SU1582291A1 - Digit-controlled rectifier electric drive - Google Patents

Digit-controlled rectifier electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1582291A1
SU1582291A1 SU884459588A SU4459588A SU1582291A1 SU 1582291 A1 SU1582291 A1 SU 1582291A1 SU 884459588 A SU884459588 A SU 884459588A SU 4459588 A SU4459588 A SU 4459588A SU 1582291 A1 SU1582291 A1 SU 1582291A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
logic
outputs
inputs
Prior art date
Application number
SU884459588A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Ивановна Матюхина
Александр Сергеевич Михалев
Сергей Николаевич Сидорук
Игорь Михайлович Чушенков
Аркадий Викторович Кваша
Original Assignee
Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина filed Critical Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority to SU884459588A priority Critical patent/SU1582291A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1582291A1 publication Critical patent/SU1582291A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам и может быть использовано в сервомеханизмах с цифровым управлением. Целью изобретени   вл етс  улучшение масс-габаритных и регулировочных характеристик. Вентильный электропривод с цифровым управлением содержит синхронный электродвигатель 1, трехфазный мостовой инвертор 2, цифровой датчик 3 углового положени  ротора, программируемый блок управлени  6, широтно-импульсные модул торы 9, 10, блок 14 преобразовани  фазных напр жений, узел 13 преобразовани  дрейфа напр жени  источника питани . Изменение режимов работы электропривода осуществл етс  программно. Введение блока 14 преобразовани  фазных напр жений и узла 13 преобразовани  дрейфа напр жени  источника питани  позвол ет улучшить массогабаритные и регулировочные характеристики за счет выполнени  преобразовател  частот в виде трехфазного мостового инвертора при сохранении синусоидальности выходного напр жени  и исключении вли ни  дрейфа напр жени  источника питани  на регулировочные характеристики электропривода. 4 ил., 2 табл.The invention relates to electrical engineering, in particular to valve actuators, and can be used in digitally controlled servomechanisms. The aim of the invention is to improve the mass and adjustment characteristics. The valve motor with digital control contains a synchronous motor 1, a three-phase bridge inverter 2, a digital rotor angle position sensor 3, a programmable control unit 6, pulse-width modulators 9, 10, a phase voltage conversion unit 14, a source voltage drift transducer 13 nutrition The change of drive operation modes is carried out by software. The introduction of the phase voltage conversion unit 14 and the power source voltage drift transformation unit 13 allows to improve the weight and size and adjustment characteristics by performing the frequency converter in the form of a three-phase bridge inverter while maintaining the sinusoidal output voltage and eliminating the influence of the power source voltage drift on the adjusting electric drive characteristics. 4 ill., 2 tab.

Description

ни . Изменение режимов работы электропривода осуществл етс  программно. Введение блока 14 преобразовани  фач- ных напр жений и узла 13 преобразовани  дрейфа напр жени  источника питани  позвол ет улучшить кассогабаритные и регулировочные характеристики за neither The change of drive operation modes is carried out by software. The introduction of the unit voltage conversion unit 14 and the power source voltage drift transformation unit 13 allows improving the cass-dimensional and control characteristics for

счет выполнени  преооразовател  частот в виде трехфазного мостового инвертора при сохранении синусоидальности выходного напр жени  и исключении вли ни  дрейфа напр жени  источника питани  на регулировочные характеристики электропривода. 4 ил.,2 табл.by performing a frequency converter as a three-phase bridge inverter while maintaining the sinusoidality of the output voltage and eliminating the influence of the power source voltage drift on the adjustment characteristics of the electric drive. 4 ill., 2 tab.

Изобретение относитс  к электро- технике, в частности к вентильным электроприводам, и может быть использовано в сервомеханизмах с цифровым управлением.The invention relates to electrical engineering, in particular to valve actuators, and can be used in digitally controlled servomechanisms.

Цель изобретени  - улучшение мас- согабаритных и регулировочных характеристик .The purpose of the invention is to improve the overall dimensions and adjustment characteristics.

На фиг.1 представлена функциональна  схема вентильного электропривода с цифровым управлением; на фиг. 2 - диаграммы протоколов обмена по магистрали; на фиг. 3 - пример выполнени  интерфейсного блока; на фиг. 4 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.Figure 1 presents the functional diagram of the valve actuator with digital control; in fig. 2 - diagrams of protocols for the exchange by highway; in fig. 3 shows an example of execution of an interface unit; in fig. 4 shows timing diagrams for the operation of the device.

Вентильный электропривод с цифровым управлением (фиг.1) содержит синхронный электродвигатель 1,  корна  обмотка которого подключена к выходам преобразовател  2 частоты (ПЧ), а вал механически св зан с цифровым датчиком 3 положени  ротора (ЦДУ), выходы которого через резистор 4 угла (РУ) с управл ющим входом подключены к магистрали 5, подключенной к выходу программируемого блока 6 управлени , интерфейсный блок 7 сопр жени  (ИФ) с трем  выходами, входы которого подключены к магистрали 5, к первому выходу подключен управл ющий вход регистра 4 угла, к второму - соответственно входы записи регистра 8 знака (РЗ) с трем  выходами, первого 9 и второго 10 широтно-импульсных модул торов (ШИМ), кодовые входы которых подключены к магистрали 5, а тактовые входы - к выходу управл емого делител  11 частоты (УДЧ) с частотным входом, кодовые входы которого подключены к магистрали 5 через регистр 12 управл ющих воздействий (РУВ), вход записи которого подключен к третьему выходу интерфейсного , блока 7, узел 13 преобразовани  дрейфа напр жени  источника 14 питани  в частоту (ПН), подключенный к час0The valve motor with digital control (Fig. 1) contains a synchronous motor 1, the root winding of which is connected to the outputs of frequency converter 2 (FC), and the shaft is mechanically connected to the digital sensor 3 of the rotor position (CDU), which outputs through a corner resistor 4 ( RU) with a control input connected to the highway 5 connected to the output of the programmable control unit 6, the interface unit 7 interface (IF) with three outputs, the inputs of which are connected to the highway 5, to the first output connected to the control input of the register 4 angles, to the second - respectively the inputs of the register of 8 characters (RZ) with three outputs, the first 9 and second 10 pulse-width modulators (PWM), the code inputs of which are connected to the highway 5, and the clock inputs to the output of the controlled divider 11 frequency (UDCH) with a frequency input, the code inputs of which are connected to the highway 5 through the register 12 of control actions (RUV), the recording input of which is connected to the third output of the interface, unit 7, node 13 converting the voltage drift of the power source 14 to the frequency (MON ) connected to h0

5five

00

тотному входу управл емого делител  11 частоты. Блок 14 преобразова5 ни  фазных напр жений (БПФН) выполнен в виде четырех логических инверторов 15-18, трех логических элементов 2И-ИЛИ-НЕ 19-21 и трех логических элементов 2И 22-24, при этом выходы логических элементов 2И 22-24 образуют три выхода блока 14 преобразовани  фазных напр жений (БПФН,) и подключены к входам управлени  преобразовател  2 частоты, выполненного в виде трехфазного мостового инвертора .The total input of the controlled frequency divider is 11. Block 14 transforms 5 or phase voltages (FPFN) is made in the form of four logic inverters 15-18, three logic elements 2И-ИРИ-НЕ 19-21 and three logic elements 2И 22-24, while the outputs of logic elements 2И 22-24 form three outputs of the phase voltage conversion unit 14 (FPPH), and connected to the control inputs of the frequency converter 2, made in the form of a three-phase bridge inverter.

Первый вход блока 14 преобразовани  фазных напр жений, подключенный к выходу второго широтно-импульсного модул тора 10, образован объединенными первыми входами логических элементов 2И 22-24.The first input of the phase voltage converting unit 14 connected to the output of the second pulse-width modulator 10 is formed by the combined first inputs of logic elements 2I 22-24.

Второй Bxo блока 14 преобразовани  фазных напр жений, подключенный кA second Bxo block 14 of phase voltage conversion connected to

5 вькоду первого широтно-импульсного модул тора 9, образован объединенными соответственно четвертым входом первого 19, третьим входом второго 20, третьим входом третьего 21 элементов 2И-2ИЛИ-НЕ и входом второго логического инвертора 16.5 in the code of the first pulse-width modulator 9, formed by the combined fourth input of the first 19, the third input of the second 20, the third input of the third 21 elements 2I-2ILI-NOT and the input of the second logical inverter 16.

I Третий вход блока 14 преобразовани  фазных напр жений, подключенный к третьему выходу регистра 8 знака, образован объединенными третьим входом первого логического элемента 2И- 2ИЛИ-НЕ 19 и входом четвертого логического инвертора 18.I The third input of the phase voltage conversion unit 14, connected to the third output of the register of 8 characters, is formed by the combined third input of the first logic element 2I-2OR-NO 19 and the input of the fourth logic inverter 18.

Четвертый вход блока 14 преобразовани  фазных напр жений, подключенный к второму выходу регистра 8 знака, образован объединенными соответственно входом первого логического инвертора 15 и четвертым входом второго логического элемента 2И-2ИЛИ- НЕ 20.The fourth input of the phase voltage conversion unit 14 connected to the second output of the register of 8 characters is formed by the combined input of the first logic inverter 15 and the fourth input of the second logic element 2I-2 OR-20.

П тый вход блока 14 преобразовани  фазных напр жений, подключенный к первому выходу регистра 8 знака, об0The fifth input of the phase voltage conversion unit 14 connected to the first output of the register of 8 characters, about 0

5five

00

5five

разован объединенными соответственно входом третьего логического инвертора 1 7 и четвертым входом третьего дорического элемента 2И-2ИЛИ-НЕ 21.It is developed by the combined input of the third logical inverter 1 7 and the fourth input of the third Doric element 2И-2ИЛИ-НЕ 21.

Первый вход первого логического элемента 2И-2ИЛИ-НЕ I9 подключен к (выходу первого логического инвертора 15, к выходу второго логического инвертора 16 подключены объединенные соответственно второй вход первого 19, первый вход второго 20 и первый вход третьего 21 логических элементов 2И- 2ИЛИ-НЕ, к выходам третьего и четвертого логических инверторов 17 и 18 подключены соответственно вторые входы третьего и четвертого логических элементов 2И-2ИЛИ-НЕ 20 и 21, к выходам трех логических элементов 2И- 2ИЛИ-НЕ подключены соответственно вторые входы трех логических элементов 2И.The first input of the first logic element 2И-2ИЛИ-НЕ I9 is connected to (the output of the first logic inverter 15, the combined respectively the second input of the first 19, the first input of the second 20 and the first input of the third 21 logic elements 2I-2IL-NOT , the second inputs of the third and fourth logic elements 2И-2ИЛИ-НЕ 20 and 21 are connected to the outputs of the third and fourth logic inverters 17 and 18, respectively, the second inputs of the three logs are connected to the outputs of three logic elements 2 И 2ИЛИ-НЕ, respectively elements 2I.

Программируемый блок 6 управлени  содержит микропроцессор (МП) 25. оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 26, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 27, задающий генератор (ЗГ) 28 и программируемый таймер (ПТ) 29.The programmable control unit 6 contains a microprocessor (MP) 25. a random access memory (RAM) 26, a permanent memory (ROM) 27, a master oscillator (SG) 28 and a programmable timer (PT) 29.

Интерфейсный блок 7 сопр жени  содержит (фиг.З) дешифратор 30, регистр 31, три логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32-34 и логически элемент ЗИ 35.The interface block 7 contains (fig.Z) decoder 30, register 31, three logical elements EXCLUSIVE OR 32-34 and logical element ZI 35.

Вентильный электропривод с цифровым управлением работает следуюим образом.The valve motor with digital control works as follows.

Протоколы обмена на магистрали завис т от типа примен емого управл ющей микроЭВМ. Так, при использоании в качестве программируемого лока управлени  электроприводом мик- оЭВМ Электроника-60 с совмещенной иной адреса и данных (АД) типа -BUS процедура обмена выполн етс  следующим образом (фиг.2):Exchange protocols on the highway depend on the type of control microcomputer used. Thus, when using the Elektronika-60 micro-computer electric drive locator as a programmable locator with a different address and data (BP) of the type -BUS combined, the exchange procedure is performed as follows (Fig. 2):

а)микропроцессор (МП) 25 выставл ет на шину (АД) адрес, сопровожда  его срезом сигнала Обмен (ОБМ);a) a microprocessor (MP) 25 places an address on the bus (BP), accompanying it with an exchange signal (MBP);

б)интерфейсный блок 7 (ИФБС) распознает адрес внешнего устройстваb) the interface unit 7 (IFBS) recognizes the address of the external device

(РУ ЧРУВ 12, ШИМ 9 и 10, РЗ 8;, запоминает его;(RU CHRUV 12, PWM 9 and 10, RZ 8 ;, remembers it;

в)при чтении данных из РУ 4 МП 25 выставл ет сигнал Чтение данных (ДЧТ), интерфейсный блок 7 сопр жеи  (ИФБС 7) выдает сигнал низкого ровн  на РУ 4 и выставл ет сигнал Ответ (ОТВ) РУ 4 выставл ет наc) when reading data from RU 4 MP 25 sets a signal Read data (DPT), interface unit 7 interface (IFBS 7) generates a low level signal on RU 4 and sets a signal Response (PT) RU 4 sets to

магистраль данные №1 25, считывает код и снимает сигнал ДЧТ, после чего ИФБС 7 снимает сигнал ОТВ, а МП 25 - , сигнал ОБМ,data line №1 25, reads the code and removes the signal of DChT, after which the IFBS 7 removes the signal OTV, and the MP 25 -, the signal MBP,

При записи данных в РУВ 12, ШИМ 9 и 10, РЗ 8 МП 25 выставл ет сигнал Запись данных (ДЗП), ИФБС 7 выдает сигнал низкого уровн  на внешнееWhen recording data in RUV 12, PWM 9 and 10, RE 8 MP 25, it sets a signal Data recording (DZP), FIBS 7 outputs a low level signal to an external

o устройство (РУВ 12 либо ШИМ 9 и 10 и РЗ 8), адрес которого ранее был выставлен на магистрали, внешнее устройство записывает данные, ИФБС 7 выставл ет сигнал ОТВ, МП 25 снимаетo the device (RUV 12 or PWM 9 and 10 and RZ 8), whose address was previously placed on the trunk, the external device records data, the FBS 7 sets the signal OTV, MP 25 removes

5 сигнал ДЗП и убирает данные с магистрали , ИФБС 7 снимает сигнал ОТВ, МП 25 убирает сигнал ОБМ.5 DGP signal and removes data from the trunk, IFBS 7 removes the signal OTV, MP 25 removes the signal of the exchange rate.

Изменение режимов работы привода осуществл етс  программно с помощьюChanging the drive's operating modes is done in software.

0 программы REGL. Реверс привода осуществл етс  программой SERVO. Изменение частоты вращени  происходит под управлением программы REGL при изменении задани  Q(n) по углу, фор5 мируемого некоторым внешним управл ющим устройством. Останов привода происходит при совпадении текущего F(n) и заданного Q(n) положений вала сер- водина путем установки программой0 REGL program. The drive reverser is performed by the SERVO program. The change in the rotational frequency occurs under the control of the REGL program when the Q (n) setting is changed by the angle formed by some external control device. The drive stops when the current F (n) and the specified Q (n) servo shaft positions coincide by setting the program

0 REGL кода Q(n) управл ющего воздействи  уравновешивающего момента нагрузки .0 REGL code Q (n) controlling the influence of load balancing moment.

На входы D1-D3 РЗ 8 поступают коды е, знака фазных напр жений при обращении МП 25 по адресу РЗ 8. Запись указанных кодов в РЗ 8 производитс  по сигналу, формируемому ИФБС 7. На цифровые D-входы ШИМ 9 и 10 поступают коды V(,V , определ ющие длительность пребывани  вектора магнитного пол  статора в соседних ори- ентаци х. Данные коды завис т от угла ef поворота ротора серводина и  вл ютс  различными.The inputs D1-D3 РЗ 8 receive the codes е, the sign of the phase voltages when the MP 25 is addressed to the address РЗ 8. The specified codes are written to the РЗ 8 according to the signal generated by the IFBS 7. The digital D-inputs PWM 9 and 10 receive the codes V (, V, defining the duration of the vector of the magnetic field of the stator in the neighboring orientations. These codes depend on the angle ef of the servodin rotor rotation and are different.

Коэффициент заполнени  С/Е импульсов ШИМ 9 и 10 св зан с записанным в ШИМ по D-входу с помощью МП 25 кодом V и частотой импульсов f на С-входе соотношениемThe fill factor of C / E pulses of PWM 9 and 10 is associated with the code V recorded in PWM via the D input using the MP 25 code V and the frequency of the pulses f at the C input as

, V с f Т (2-5-0 где S т разр дность модул торов 9 , V with f T (2-5-0 where S t is the modulator size 9

и Ю; Т - период сигнала на L-входеand Yu; T - the period of the signal at the L-input

ШИМ.PWM.

МП 25 вводит значение Q(n) задающего воздействи  по углу (либо скорости ), .формируемое некоторым внешним устройством управлени  (не показано),MP 25 introduces the value of Q (n) specifying the angle (or speed), formed by some external control device (not shown),

5five

00

5five

00

5five

и рассчитывает на основе текущих координат системы (угол, скорость, ускорение ) код G управл ющего воздействи , модуль fG| которого пересылаетс  затем в регистр 12 управл ющих воздействий,после чего указанный процесс повтор етс . При расчете G может быть использован, например, известный алгоритм ПИД-регулировани :and calculates, based on the current coordinates of the system (angle, speed, acceleration), the control code G, the modulus fG | which is then sent to control action register 12, after which the process is repeated. When calculating G, for example, the well-known PID control algorithm can be used:

G(n)G(nH)(n)-F(n);i--K2W(n)-- -KjW(n)-W(n-l)LG (n) G (nH) (n) -F (n); i - K2W (n) - -KjW (n) -W (n-l) L

3,3,

где F(n) - код угла поворота серводина , формируемый ЦДУ 6 в момент времени W(n)F(n)- F(n-i) - код скорости серводина,where F (n) is the code of the angle of rotation of servodin generated by the CDU 6 at the moment of time W (n) F (n) - F (n-i) is the code of the speed of servodin,

рассчитываемый МП,25; Q(n) - текущее задание по углу; коэффициенты регул тора; G(n-l),calculated MP, 25; Q (n) - the current task angle; regulatory factors; G (n-l)

W(n-l) - предыдущее значение управл ющего воздействи  и скорости .W (n-l) is the previous value of the control action and speed.

Расчет кода W(n) скорости и управление серводином реализуютс  с помо- щью программ SERVO обслуживани  прерываний программируемого таймера 29. При генерации п-го запроса ПТ 29 на прерывание управлени  передаетс  i программе SERVO, в соответствии с которой МП 25 с помощью магистрали 5, интерфейсного блока 7 сопр жени  и регистра 4 сопр жени  угла считывает код F угла поворота ротора синхронного электродвигател , формируемый цифровым датчиком 3 положени  ротора и пересылает его в ОЗУ 26. Далее МП 25 в соответствии с программой SEEV09 размещенной в ПЗУ 27, вычисл ет код W скорости серводинаThe calculation of the speed code W (n) and servodin control are implemented using the SERVO interrupt service programs of the programmable timer 29. When generating the nth request, the PT 29 for interrupt control is transmitted to the i SERVO program, according to which the MP 25 is using trunk 5, the interface unit 7 interface and register 4 interface angle reads the code F of the rotation angle of the rotor of a synchronous electric motor generated by the digital sensor 3 position of the rotor and sends it to RAM 26. Next MP 25 in accordance with the program SEEV09 located in ROM 27, you OI is servodina speed code W

VV

E(2S-l)sin( + )приСЈ 0,()/6С;E (2S-l) sin (+) at CЈ 0, () / 6C;

E|(2S-l)ein(2 -gJrr + )|приСе(2Ь-1)/6, (2Ъ-1)E | (2S-l) ein (2 -gJrr +) | in C (2L-1) / 6, (2L-1)

E|(25-l)sin( )1приСе(2Ь-1)/3, (2Ь-1)/2С;E | (25-l) sin () 1Rec (2L-1) / 3, (2L-1) / 2C;

E|(2S-l)sin( - i )|приCG(2b-l)/2, 2()/3C;E | (2S-l) sin (- i) | with CG (2b-l) / 2, 2 () / 3C;

E|(2s-l)sin( - |)|приСе 2(2Ь-1)/3, 5(2Ь-1)/бС5E | (2s-l) sin (- |) | at SEC 2 (2L-1) / 3, 5 (2L-1) / BS5

EK2S-l)sin( - -)|приСе 5(2Ь-1)/6, (2V-1)C.EK2S-1) sin (- -) | SeC 5 (2L-1) / 6, (2V-1) C.

W(n)F(n)-F(n-l), где F(n),F(n-l) 7 считанные Mil 25 коды F угла соответственно при п-м и (п-1)-м прерывани х МП 25.W (n) F (n) -F (n-l), where F (n), F (n-l) 7 are Mil 25 angle codes F, respectively, at the nth and (n-1) -m interrupts of MP 25.

Коды F угла и W скорости используютс  при расчете адреса А таблицы N опережающей поэиционно-зависимой модул ции ОПМ фазных напр жений:Codes F of the angle and W of the speed are used when calculating the address A of the table N of the advanced poetic-dependent modulation of the PMA of phase voltages:

(О A(n).F(n)+2 erct8 |fw(n)g,(O A (n) .F (n) +2 erct8 | fw (n) g,

(2)(2)

где b - разр дность таблицы N ОПМ.where b is the size of the N OPM table.

Далее программа SERVO анализирует знак кода G управл ющего воздействи , сформированного регул тором и при производит реверс привода путем сдвига на Т аргумента В ОПМ:Next, the SERVO program analyzes the sign of the G code of the control action generated by the controller and, when reversed, drives the drive by shifting T of the argument B of the PKO:

Г А(п) при G}0; В(п).,Г А (п) with G} 0; In (n).,

А(п)+2 при ,- (3)A (n) +2 with, - (3)

Дл  обеспечени  периода изменени  2 JT кода ОПМ программа SERVO приводит значение С(п) адреса таблицы ОПМ в диапазон 0,2°-l3sIn order to provide a change period of 2 JT of the PKO code, the SERVO program results in the value C (n) of the address of the PKO table in the range of 0.2 ° -l3s

С(п) C (n)

ГВ(п)GW (n)

В(п)-2B (n) -2

ЬB

при (п).2 -1; при В(п)}2Ь-1 ;at (n) .2 -1; with B (n)} 2b-1;

,B(n)+2 D при В(п)0, B (n) +2 D with B (n) 0

(4)(four)

Далее МП 25 под управлением программы SERVO извлекает элемент N(C) таблицы ОПМ по адресу С и пересылает его в ШИМ 9 и 10 и РЗ 8:Further, the MP 25 under the control of the SERVO program retrieves the element N (C) of the PKO table at address C and sends it to PWM 9 and 10 and RZ 8:

JSJs

isis

N(C) 2J V.}+2Z S 2N (C) 2J V.} + 2Z S 2

IsO J J Iso j j

(5)(five)

где V.(,l) и ек(,1,2) - компоненты слова N, определ ющие длительность пребывани  вектора магнитного статора в соседних ориентаци х и пол рность напр жений на обмотках 1:where V. (, l) and ek (, 1, 2) are the components of the word N, which determine the duration of the magnetic stator vector in adjacent orientations and the polarity of the voltages on the windings 1:

(6)(6)

sin( + Ј )| при Се ог(21-1) sinUfj ry )при СеС(2Ь-О/6, ()sin (+ Ј) | with Ceg (21-1) sinUfj ry) with CeC (2b-O / 6, ()

приat

С6 (2Ь-1)/3, (2Ь-1)C6 (2b-1) / 3, (2b-1)

sin(2 rr--|-)sin (2 rr-- | -)

sin( I)|sin (i) |

sin( i)| при (2ь-1)/3,5(2Ь-1)/бС;sin (i) | at (2Ь-1) / 3,5 (2Ь-1) / бС;

Bin( + )( при (2ь- 1)/6, (2Ь-1).Bin (+) (with (2-1) / 6, (2L-1).

Се (2Ъ-1)/2, 2(2Ь-1)/ЗС; ЬCe (2b-1) / 2, 2 (2b-1) / CS; B

e(e-sign( + ),e (e-sign (+),

К-1,2,3,(8)K-1,2,3, (8)

где Е - оператор выделени  целой части; sign - оператор выделени  знака:where E is the integer selection operator; sign - character selection operator:

sign , sign , хсО. Рассмотренное выше программное обеспечение (1)-(8) совместно с аппаратными средствами, включающими РЗ, ШИМ 9 и 10, БПФН 14 и ПЧ 2 обеспечивает формирование фазных напр жений U1-Uj GDI, представленных на фиг.4. Анализ фиг.4 показывает, что дл  любого угла поворота ротора GDI напр жени  Uf-U s на выходах ПЧ 2 принимают три возможных комбинации:sign, sign, HSO. The above software (1) - (8), together with hardware, including RH, PWM 9 and 10, FPPN 14 and IF 2, provides for the formation of the phase voltages U1-Uj GDI shown in FIG. The analysis of FIG. 4 shows that, for any angle of rotation of the GDI rotor, the voltage Uf-U s at the outputs of the inverter 2 accepts three possible combinations:

1.Два напр жени  положительны, третье равно нулю.1. Two voltages are positive, the third is zero.

2.Одно напр жение положительно, два других равны нулю.2. One voltage is positive, the other two are zero.

3.Все три напр жени  ty -U$ равны нулю.3. All three ty -U $ voltages are zero.

Состо ние 3 соответствует динамическому торможению путем короткого замыкани   корной обмотки и обеспечивает линейность его регулировочных характеристик. Переход из состо ни  I в состо ние 2 и наоборот сопровождаетс  поворотом вектора Р магнитного пол  статора на 60 эл.град. аналогично вентильным электроприводам чсState 3 corresponds to dynamic braking by short-circuiting the core winding and ensures the linearity of its control characteristics. The transition from state I to state 2 and vice versa is accompanied by the rotation of the vector P of the stator magnetic field by 60 electrical degrees. similar to valve electric actuators

позиционной коммутацией фазных напр жений , причем ориентаци  указанных состо ний вектора Ф определ етс  комбинацией сигналов е,-е s знаков фазных напр жений. positional switching of the phase voltages, and the orientation of the indicated states of the vector F is determined by the combination of the signals e, -s s of the signs of the phase voltages.

Требуемый вектор Ф магнитного пол  статора в предлагаемом приводе формируетс  путем сложени  n-й и п-Н-й ориентации $ , ,ФПИ маг нитного пол  статора из фиксированного набора шести ориентации fy- ф реализуемых в статике полумостовым The required vector F of the magnetic field of the stator in the proposed drive is formed by adding the nth and pnH orientation $,, FPI of the magnetic field of the stator from a fixed set of six orientations fyf realized in statics half-bridge

С6 (2Ь-1)/3, (2Ь-1)C6 (2b-1) / 3, (2b-1)

(2ь-1)/3,5(2Ь-1)/бС;(2Ь-1) / 3,5 (2Ь-1) / бС;

Се (2Ъ-1)/2, 2(2Ь-1)/ЗС; ЬCe (2b-1) / 2, 2 (2b-1) / CS; B

(7)(7)

«W"W

шеститран знстс.рным коммутаторомsixtran comm switch

(.5). Указанное сложение достигаетс  высокочастотным переключением ориентации Ф Ф п+1 и сглаживанием(.five). The specified addition is achieved by high-frequency switching of the orientation f f n + 1 and smoothing

индуктивностью сгатор-ных обмоток пульсаций фазного тока (а следовательно , и вариаций результирующего,. пол  Ј), причем ориентации ф , ф задаютс  с помощью кодов 6,-е, РЗ 8the inductance of the windings of the pulsations of the phase current (and, consequently, the variations of the resulting, field.), and the orientations ф, ф are set using codes 6, -e, РЗ 8

и БПФН 14, а относительное врем  /« , пребывани  МПС в п, п+1 ориента- ци х - коэффициентами заполнени  импульсов ИИМ 9 и 10.and FPPN 14, and the relative time f of the stay of the MPS in the n, n + 1 orientations of x are the pulse filling coefficients of the PIM 9 and 10.

Дл  расчета функций у)} ъ потребуем равенства угла ц поворота магнитного пол  Р заданному углу ц), а нормированный модуль М8 магнитного пол  Ф положим равным М 1/3/2. Приме - н   теорему синусов к секторам Ј п/3, (п+1 )/3|, получим разложение вектораTo calculate the functions y)} ъ, we require equality of the angle η of rotation of the magnetic field P to a given angle η), and the normalized module M8 of the magnetic field F is set equal to M 1/3/2. Apply the Sine Theorem to the sectors Ј n / 3, (n + 1) / 3 |, we obtain the decomposition of the vector

(р по(p to

7i У7i

приведенное в табл.1.given in table.1.

Зависимость средних значений выходных напр жений ПЧ 2 и Е.-Е- ,.Dependence of the average values of the output voltage of the inverter 2 and E.-E-,.

фазных напр жений CD1 от угла (поворота ротора, соответствующа  приведенному в табл.1 закону сканировани  ,(ф), i(V) изображена на фиг. 4. Анализ фиг.4 показывает, что несмотр phase stresses CD1 from the angle (rotation of the rotor, the scanning law given in Table 1, (f), i (V) is shown in Fig. 4. The analysis of Fig. 4 shows that, despite

на несинусоидальный характер средних выходных напр жений ПЧ, средние фазные напр жени  Е,-Е3 GDI  вл ютс  синусоидальным и функци ми угла (f поворота ротора и, следовательно, вращающий момент серводина не зависит от угла ip и не содержит коммутационных пульсаций, как и предполагалось при выводе закона сканировани  у(у).the non-sinusoidal nature of the average output voltages of the inverter, the average phase voltages E, -E3 GDI are sinusoidal and angle functions (f rotor rotation and, therefore, the servodin torque does not depend on the angle ip and does not contain switching pulsations, as expected at the conclusion of the scan law for (y).

).).

БПФН 14 обеспечивает с учетом кодов е,-е3 РЗ 8 подключение n-й ориентации магнитного пол  р GDI.при выходных. сигналах ШИМ 9 и 10 п,65, пг к подключение п+1-и ориентацииFPSP 14 provides, taking into account the codes e, -e3 RZ 8, the connection of the n-th orientation of the magnetic field G GDI. At the output. PWM signals 9 and 10 p, 65, pg to connect n + 1 orientation

ср при n,l, . Таким образом, длительность сигнала пг ШИМ 10 задает врем  существовани  n-й ориентации ф, а разность длительностей h и ht сигналов ШИМ 9 и 10 - врем  существовани  п+1-й ориентации р , смещенной на 60 эл. град. С учетом сказанного входной код V2 ШИМ 10 на б определ етс  функцией сканировани  Тг t + 24 приведенной в табл.1. Выражени  дл  входных кодов V j V2 ШИМ 9 и 10, соответствующие функци м #t f были рассмотрены ранее (см. (6)™(8)). Выходные сигналы А,В,С БПФН 14 в зависимости от сигналов hf,h ШИМ 9 и 10 , РЗ 8 управл ют ПЧ, причем при нулевых сигналах А,В,С на его выходах формируетс  высокий, а при единичных - низкий уровень выходного на- 2Q та обусловленных непосто нством напр жени . В соответствии с приведенным описанием функционирование БПФН 14 показано в следующей табл.2 истинно сти.cf with n, l,. Thus, the duration of the PG signal PWM 10 sets the time of existence of the n-th orientation φ, and the difference between the durations h and ht of the PWM signals 9 and 10 is the time of existence of n + 1-th orientation p, shifted by 60 al. hail. In view of the above, the input code V2 PWM 10 by b is determined by the scanning function Tr t + 24 given in Table 1. The expressions for the input codes V j V2 PWM 9 and 10, the corresponding functions #t f were considered earlier (see (6) ™ (8)). The output signals A, B, C of the FPPH 14, depending on the signals hf, h, of PWM 9 and 10, RZ 8 control the IF, and at zero signals A, B, C at its outputs a high is formed, and at single signals a low level of output - 2Q that caused by voltage failure. In accordance with the above description, the functioning of the PBPN 14 is shown in the following truth table.2.

пр жени  питани .power supply

Таким образом, введение блока 14 преобразовани  фазных напр жений и узла 13 преобразовани  дрейфа напр Исключенные состо ни  входных сиг- 25 жени  источника питани  позвол етThus, the introduction of the phase voltage conversion unit 14 and the drift transformation unit 13, for example, the Excluded states of the input signals of the power source allows

налов h, ,Ьг, е едБПФН 14, не реализуемые при нормальной работе привода , отмечены в табл.2 символом х. Состо ни  1,9,17,25 и 8,16, 24,32 соответствуют запрещенным сочетани м 000 и 111 кодов е,-е знаков фазных напр жений, а состо ни  9-16 - неиспользуемой комбинации 01 сигналов Ьг-Ь, ШИМ 9 и 10. Состо ни  2-7 опhl, lg, e edBPFN 14, which are not realized during normal operation of the drive, are marked in table 2 with the x symbol. The states 1,9,17,25 and 8,16, 24,32 correspond to the forbidden combinations of 000 and 111 codes of e, -e signs of phase voltages, and states 9-16 - unused combination of 01 signals of Lg-b, PWM 9 and 10. State 2-7 op

редел ют динамическое торможение сер- водина (Ь,, ), состо ни  26-31 задают текущую, а 18-23 - соседнюю ориентацию .they determine the dynamic braking of servodine (b ,,), states 26–31 determine the current one, and 18–23 define the next orientation.

Карты Карно, заполненные на основе табл.2, позвол ют получить минимизированные логические выражени  дл  формировани  выходных сигналов А,В,С БПФН 14 в виде;Carnot maps, based on Table 2, provide minimized logical expressions for generating output signals A, B, C of FPPH 14 in the form;

,) hl-e,,) hl-e,

(е1Ь1+е3Ь1) hv егЬа+е3Ь, г(e1b1 + e3b1) hv exba + e3b, g

(9) (Ю)(9) (S)

Cehfd h.+e,,) « , , (11)Cehfd h. + E ,,) “,, (11)

что полностью соответствует схеме БПФН 14, приведенной на фиг.1.which is fully consistent with the scheme BPNA 14, shown in Fig.1.

Возможны также другие варианты реализации БПФН 14 на основе выражений (9)-(П).Other implementations of FPPH 14 based on expressions (9) - (P) are also possible.

Формирование тактовых импульсов УДЧ 11 с помощью узла 13 преобразовани  дрейфа напр жение БП 14 в частоту обеспечивает уменьшение пульсаций вращающего момента, обусловленных пульсаци ми и дрейфом напр жени  U БП 14. Действительно, частота узла 13, а частота УДЧ 11 Ј„- , коэффициент заполнени  импульсов ШИМ 9 и 10 Ci/T Vj/CfyT V./ /(KUT) сформируют среднее напр жение на выходе ПЧ:The formation of clock pulses of the UDCH 11 with the help of the node 13 of the drift transformation, the voltage of the PSU 14 to the frequency provides a reduction of the torque pulsations due to the pulsations and the voltage drift U of the PSU 14. Indeed, the frequency of the node 13 and the frequency of the UDCH PWM pulses of 9 and 10 Ci / T Vj / CfyT V. / / (KUT) will form the average voltage at the output of the drive:

U 4J /T-Vi G/ (KT)V GUm/ (2$-1) ( ) ,U 4J / T-Vi G / (KT) V GUm / (2 $ -1) ()

возможное напр жение БП 14; S,d --разр дности ШИМ 9 и 10 иpossible voltage of power supply unit 14; S, d is the PWM 9 and 10 resolution and

УДЧ П.UCH P.

r Последнее выражение свидетельствует об инвариантности привода к напр жению U БП 14, что обеспечивает по . сравнению с известным устройством уменьшени  пульсаций вращени  моменr The last expression indicates the invariance of the drive to the voltage U BP 14, which provides by. compared with the known device for reducing the ripple torque

где U - минимальноwhere u is minimal

mm

пр жени  питани .power supply

Таким образом, введение блока 14 преобразовани  фазных напр жений и узла 13 преобразовани  дрейфа напр улучшить массогабаритные и регулировочные характеристики электропривода за счет выполнени  преобразовател  частоты в виде трехфазного мостового инвертора при сохранении синусоидальности выходного напр жени  и исключени  вли ни  дрейфа напр жени  источника питани .Thus, the introduction of a phase voltage conversion unit 14 and a drift transformation unit 13 improve the weight and size and adjustment characteristics of the electric drive by performing a frequency converter in the form of a three-phase bridge inverter while maintaining the sinusoidal output voltage and eliminating the power source voltage drift.

Claims (1)

Формула изобретени  Вентильный электропривод с цифровым управлением, содержащий синхронный электродвигатель,  корна  обмотка которого подключена к выходам преобразовател  частоты, а вал механически св зан с цифровым датчиком положени  ротора, выходы которого через регистр угла с управл ющим входом подключены к магистрали, подключенной к выходу программируемого блока управлени  , интерфейсный блок сопр жени  с трем  выходами, входы которого подключены к магистрали, к первому выходу подключен управл ющий вход регистра угла, к второму выходу подключены соответственно входы записи регистра знака с трем  выходи- ми, первого и второго широтно-им- пульсных модул торов, кодовые входы которых подключены к магистрали, а тактовые входы подключены к выходу управл емого делител  частоты с частотным входом, кодовые входы которого подключены к магистрали черезThe invention The digitally controlled valve actuator containing a synchronous motor, the root winding of which is connected to the outputs of the frequency converter, and the shaft is mechanically connected to the digital rotor position sensor, the outputs of which are connected to the highway connected to the output of the programmable unit through the angle register with the control input control interface gateway with three outputs, the inputs of which are connected to the highway, the control input of the angle register is connected to the first output, to the second The output is connected, respectively, to a record of the register of the sign with three outputs, the first and second pulse-width modulators, the code inputs of which are connected to the highway, and the clock inputs are connected to the output of a controlled frequency divider with a frequency input, the code inputs of which are connected to highway through регистр управл ющего воздействи , вход записи которого подключен к третьему выходу интерфейсного блока, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных и регулировочных характеристик, в него дополнительно введены узел преобразовани  дрейфа напр жени  источника питани  в частоту, подключенный к частотному входу управл емого делител  частоты, и блок преобразовани  фазных напр жений с п тью входами и трем  выходами, а преобразователь частоты выполнен в виде мостового трехфазного инвертора, при этом блок преобразовани  фазных напр жений выполнен в виде четырех логических инверторов , трех логических элементов 2И-2ШЖ-НЕ и трех логических элемен- тов 2И, выходы которых образуют три выхода блока преобразовани  фазных напр жений и подключены к входам управлени  трехфазного мостового инвертора, первый вход блока преоб- раэовани  фазных напр жений, подключенный к выходу второго широтно-им пульсного модул тора образован объединенными первыми входами логических элементов 2И, второй вход блока пре- образовани  фазных напр жений, подключенный к выходу первого широтно- импульсного модул тора, образован объединенными соответственно четвертым входом первого, третьим входом второго, третьим входом третьего логических элементов 2И-2ИЛИ-НЕ иcontrol action register whose recording input is connected to the third output of the interface unit, characterized in that, in order to improve the weight and size and adjustment characteristics, a node is added to convert the voltage to the frequency source voltage drift connected to the frequency input of the controlled frequency divider , and a phase voltage conversion unit with five inputs and three outputs, and the frequency converter is designed as a three-phase bridge inverter, while the phase conversion unit Voltages are made in the form of four logic inverters, three logic elements 2I-2SHJ-NOT and three logic elements 2I, the outputs of which form three outputs of the phase voltage conversion unit and connected to the control inputs of the three-phase bridge inverter, the first input of the transducer unit phase voltages connected to the output of the second pulse-width modulator formed by the combined first inputs of logic elements 2I, the second input of the phase voltage converting unit connected to the output of the first latitude o- width modulator, is formed by the combined input of the first respectively fourth, the third input of the second, the third input of the third logic elements 2I-2or-NO and ТаблицаTable - - Разложение вектора Р по векторам i, гThe decomposition of the vector P in the vectors i, g входом второго логического инвертора, третий вход блока преобразовани  фазных напр жений, подключенный к третьему выходу регистру знака, образован объединенными третьим входом первого логического элемента 2И-2И-НЕ и входом четвертого логического инвертора , четвертый вход блока преобразовани  фазных напр жений, подключенный к второму выходу регистра знака , образован объединенными соответственно входом первого логического инвертора и четвертым входом второго логического элемента 2И-2ИЛИ-НЕ, п тый вход блока преобразовани  фазных напр жений, подключенный к первому выходу регистра знака, образован объединенными соответственно входом третьего логического инвертора и четвертым входом третьего логического элемента 2И-2ШШ-НЕ, причем первый вход первого логического элемента 2И-2ШШ- НЕ подключен к выходу первого логического инвертора, к выходу второго логического инвертора подключены объединенные соответственно второй вход первого, первый вход второго и первый вход третьего логических элементов 2И-2НЛИ-НЕ, к выходам третьего и четвертого логических инверторов подключены соответственно вторые входы второго и третьего логических элементов 2И-2ИЛИ-НЕ, к выходам трех логических элементов 2И-2ШШ-НЕ подключены соот- ветственно вторые входы трех логических элементов 2И.the input of the second logic inverter, the third input of the phase voltage conversion unit connected to the third output to the sign register is formed by the combined third input of the first logic element 2I-2I-NOT and the input of the fourth logic inverter, the fourth input of the phase voltage conversion unit connected to the second output the sign register is formed by the combined input of the first logic inverter and the fourth input of the second logic element 2I-2ILI-NOT, the fifth input of the phase conversion unit voltages connected to the first output of the sign register are formed by the combined input of the third logic inverter and the fourth input of the third logic element 2I-2ShSh-NOT, the first input of the first logic element 2I-2ShSh- is NOT connected to the output of the first logical inverter logic inverter connected the combined, respectively, the second input of the first, the first input of the second and the first input of the third logic elements 2И-2НЛИ-НЕ, to the outputs of the third and fourth logical inverters The second inputs of the second and third logic elements 2I-2, OR are connected, respectively, to the outputs of the three logic elements 2I-2ShSh-NOT, respectively, the second inputs of the three logic elements 2I are connected. Таблица истинности БПФН 14Truth Table of FPPH 14 ±ЕЫЗ± eyz ЛЛ LL ОГВOGV ТаблицаTable Фиг. 2FIG. 2 Фиг.ЗFig.Z ii ППП.ПДППГПЦППГТ1Г1ПППППPPP.PDPPGPPPPGT1G1PPPP оллпгallpng пппппsapp ПППГШ1ГШПЛ ПPPPGSh1GShPL P Л/3L / 3 оллпгallpng пппппппгтпппшшppppppptgppppshsh пп пппппппгppp pppppg ZHI3ZHI3 лl 5Я/3 f5I / 3 f Фиг ЛFIG L
SU884459588A 1988-07-12 1988-07-12 Digit-controlled rectifier electric drive SU1582291A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884459588A SU1582291A1 (en) 1988-07-12 1988-07-12 Digit-controlled rectifier electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884459588A SU1582291A1 (en) 1988-07-12 1988-07-12 Digit-controlled rectifier electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1582291A1 true SU1582291A1 (en) 1990-07-30

Family

ID=21389323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884459588A SU1582291A1 (en) 1988-07-12 1988-07-12 Digit-controlled rectifier electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1582291A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Цифровое управление вентильным электродвигателем посредством микро- ЭВМ. Изв. ВУЗов. Электромеханика, 1982, № 6, с. 676-685. Разработка и создание автоматизированных систем управлени электромеханическими устройствами роботов и манипул торов. Л., ЛДНТП, 1986, с. 25-28. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5350988A (en) Digital motor controller
US5872435A (en) Electrical drive arrangement
US4507590A (en) Brushless DC motor
JP2003111472A (en) Switching method for ground referenced voltage controlled electric machine
EP0077836B1 (en) Control apparatus for electric motors
US4743824A (en) Method and apparatus for controlling a motor
US5231343A (en) Driving apparatus for stepping motor capable of restraining motor noise
SU1582291A1 (en) Digit-controlled rectifier electric drive
CN116569456A (en) Motor driving device
JPH10117489A (en) Phase controller
JP3194067B2 (en) PWM pulse generator
JPH0480637B2 (en)
JPH0564558B2 (en)
JP3266557B2 (en) Small angle drive for stepping motor
SU1577060A1 (en) Ac electric drive
SU1432719A1 (en) Four-cycle reversible pulse distributor for stepping motor control
JP4653692B2 (en) Micro-step drive device for stepping motor
JPS592574A (en) Current command value calculating system for power converter
JP2003070295A (en) Microstep driver and driving method of stepping motor
JPH05122983A (en) Controller for permanent magnet motor
SU1594488A1 (en) Device for program control of m-phase stepping motor
JPH09163759A (en) Digital pwm controller
JPH02228289A (en) Driver for synchronous motor
JPH10234196A (en) Device for drive brushless motor
SU1730610A1 (en) Digital tracking system