение поступает на первый функциональный преобразователь 9 кода в напр жение и через суммирующий усилитель 8 на второй 10 и третий 11 функциональные

преобразователи кода в напр жение. Функциональные преобразователи 9-11 кода в напр жение, суммирующий усилитель 8, аналоговые инверторы 12 и I3 и дешифратор 16 предназначены дл  выработки по сигналу рассогласовани  двухфазного сигнала, который управл ет двухфазным вентильным электродвигателем 1.

Входным сигналом дешифратора 16  вл етс  цифровой сигнал о положении ротора двухфазного вентильного электродвигател  1, снимаемый с преобразовател  2 угол - код и пре- образованный преобразователем 15 масштаба двоичного кода в код „р , цикл изменени  которого происходит

Збо на угловом интервале , где р Р

число пар полюсов двухфазного вентильного электродвигател  1.

На выходах а, Ъ и с дешифратора 16 формируютс  управл ющие коды дл  первого 9, второго 10, третьего 11 функциональных преобразователей код в напр жение соответственно. На выходах d и е дешифратора 16 формируютс  управл ющие сигналы дл  аналоговых инверторов 12 и 13 со- ответственно. Коэффициент передачи каждого функционального преобразовател  кода в напр жение определ етс  выражением

ах

1+Ьх ное напр жение выражением

7 а Сигнал на выходе суммирующего усилител  8 при изменении управл ющего кода дешифратора Nи„п в пределах первого октанта равен

с р(

сигнал на вьгходе второго функционального преобразовател  10 кода в напр жение равен

и, (1

а,- 2х аt X

1+Ъ, 2х l+bjX

сигнал на выходе .третьего функционального преобразовател  11 кода в напр жение равен

а,- 2х

Ui (1

-)

аз(1-х)

1+Ь, 2х 1+Ь,(1-х)

На диаграмме (фиг. 2) показано изменение сигналов и, и U на полном

интервале изменени  N

Р

с учетом работы аналоговых и шерторов 12 и 13 и с учетом изменени  управл ющих кодов на выходах а, Ъ и с депшфратора 16. Усилители 6 и 7 мощности обеспечивают протекание в Гстаторных обмотках двухфазного .вентильного электродвигател  токов, пропорциональных сигналам и и и. Погрешность углового положени  вектора момента М/а, соответственно , и углового положени  вала двухфазного вентильного электродвигател  1 определ ютс  отличием функции

35 и,

от функции tg6.

и

ТТ Т

вых 6к ц-ъх

)

R3

R2

40

где а - масштабный коэффициент;

Ъ - коэффициент обратной св зи; с - текущее значение кода. Коэффициенты а и Ъ определ ютс 

1

выражени ми а Ъ : (фиг.З) 45

. а, 2х

М к4иГ KUpd ,. 2

50

где К - коэффициент пропорциональности .

При условии выбора коэффициентов а, 0,492; а а.1иЪ, 2,040; г 3 0,555 колебани  момента М не превышают величины 0,75%. Таким образом, статические погреошости чрезвычайно малы, а временные составл ющие погрешности от дискретности в ка

а,

При условии выбора коэффициента а, 1 и b,j Ъ} 0,55 эта по2

грешность не превьш ает величины ±-

что соответствует 0,01% по точности. Дополнительна  составл юща  погрешности от дискретности преобразовател  2 также мала.

Момент М определ етс  выражением

IT а.х Г Лаз (1-х) Г ( l+bj(l-x)J

нале формировани  двухфазных сигналов предлагаемого устройства практически отсутствуют.

Преобразовани  кода N, который  вл етс  цифровым эквивалентом углового положени  0 вала двухфазного вентильного электродвигател  1, в код

N

который управл ет дешифратором

16, происходит следующим образом.

Код NOC поступает на преобраэо- 15 масштаба двоичного кода че второй сумматор 14, на второй вход которого с задатчика 17 юстиро- вочного кода подаетс  юстировочньЛ код. В результате этого в код N ввдитс  посто нна  составл к ца , что пЬзвол ет совместить с определенным у;7ловым положением вала двухфазного вгнтильного электродвигател  1 нуле- Hije значение кода , а соответственно , и нулевое значение кода Nun Эга операци  эквивалентна развороту ажалогового датчика положени  относительно определенного положени  вала двухфазного вентильного электродвигател  дл  получени  максимального момента.

Сигнал с выхода второго сумматора ф поступает на буферный регистр 18. Цикл изменени  кода NOJ. происходит н|а угловом интервале 360°, т.е. за оЬин оборот вала двухфазного вен- т ьного электродвигател  1 . Цикл И;зменени  кода N дОлжеМ происходить

а г л -.и

на угловом интервале

360

Если п - число разр дов кода N.

а{ ш -.число разр дов кода N

Р

то

в угловой мере вес разр дов кода NOC

i360° 360° 360 360°360°

р|авен 2 J1 9 9

2

а вес разр дов кода

N

360 р2

360° 360

360° 72ГР 360

равен

360

О4 „ О О4 „ .о

р-2 p Z р p Импульсы с регистра 21 последовательного приближени , который управл етс  генератором 22 тактовых им- йульсов, последовательно во времени опрашивают разр ды буферного регистра 18, начина  с младшего. Если при опросе соответствук цего разр да буфеного регистра 18 в нем значение кода окажетс  равным 1, то с выхода буферного регистра 18 поступает сигнал в дешифратор 19 составл ющих долей, который переводит вес опрашиваемого разр да кода в весовые (состав л ющие доли кода Nupp. Сигнал с дешифратора 19 составл ющих долей, несущий информацию о весе и количестве долей, иа которые разложилс  вес опрашиваемого разр да кода поступает на накапливак ций сумма- Top 20, где информаци  фиксируетс  8 виде двоичного кода. При опросе Следущего разр да буферного регистра

18 информаци , поступающа  на накапливающий сумматор 20, суммируетс  с предьщущей.

После опроса всех разр дов буферного регистра 18, на выходе накапливающего сумматора 20 по вл етс  двоичный код угла 0 , но уже в масштабе кода Uuqn . Врем  преобразовани  кода NI- в код NI зависит от частоты

генератора 21 тактовых импульсов и

исчисл етс  дес тками микросекунд.

Таким образом, введение в схему

вентильного электропривода трех функциональных преобразователей кода в напр жение, суммирующего усилител , двух инверторов и дешифратора позвол ет исключить из канала управлени  аналоговые функциональные элементы , что приводит к повышению точности регулировани  вентильного электродвигател , а введение преобразо

вател  масштаба двоичного кода расшир ет функциональные возможности

вентильного электродвигател , так как возможно использование двухфазных вентильных электродвигателей с любым числом пар полюсов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Вентильный электропривод, содержащий двухфазный вентильный электродвигатель , механически соединен- Hbrtj с преобразователем угол - код,

   задатчик входного кода угла, первый сумматор, преобразователь кода в напр жение, первый и второй усилители мощности, при этом первый вход первого сумматора подключен к выходу задатчика входного кода угла, второй вход - к выходу преобразовател  угол- код, а фазные обмотки статора двухфазного вентильного электродвигател  подключены к выходам соответствующих усилителей мощности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности отработки заданного воздействи  и расширени  функциональных возможностей путем обеспече - ни  использовани  электродвигателей с любым числом пар полюсов, в него дополнительно введены суммирующий усилитель, первый, второй и третий функциональные преобразователи кода в напр жение, первый и второй аналоговые инверторы, второй сумматор, преобразователь масштаба двоичного кода, дешифратор и задатчик юстиро

   /N - Ni/ ix

   -х

   и,

   М(7 9

   3604f в

   I 1

   1 9

   tis.3