Claims (2)
Поставленна цел1 достигаетс тем, что генератор импульсов содержит интегрирующий операционный усилитель, суммирующий операционный усилитель, релейный элемент, три ключа, трехпозицион- ный нуль-орган и два элемента И, подключенные своими входами к выходу релейного элемента, соединенного со входами одних усилител моииюсти и инвер- тора, и входу ключа, св занного с одним из входов суммирующего усилител , подключенного своим выходом к входам дру гих усилител мощности и инвертора, а вторым входом - с выходом интегрирую- щего усилител , соединенного своими вх дами с выходами двух других ключей и входной шиной, св занной через нуль-орган с входом ключа суммирующего усилител . Такое выполнение устройства расшир ет диапазон рабочих частот и повьпиае надежность за счет исключени низкочастотных и ненадежных моточных элементов . На фиг. 1 приведена структурна схема устройства дл управлени двигателем переменного тока, в частности шаго вым, а на фиг. 2 - временные диаграмм сигналов на отдельных элементах схемы Устройство (фиг. 1) содержит усилители мощности 1, 2, 3 и 4, коммутирующие фазы 1, П, Ш и 1У шагового двиг-атёл , инверторы 5, 6, двухвходовый интегрирующий операционный усилитель 7 с интегрирующим конденсатором 8 обратной св зи и управл емым делителем 9, подключенным к входной шине. и в); и выполненным на резисторах 10, 11, 12 и 13, и ключах на транзисторах противоположной проводимости 14, 15. Выход интенгрирующего усилител 7 под ключен к релейному элементу 16 и к допо нитеЛЬному двухвходовому операционному усилителю 17, на одном входе которого включен резисторный делитель напр жени 18, 19, а на другом - ключ 20 на транзисторе 21. Цепь управлени ключом 20 соединена с выходом трехпоаиционного нуль-органа 22 также подключенного к входной шине Ug) . . В состав устройства управлени вход т згакже два элемента И 23, 24 на диодах 25, .26, и 27, 28, входы которых подключены к выходам релейного элемента 16, и нуль-органа 22,а выходы соединены с входами ключей 14, 15 управл емого делител 9, Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии при нуль-орган 22 находитс в среднем положении и напр жение на его выходе равно нзлю. При этом независимо от сос то ни релейного элемента 16 один из транзисторов (14 или 15) ключа, вход щего в управл емый делитель напр жени 9, находитс в провод щем состо нии , поскольку при положительном напр жении и на выходе релейного элемента 16 диод 28 открыт, напр жение на выходе элемента И 24 равно нулю и транзистор 14 открыт источником положительного смещени +Е. Транзистор 15 закрыт положительным напр жением с выхода элемента И 23. При отрицательном напр жении на выходе релейного элемента 16 под действием источника смещени - открытым оказываетс транзистор 15 (напр жение на выходе элемента И 23 равно нулю, так как открыт диод 26). В то же врем транзистор 14 закрыт отрицательным напр жением с выхода элемента И 24. В зависимости от величины остаточных параметров транзиеторных ключей 14, 15 и смещени нул собственно операционного усилител интегратор 7 перейдет в состо ние положительного или отрицательного насыщени . Соответственно релейный элемент 16 и двухвходовой операционный усилитель 17 перейдут в состо ние насыщени противоположных знаков. В результате две из четырех фаз двигател окажутс под током, в то врем как две другие обмотки будут обесточены. Такое состо ние устройства управлени вл етс устойчивым, оно соответствует неподвижному двигателю и сохран етс до тех пор, пока входное напр жение не превысит порог чувствительности нуль юргана 22. Работа устройства при подаче входного сигнала иллюстрируетс временными диаграммами фиг. This goal is achieved by the fact that the pulse generator contains an integrating operational amplifier, a summing operational amplifier, a relay element, three keys, a three-position null organ, and two AND elements connected by its inputs to the output of a relay element and an inverter. - a torus, and a key input connected with one of the inputs of a summing amplifier, connected by its output to the inputs of another power amplifier and inverter, and the second input - with the output of an integrating amplifier, with Connected with its own inputs with the outputs of two other keys and an input bus connected through the null-organ to the input of the key of the summing amplifier. Such an embodiment of the device extends the operating frequency range and improves reliability by eliminating low-frequency and unreliable coiled elements. FIG. Figure 1 shows a block diagram of a device for controlling an AC motor, in particular a step motor, and FIG. 2 - time diagrams of signals on individual circuit elements The device (Fig. 1) contains power amplifiers 1, 2, 3 and 4, switching phases 1, П, Ш and 1У of a stepper motor, inverters 5, 6, two-input integrating operational amplifier 7 with an integrating feedback capacitor 8 and a controlled divider 9 connected to the input bus. and c); and made on resistors 10, 11, 12, and 13, and keys on transistors with opposite conductivity 14, 15. The output of the intriguing amplifier 7 is connected to the relay element 16 and to the additional two-input operational amplifier 17, on one input of which a resistor voltage divider is connected 18, 19, and on the other - a key 20 on a transistor 21. A key control circuit 20 is connected to the output of a three-position null body 22 also connected to the input bus Ug). . The control unit includes two elements And 23, 24 on the diodes 25, .26, and 27, 28, the inputs of which are connected to the outputs of the relay element 16 and the zero organ 22, and the outputs are connected to the inputs of the keys 14, 15 divisible divider 9, the device operates as follows. In the initial state, when the null organ 22 is in the middle position and the voltage at its output is equal to zero. At the same time, regardless of the condition of the relay element 16, one of the transistors (14 or 15) of the key included in the controlled voltage divider 9 is in a conducting state, since at a positive voltage and at the output of the relay element 16 the diode 28 open, the output voltage of the AND 24 element is zero and the transistor 14 is open with a source of positive bias + E. The transistor 15 is closed by a positive voltage from the output of the element And 23. With a negative voltage at the output of the relay element 16 under the action of the bias source - the transistor 15 is open (the voltage at the output of the element And 23 is zero, since the diode 26 is open). At the same time, the transistor 14 is closed by a negative voltage from the output of the element And 24. Depending on the magnitude of the residual parameters of the transistor switches 14, 15 and the zero offset of the actual operational amplifier, the integrator 7 will go into a state of positive or negative saturation. Accordingly, the relay element 16 and the two-input operational amplifier 17 will go into a saturation state of opposite signs. As a result, two of the four phases of the motor will be energized, while the other two windings will be de-energized. This state of the control device is stable, it corresponds to a stationary motor and remains as long as the input voltage does not exceed the zero-sensitivity threshold of 22. The operation of the device with the input signal is illustrated by time diagrams of FIG.
2. При положительном напр жении U на выходе нуль-органа 22 устанавливаетс положительное напр жение , открывающее транзистор 21 ключа 20. В зависимости от положени релейного элемента 16 напр жение U (фиг. 2) на выходе интегрирующего усилител 7 измен етс по линейному закону , вызыва переключени релейного элемента 16, что в свою очередь приводит к изменению направлени интегрировани задающего напр жени . Так, например, если выходное напр жение релейного элемента 16 положительно, то на выходе обоих элементов 23, 24 вырабатываютс положительные напр жени , в результате чего транзистор 14 открываетс , а транзистор 15 закрываетс . При этом положительное напр жение Ugy, поступает на нейнвертнрующий вход интегратора 7 через делитель на резисторах 1О, 11. Под действием этого напр жени выходной Ь6 сигнал интегратора U измен етс в по ложительном направлении и в момент вре мени t , достигает nopoi a переключени Ij релейного элемента 16. В результате релейный элемент 16 переходит в сое то ние отрицательного насыщени , что приводит к по влению отрицательного напр жени на выходе элемента И 24 (от срываетс диод 27). Это напр жение закрывает транзистор 11 и входной сигнал Ug)i поступает на оба входа интегрирующего усилител 7, обеспечива перезар д интегрирующего конденсатора 8 и уменьшение выходного напр жени интегратора Uy В момент времени -Ь (фиг. 2) напр жение Uy достигает другого порога переключени релейного элемента ( - U п ) и релейный элемент 16 переходит в состо ние положительного насыщени , после чего вновь вклю чаетс транзистор 14 и измен етс на правление интегрировани напр жени и a) . Такие процессы в схеме периодически повтор ютс . Сигнал с выхода релейного элемента поступает непосредственно на усилитель мощности 3 и через инвертор 6 на усилитель мощности 4. На два других усили тел мощности (1 и 2) сигнал У поступает с двухвходового операционного усилител 17, который при Ub v0 (замкну том транзисторном ключе 20) работает в режиме инвертора-ограничител , обеспечива формирование напр жени пр моугольной формы из пилообразного напр жени на выходе ййтегратора. Как видн6 из временных диаграмм, на фиг. 2 при и-ц, О обеспечиваетс следующа , оче редность переключени фаз шагового дви гател : 1-П, RJJJ, Ш-1У, lY-l, 1-П и т. д. Работа устройства управлени при отрицательном задающем напр жении () происходит аналогичным обра зом. Однако в этом случае выходной сиг нал нуль-органа 22 принимает отрицател ное значение, благодар чему транзистор ный ключ 20 размыкаетс и усилитель 16 работает в режиме усилител -ограни чител без инвертировани входного сигнала . Другое отличие в работе устройства про вл етс в том, что транзистор 14 остаетс в закрытом состо нии, а транзистор 15 переходит во включенное состо ние при отрицательном напр жении на выходе релейного элемента 16. При y. обеспечиваетс обратна очередность коммутации фаз двигател : 1-1 У, 56 1У-Ш, Ш-П, П-1, 1-1У и т. д. , обоспочивающа реверсирование двигател . Выполнение устройства дл управлени двигателем переменного тока по предлагаемой схеме обеспечивает совмещение функций генератора и распределител импульсов, повыша , тем самым, надежность устройства, расщир ет функциональные возможности, обеспечива режим фиксированного останова двигател под током и расшир ет частотный диапазон за счет применени быстродействующих ключевых элементов и операционных усилителей. Формула изобретени Устройство дл управлени двигателем переменного тока, содержащее четыре усилител мощности, коммутирующих фазы двигател , дра инвертора и соединенный со входной шиной двухфазный генератор импульсов, выходы которого подключены ко входам двух усилителей непосредственно , а двух других - через инверторы , отличающеес тем, что, с целью повышени надежности и расширени частотного диапазона, генератор импульсов содержит интегрирующий операционный усилитель, суммирующий операционный усилитель, релейный элемент , три ключа, трехпозиционный нульорган элемента И, подштюченные своими входами к выходу релейного элемента, соединенноГб со входами одних усилител мощности инвертора, и входу Ключа, св занного с одним из входов суммирующего усилител , подключенногосвоим выходом к входам других усилител мощности и инвертора, а вторым входом - с выходом интегрирующего усилител , соединенного своими входами с выходами двух других ключей и входной шиной, св занной через нуль-орган со входом ключа суммирующего усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Дискретный электропривод с шаговыми двигател ми под ред. М. Г. Чиликина , М., Энерги , 1971, с. 2192 .Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., Энерги , 1971, с. 399. Л;: -г--иРт2. A positive voltage U at the output of the zero-body 22 sets a positive voltage, opening the transistor 21 of the switch 20. Depending on the position of the relay element 16, the voltage U (Fig. 2) at the output of the integrating amplifier 7 varies linearly causing switching of the relay element 16, which in turn leads to a change in the direction of integration of the driving voltage. For example, if the output voltage of the relay element 16 is positive, then the output of both elements 23, 24 produces positive voltages, with the result that transistor 14 opens and transistor 15 closes. In this case, the positive voltage Ugy, goes to the integrating input of the integrator 7 through a divider resistors 1O, 11. Under the action of this voltage, the output b6 of the integrator signal U changes in the positive direction and at the time t, reaches the switch Ij relay element 16. As a result, the relay element 16 turns into a negative saturation state, which leads to the appearance of a negative voltage at the output of the AND 24 element (diode 27 breaks off). This voltage closes the transistor 11 and the input signal Ug) i is fed to both inputs of the integrating amplifier 7, providing recharge of the integrating capacitor 8 and reducing the output voltage of the integrator Uy At time point -b (Fig. 2) the voltage Uy reaches another switching threshold the relay element (- U p) and the relay element 16 transitions to the positive saturation state, after which the transistor 14 is switched on again and the voltage integration direction changes, and a). Such processes in the circuit are periodically repeated. The signal from the output of the relay element goes directly to the power amplifier 3 and through the inverter 6 to the power amplifier 4. To the other two forces (1 and 2), the signal Y comes from a two-input operational amplifier 17, which, when Ub v0 (closed transistor switch 20) ) works in the mode of the inverter-limiter, ensuring the formation of a rectangular-shaped voltage from a saw-tooth voltage at the output of the integrator. As can be seen from the timing diagrams, in FIG. 2 at C, O provides the following, the sequence of phase switching of the stepper motor: 1-P, RJJJ, W-1U, lY-l, 1-P, etc. Operation of the control device with a negative setting voltage () happens in a similar way. However, in this case, the output signal of the null organ 22 takes on a negative value, so that the transistor switch 20 is opened and the amplifier 16 operates in the limiter mode without inverting the input signal. Another difference in the operation of the device is that the transistor 14 remains in the closed state, and the transistor 15 switches to an on state with a negative voltage at the output of the relay element 16. At y. the reverse sequence of switching of the phases of the engine is provided: 1–1 V, 56 1U – W, W – P, P – 1, 1–1 U, etc., which helps reversing the engine. The implementation of the device for controlling the AC motor according to the proposed scheme provides for combining the functions of the generator and the pulse distributor, thereby increasing the reliability of the device, extends the functionality, provides a fixed stop of the engine under current and extends the frequency range by applying high-speed key elements and operational amplifiers. Claims An AC motor control device comprising four power amplifiers, switching motor phases, an inverter core, and a two-phase pulse generator connected to the input bus, the outputs of which are connected to the inputs of two amplifiers directly, and the other two through inverters, characterized in that in order to increase reliability and expand the frequency range, the pulse generator contains an integrating operational amplifier, summing operational amplifier, relay element, tr and a key, a three-position null-element I, pinched by its inputs to the output of the relay element, connected to the inputs of one power amplifier of the inverter, and the Key input connected to one of the inputs of a summing amplifier, connected to the inputs of the other power amplifier and inverter, and the second input - with the output of an integrating amplifier connected by its inputs to the outputs of two other keys and an input bus connected via a null organ to the input of the key of the summing amplifier. Sources of information taken into account in the examination 1. Discrete electric drive with stepper motors ed. M. G. Chilikina, M., Energie, 1971, p. 2192. Kossov O. A. Power amplifiers on transistors in the switching mode. M., Energie, 1971, p. 399. L ;: - r - iRt