SU1495974A1

SU1495974A1 - Controller for two-winding electromagnetic motor

Info

Publication number: SU1495974A1
Application number: SU874266423A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Агафонов; Эдмунд Федорович Маер; Владимир Иванович Мошкин; Геннадий Григорьевич Угаров
Original assignee: Курганский машиностроительный институт
Priority date: 1987-06-22
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1989-07-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использоватьс в линейном электроприводе переменного тока. Цель изобретени состоит в стабилизации амплитуды колебаний при изменении напр жени питани . Это достигаетс подключением обмоток 1 и 2 двигател к источнику через силовые цепи тиристоров 3 и 4, управл емых с помощью формировател импульсов, включающего стабилизатор напр жени , выполненный в виде цепочки из последовательно соединенных резистора 6 и стабилитрона 7, зар дную цепь, выполненную в виде цепочки из последовательно соединенного регулируемого резистора 8, ограничивающего резистора 10 и конденсатора 9, разр дную цепь, включающую однопереходный транзистор 11, нагрузочный резистор 12 и светодиоды оптронов 13 и 14, и делитель напр жени , выполненный на резисторах 15 и 16. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in an AC linear electric drive. The purpose of the invention is to stabilize the amplitude of oscillations when the supply voltage changes. This is achieved by connecting the windings 1 and 2 of the motor to the source through the power circuits of thyristors 3 and 4, controlled by a pulse former, including a voltage regulator, made in the form of a chain of series-connected resistors 6 and Zener diode 7, a charging circuit made in the form of chains of a series-connected adjustable resistor 8, a limiting resistor 10 and a capacitor 9, a discharge circuit including a single junction transistor 11, a load resistor 12 and optocoupler LEDs 13 and 14, and a divider voltage , performed on resistors 15 and 16. 1 Il.

Description

со ел coke

4four

Изобретение относитс к управлеию электрическими машинами и может ыть использовано в линейном электрориводе возвратно-поступательного вижени с питанием от сети переменого тока.The invention relates to the control of electric machines and can be used in a linear electric reciprocating motion with AC power.

Цель изобретени - стабилизаци мплитуды колебаний при изменении t апр жени питани .ЮThe purpose of the invention is to stabilize the amplitude of oscillations with a change in t Apr power supply.

На чертеже показана функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Обмотки 1 и 2 двигател подключены через силовые цепи тиристоров 3 и 4 к источнику переменного напр жени 15 U(5. Выпр митель 5 мостовой подключен к этому же источнику, формирователь управл ющих импульсов содержит зар дную цепь, выполненную из последова- : тельно соединенных балластного резис- 20 тора 6, один вывод которого соединен с положительным зажимом выпр мител 5, стабилитрона 7, анод последнего св зан с отрицательным зажимом выпр мител 5, регулируемого резистора 25The windings 1 and 2 of the motor are connected through the power circuits of thyristors 3 and 4 to a source of alternating voltage 15 U (5. The bridge bridge rectifier 5 is connected to the same source, the driver of control pulses contains a charging circuit resistor 20, 6, one output of which is connected to the positive terminal of the rectifier 5, the zener diode 7, the anode of the latter is connected to the negative terminal of the rectifier 5, the adjustable resistor 25

8, один из выводов которого ПОДКЛЮ8, one of the conclusions of which I WILL CONNECT

чен к катоду стабилитрона 7, конденсатор 9, одна из обкладок последнего св зана с анодом стабилитрона 7, а друга через ограничивающий резистор 30 10 - с другим выводом регулируемого резистора 8, разр дную цепь, включающую однопереходный транзистор 11, эмитт.ер которого св зан с точкой соединени конденсатора 9 и ограни- 35 чивающего резистора 10, перва база подключена к одному из зажимов цепочки , выполненной в виде последовательно соединенных нагрузочного резистора 12 и двух последовательно 40 и согласно включенных светодиодов оптронов 13 и 14, катод второго из которых св зан с анодом стабилитрона 7, и делитель напр жени , выполненный из двух последовательно соединен- 5 ных резисторов 15 и 16, обща точка которых соединена с второй базой однрпереходного транзистора 11 и через резистор 17 - с катодом стабилитрона 7, свободный вывод резистора 15 подключен к аноду стабилитрона 7, а резистора 16 - к положительному зажиму выпр мител 5, аноды фототиристоров оптронов 13 и 14 подключены через токоограничивающие резисто- ры 18 и 19 к анодам т ристоров 3 и 4, управл ющие электроды которых сое- . динены соответственно с катодами фототиристоров оптронов 13 и 14,the capacitor 9, one of the plates of the latter is connected to the anode of the Zener diode 7, and the other through the limiting resistor 30 10 to the other output of the adjustable resistor 8, the discharge circuit including a single junction transistor 11, the emitter of which is connected with the connection point of the capacitor 9 and the limiting resistor 10, the first base is connected to one of the terminals of the chain, made in the form of series-connected load resistor 12 and two in series 40 and according to the included LEDs of the optocouplers 13 and 14, to The second of which is connected to the anode of the Zener diode 7, and a voltage divider made of two series-connected 5 resistors 15 and 16, the common point of which is connected to the second base of the single-junction transistor 11 and through a resistor 17 to the Zenerdron cathode 7, free the output of the resistor 15 is connected to the anode of the Zener diode 7, and the resistor 16 to the positive terminal of the rectifier 5, the anodes of the photothyristors of the optocouplers 13 and 14 are connected via the current-limiting resistors 18 and 19 to the anodes of the tristors 3 and 4, the control electrodes of which are. dinenes, respectively, with the cathodes of the photothyristors of optocouplers 13 and 14,

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

После подключени устройства к источнику переменного напр жени формирователь импульсов начинает генерировать периодическую последовательность импульсов. Фаза этих импульсов относительно нача.л периодов напр жени источника питани определ етс параметрами зар дной цепи формировател импульсов, которые устанавливают путем изменени регулируемого резистора 8 в зависимости от тре-буемой амплитуды колебаний вибратора или т гового усили электромагнитного двигател возвратно-поступательного движени . Зависимость фазы импульсов от сопротивлени зар дной цепи обусловлена тем, что при его изменении измен етс скорость нарастани напр жени на конденсаторе 9, а вместе с этим и момент пробо перехода эмиттера - перва база одно переходного транзистора 11, включающего цепь разр да конденсатора 9 на нагрузочный резистор 12 через свето- диоды оптронов 13 и 14. Вследствие этого тот из фототиристоров оптронов , анод которого находитс под по ложительным потенциалом по отношению к потенциалу своего катода, открываес и подключает через токоограничи- вающий резистор 18 или 19 к источник питани Uc цепь управлени тиристора 3 или 4.After connecting the device to the alternating voltage source, the pulse shaper begins to generate a periodic sequence of pulses. The phase of these pulses relative to the beginning of the periods of the voltage of the power source is determined by the parameters of the charging circuit of the pulse former, which is set by changing the adjustable resistor 8 depending on the required amplitude of oscillations of the vibrator or the tractive effort of the electromagnetic reciprocating motor. The dependence of the phase of the pulses on the resistance of the charging circuit is due to the fact that when it changes, the rate of voltage rise on the capacitor 9 changes, and with it the moment of breakdown of the emitter junction - the first base one of the transistor 11, including the discharge circuit of the capacitor 9 to the load the resistor 12 through the LEDs of the optocouplers 13 and 14. As a result, the photodiristor of the optocouplers, the anode of which is under positive potential with respect to the potential of its cathode, opens and connects through the current limit - vayuschy resistor 18 or 19 to a power source control circuit Uc thyristor 3 or 4.

Тиристор 3 или 4 открываетс и подключает к источнику напр жени U одну из обмоток 1 или 2. Под воздействием магнитного пол этой обмотки подвижна часть вибратора или электромагнитного двигател перемещаетс в одну из сторон. В следующем оч ередном полупериоде мен етс пол рность напр жени источника U, и открытый тиристор 3 или 4 в результате естественной коммутации закрываетс . Одновременно в этом полупериоде происходит следующий очередной разр д конденсатора 9 через сретодиоды оптронов 13 и 14 и открьшаетс другой и фототиристоров оптронов и другой из тиристоров 3 или 4, подключающий другую из обмоток 1 или 2. Под воздействием магнитного пол этой обмоткиThe thyristor 3 or 4 opens and connects to the voltage source U one of the windings 1 or 2. Under the influence of the magnetic field of this winding, the movable part of the vibrator or the electromagnetic motor moves to one side. In the next alternate half-period, the polarity of the source voltage U changes, and the open thyristor 3 or 4 closes as a result of natural commutation. At the same time, in this half-cycle, the next next discharge of capacitor 9 occurs through the diodes of optocouplers 13 and 14 and another and the photothyristors of the optocouplers and another of the thyristors 3 or 4 open, connecting another of the windings 1 or 2. Under the influence of the magnetic field of this winding

II

подвижна часть вибратора или электромагнитного двигател перемещаетс в другую из сторон. В следующем очередном полупериоде вновь мен етс The movable part of the vibrator or electromagnetic motor moves to the other side. In the next next half-period, it changes again.

пол рность напр жени источника U,, открытый тиристор 3 или 4 в результате естественной коммутации закрываетс и описанный процесс работы устройства повтор етс . При этом параметры зар дной и разр дной цепи формировател импульсов подобраны при максимальном значении регулируемого резистора 8 за один полупериод напр жени источника проходит один полный цикл зар да и разр да конденсатора 9.The polarity of the source voltage U ,, an open thyristor 3 or 4 is closed as a result of natural switching and the described device operation process is repeated. At the same time, the parameters of the charging and discharging circuits of the pulse shaper are selected at the maximum value of the adjustable resistor 8 during one half-period of the source voltage passes one full cycle of charging and discharging the capacitor 9.

Измен сопротивление зар дной цепи формировател импульсов путем изменени сопротивлени регулируемого резистора 8, осуществл ют изменение фазы генерируемой последовательности импульсов относительно начал положительных полупериодов источника питани , а, следовательно, среднее значение тока в обмотке вибратора и амплитуду его колебаний.Changing the resistance of the charging circuit of the pulse former by changing the resistance of the adjustable resistor 8, changing the phase of the generated pulse sequence relative to the beginnings of the positive half cycles of the power source, and, therefore, the average value of the current in the vibrator winding and the amplitude of its oscillations.

Независимо от момента подключени устройства к источнику питани фаза первого импульса на нагрузочном резисторе 12 3 каждом полупериоде напр жени источника питани Uc однозначно определ етс сопротивлением зар дной цепи. Это достигаетс тем, что в качестве порогового элемента .разр дной цепи использован однопере- ходный транзистор 11, уровень напр - .жени пробо перехода эмиттер - перва база которого зависит от уровн напр жени между его базами, в частности при нулевом уровне напр жени между базами транзистора 11 напр жение пробо равно нулю. Следовательно , в конце каждого полупериода напр жени источника питани конденсатор 9 разр жаетс и его зар д в каждом следующем полупериоде начинаетс с нулевого уровн .Regardless of the moment when the device is connected to the power source, the phase of the first pulse on the load resistor 12 3 each half-period of the voltage of the power source Uc is uniquely determined by the resistance of the charging circuit. This is achieved by using a single-transition transistor 11 as the threshold element of the discharge circuit, the level of eg transition emitter breakdown - the first base of which depends on the voltage level between its bases, in particular, at zero voltage between the bases. transistor 11, the breakdown voltage is zero. Consequently, at the end of each half-period of the voltage of the power supply source, the capacitor 9 is discharged and its charge in each next half-period starts from zero.

Использование формировател импульсов с управл емым напр жением пробо порогового перехода позвол ет уменьшить отрицательное вли ние колебаний уровн напр жени источника питани на работу вибратора. Это достигаетс тем, что с помощью делител напр жени , выполненного на резисторах 15 и 16 и подключенного через выпр митель 5 к источнику питани Uj., часть напр жени источника, сн та с резистора 15, подаетс на базы однопереходного транзистора 11.The use of a pulse shaper with controlled voltage, breakdown of the threshold junction allows reducing the negative effect of fluctuations in the voltage level of the power source on the operation of the vibrator. This is achieved by using a voltage divider made on resistors 15 and 16 and connected via rectifier 5 to the power source Uj., A part of the source voltage, removed from resistor 15, is fed to the bases of the unijunction transistor 11.

Указанна особенность порогового элемента в сочетании со схемой егоThe specified feature of the threshold element in combination with its scheme

подключени к источнику питани Ur обеспечивает стабилизацию заданной амплитуды колебаний вибратора или т гового усили электромагнитного двигател возвратно-поступательного движени путем параметрической коррекции фазы формируемой последовательности импу}1ьсов от возмущени ,connecting to the power supply Ur ensures the stabilization of a given oscillation amplitude of the vibrator or the tractive effort of the electromagnetic motor of reciprocating motion by parametric correction of the phase of the impulse sequence being formed} from disturbances,

вызванного изменением уровн напр г жени источника питани Uc. Например, при уменьшении уровн напр жени источника питани Up временной интервал между началом периода напр жени caused by a change in voltage level of the power source Uc. For example, when decreasing the voltage level of the power source Up, the time interval between the beginning of the voltage period

5 источника и моментом по влени импульса на входе управл ющей цепи тиристора 3 уменьшаетс . При этом путем подбора соотношений сопротивлений I плеч делител можно получить полную5 of the source and the moment of the appearance of a pulse at the input of the control circuit of the thyristor 3 decreases. In this case, by selecting the ratio of the resistances of the I shoulders of the divider, it is possible to obtain a complete

0 независимость заданной амплитуды колебаний вибратора от возмущени , вызванного изменением уровн напр жени источника питани в определенном диапазоне наиболее веро тных изменений0 independence of a given amplitude of oscillations of a vibrator from disturbances caused by a change in the voltage level of a power source in a certain range of the most probable changes

5 заданных значений амплитуд колебаний.5 given values of vibration amplitudes.

Claims

Invention Formula

A device for controlling a two-winding electromagnetic motor, containing two thyristors connected to an alternating current source, and a control pulse shaper comprising a capacitor with charge and discharge circuits, characterized in that, in order to stabilize the oscillation amplitude when the supply voltage varies introduced bridge rectifier, in

A pulse driver introduced a divider on, a voltage, a charge circuit includes a ballast resistor, a zener diode and a variable resistor, and the discharge circuit includes a single junction transistor, an additional and load resistors and two thyristor optocouplers, whose inputs are connected in series with the load resistor between the first base of the single junction transistor and the common point of the divider is the voltage of the NIN, the zener diode, the capacitor and the bridge rectifier output; the outputs connect the control electrodes of the thyristors with their anodes, ep unijunction transistor is connected to the output terminal of capacitor charge and railway hydrochloric chain, which together with the input voltage divider connected to the output of a bridge rectifier, a second base

714959748

the single junction transistor is connected to the midpoint of the divider, eg through a resistor to the common point of the balance, and the bridge rectifier input

a variable resistor, the AC is reconnected to the AC source

zistor and zener diode and direct current.