SU807457A2 - Электропривод с вентильным двигателем - Google Patents

Description

Изобретение относится к бесконтактным электроприводам с вентильным двигателем ипредназначается для использования в следяще-регулируемых системах с цифровым управлением.

По основному авт. св. № 674163 известен электропривод с вентильным двигателем, содержащий многофазную синхронную машину, на валу которой расположены кодовый датчик положения ’О ротора с выходными шинами, число' которых равно числу фаз машины, импульсный датчик с двумя выходами, служащими для получения сдвинутых на51/2по фазе сигналов, счетчик,вход которого 15 соединен с выходом импульсного датчика, задатчик многофазных напряжений,, выход которого соединен в каждой фазе с входом многофазного инвертора.Электропривод содержит также блок20 ’дифференцирования, через который выходные шины кодового датчика положения соединены с шиной установки счетчика в исходное положение, а цифровые шины счетчика и шины кодового датчи- 25 ка соединены в каждой фазе со входом задатчика многофазных напряжений.

Цифровое формирование выходных напряжений инвертора дает возможность получить Любую их форму, в том числе 30 с учетом геометрии машины, что позволяет обеспечить равномерность движения на всех скоростях вращения [1].

Однако для своей работы электрод требует высокоточного кодового датчика положения ротора, где бы сохранялись строгая симметрия выходных сигналов и строгий сдвиг фаз между ними на всех скоростях вращения.При нарушении этого требования возникает искажение формы выходного напряжения инвертора, снижение плавного движения на малых скоростях вращения и уменьшение КПД.

Цель изобретения — повышение плавности движения и увеличение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе с вентильным двигателем в счетчике установлен блок вентилей и старший разряд в многофазном коде по числу фаз электродвигателя, шины установки триггеров которого соединены через блок вентилей с выходными шинами кодового положения ротора, а управляющие шины блока вентилей соединены с цифровыми шинами младших разрядов счетчика, выходные шины старшего разряда счетчика соединены со входными шинами инвертора и, через блок дифференци рования, с шиной установки в исход’ное состояние младших разрядов счетчика.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 — временные диаграмма сигналов Qf, . 5 Qj, на выходе кодового датчика, цифровых сигналов А младших разрядов счетчика, сигналов Q'₄, Qj,· q\ старшего разряда счетчика и сигналов J установки реверсивного счетчика в исход- Ю ное состояние.

Управляющее напряжение U _вх поступает на вход инвертора 1, который путем широтно-импульсного модулирования (ШИМ) по синусоидальному закону форми-jj рует трехфаэные напряжения питания синхронного двигателя 2. Формирование напряжений питания двигателя производится цифровым способом от сигналов на цифровых входных шинах инвертора. На валу синхронного двигателя установлен импульсный датчик 3 с выходными шинами, сигналы ос, (¾ , ос', β>’ на которых изменяют свой порядок следования при’ изменении направления вращения вала,, а также кодовый датчик 4 с выходными шинами, число которых равно числу фаз инвертора 1. Выходные шины датчика 3 соединены со входом реверсивного счетчика 5 и схемой оп ределения направления вращения вала 30 двигателя 6. Выходные шины схемы 6 соединены с управляющими входами вентилей 7 и 8, которые соответственно пропускают сигналы на установку счетчика 5 в нулевое и максимальное сос- 35 тояние. Блоки 5-8 образуют полную схему логического устройства 9 с реверсивным счетчиком 5 и с установкой его в исходное состояние, в зависимости от направления вращения вала двигателя. На выходе счетчика 5 установ- ^w лен триггер 10 старшего разряда, код выходных сигналов которого совпадает с кодом сигналов на выходе кодового датчика 4. Шины установки триггеров соединены с выходными шинами дат- 45 чика 4 через блок вентилей 11, управляющие входы которого соединены с цифровыми шинами счетчика 5. Цифровые шины счетчика 5 и триггера 10 поступают на цифровой вход инвертора 1. 50

Выходные шины триггера 10 соединены также с дифференцирующим блоком 12, выход которого соединен с шиной установки логического устройства 9 в исходное состояние. 55

Для пояснения работы электропривода примем выполнение его трехфазным с емкостью счетчика 5 до 399, а выполнение кодового датчика 4 с неточностью выходных сигналов Q,, Q₂, 60 в +10 единиц датчика 3. В этом случае при изменении цифр счетчика 5 от 0 до 10 и от 390 до 0 вентили 11 закрываются и связь триггеров 10 с сигналами датчика 4 прекращается.

Устройство работает следующим образом.

t При включении электропривода сигналы кодового датчика 4 устанавливают триггеры 10 в соответствующее сигналам положение Q<,.. Q^, Q._A,a полярность и величина входного напряжения U_sx. инвертора определяют направление вращения вала 2 и величину его напряжения питания. Если при включении цифровые сигналы счетчика 5- не согласованы с сигналами старшего разряда триггера 10, что практически бывает всегда,то первое переключение выходных сигналов датчика 4 вызывает переключение триггеров 10, и через дифференцирующий блок 12 — установку счетчика 5 в исходное состояние (для режима суммирования в нулевое положение, а для режима вычитания в максимальное). В момент установки счетчика 5 в исходное состояние закрываются вентили 1-1 и прерывается связь между триггерами блока вентилей 11 и выходными шинами датчика 4.

При дальнейшей работе счетчик 5 и триггер старшего разряда 10 представляют единое целое и их цифровые, выходы жестко привязаны к положению ротора двигателя 2, а порядок изменения цифр счетчика определяется направлением вращения вала двигателя. При этом, когда цифры счетчика 5 изменяются в диапазонах от 390 через 0 до 010, происходит отключение триггера старшего разряда .10 от сигналов кодового датчика 4, и их переключение происходит с выхода счетчика 5, ч>о определяет строгий сдвиг по фазе между выходными сигналами триггера 10 и Qjj, Q·?, О’з» ^а продифференцированные импульсы с выхода блока 12 совпадают с естественной установкой счетчика 5 в исходное состояние.

Таким образом неодинаковость сигналов Q<, Q_e, Q_a кодового дачтика 4 не вызывает несимметрии выходного напряжения инвертора, а цифровые сигналы счетчика 5 и триггера 10 строго согласованы между собой, что позволяет получить синусоидальную ШИМ выходного напряжения инвертора.

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к бесконтактным электроприводам с вентильным двигателем и-предназначаетс  дл  использовани  в след ще-регулируемых системах с цифровым -управлением. По основному авт. св. 674163 известен электропривод с вентильным двигателем, содержащий многофазную синхронную машину, на валу которой расположены кодовый датчик положени  ротора с выходными шинами, число кото рых равно числу фаз машины, импульсный датчик с двум  выходами, служащи ми дл  получени  сдвинутых HaUfSno фазе сигналов, счетчик,вход которого соединен с выходом импульсного датчика , задатчик многофазных напр жений ,, выход которого соединен в каждой фазе с входом многофазного инвер тора.Электропривод содержит также бло дифференцировани , через который выходные шины кодового датчика положени  соединены с шиной установки счет чика в исходное положение, а цифровы шины счетчика и шины кодового датчика соединены в каждой фазе со входом задатчика многофазных напр жений. Цифровое формирование выходных напр жений инвертора дает возможност получить /йобую их форму, в том числе с учетом геометрии машины, что позвол ет обеспечить равномерность движе и  на всех скорост х вращени  1. Однако дл  своей работы электрод требует высокоточного кодового датчика положени  ротора, где бы сохран лись строга  симметри  выходных сигналов и строгий сдвиг фаз между ними на всех скорост х вращени .При нарушении этого требовани  возникает искажение формы выходного напр жени  инвертора, снижение плавного движени  на Мсшых скорост х вращени  и уменьшение КПД. Цель изобретени  - повышение плавности движени  и увеличение КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электроприводе с вентильным двигателем в счетчике установлен блок вентилей и старший разр д в многофазном коде по числу фаз электродвигател , шины установки триггеров которого соединены через блок вентилей с выходными шинами кодового положени  ротора, а управл ющие шины блока вентилей соединены с цифровыми шинаии1и младших разр дов счетчика , выходные шины старшего разр да счетчика соединены со входными шинами инвертора и, через блок дифференцировани , с шиной установки в исходнее состо ние младших разр дов счетчика . На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого электропривода; на фиг 2 - временные диaгpaм вл сигналов Q, Q, 0,5 на выходе кодового датчика, цифровых сигналов А младших разр дов счетчика, сигналов Q, Qlj, Q старшег разр да счетчика и сигналов d установки реверсивного счетчика в исходнов состо ние. . Управл ющее напр жение V g, поступает на вход инвертора 1, который путем широтно-импульсного модулировани ( ШИМ) по синусоидальному закону форми рует трехфазные напр жени  питани  синхронного двигател 
2. 2. Формирование напр жений питани  двигател  производитс  цифровым способом от сигнало на цифровых входных шинах инвертора. На валу синхронного дпигател  установлен импульсный датчик 3 с выходными шинами, сигнсшы ос, Ь , л , fb на которых измен ют свой пор док следовани  при изменении направлени  вращени  вала,- а также кодовый датчик 4 с выходными шинами, число которых равно числу фаз инвертора 1. Выходны шины датчика 3 соединены со входом реверсивного счетчика 5 и схемой определени  направлени  вращени  вала двигател  6. Выходные шины схемы 6 соединены с управл ющими входами вен тилей 7 и 8, которые соответственно пропускают сигналы на установку счет чика 5 в нулевое и максимальное соето ние . Блоки 5-8 образуют полную схему логического устройства 9 с реве{ )сивным счетчиком 5 и с установкой его в исходное состо ние, в зависимо ти от направлени  вращени  вала двигател . На выходе счетчика 5 установ лен триггер 10 старшего разр да, код выходных сигналов которого совпадает с кодом сигналов на выходе кодового датчика 4. Шины установки т риггеров 10 соединены с выходными шинами датчика 4 через блок вентилей 11, управ л ющие входы которого соединены с цифровыми шинами счетчика 5. шины счегчика 5 и триггера 10 посту .пают на цифровой вход инвертора 1. Выходные шины триггера 10 соединены также с дифференцирующим блоком 12, выход которого соединен с шиной установки логического устройства 9 в исходное состо ние. Дл  по снени  работы электроприво да примем выполнение его трехфазныл с емкостью счетчика 5 до 399, а выполнение кодового датчика 4 с .неточностью выходных сигналов Q,, Qj, Q в +10 единиц датчика
3. 3. В зтом случа при изменении цифр счетчика 5 от О д 10 и от 390 до О вентили 11 закрываютс  и св зь триггеров 10 с сигналам датчика 4 прекращаетс . Устройство работает следующим образом . При включении электропривода сигналы кодового датчика 4 устанавливают триггеры 10 в соответствующее сигналам положение Q,.. Q пол рность и величина входного напр жени  . инвертора определ ют направление вращени  вала 2 и величину его напр жени  питани . Если при включении цифровые сигналы счетчика 5- не согласованы с сигналами старшего разр да триггера 10, что практически бывает всегда,то первое переключение выходных сигналов датчика 4 вызывает переключение триггеров 10, и через дифференцирующий блок 12 - установку счетчика 5 в исходное состо ние (дл  режима суммировани  в нулевое положение, а дл  режима вычитани  в максимальное). В момент установки счетчика 5 в исходное состо ние закрываютс  вентили 1-1 и прерываетс  св зь между триггерами блока вентилей 11 и выходньЛми шинами датчика
4. 4. При дальнейшей работе счетчик 5 и триггер старшего разр да 10 представл ют единое целое и их цифровые выходы жестко прив заны к положению ротора двигател  2, а пор док изменени  цифр счетчика определ етс  направлением вращени  вала двигател . При этом, когда цифры счетчика 5 измен ютс  в диапазонах от 390 через О до 010, происходит отключение триггера старшего разр да .10 от сигналов кодового датчика 4, и их переключение происходит с выхода счетчика 5, Ч1)о определ ет .строгий сдвиг по фазе между выходными сигналами тр 1ггера 10 и Q, QZ, Оз/ а продифференцированные импульсы с выхода блока 12 совпадают с естественной установкой счетчика 5 в исходное состо ние. Таким образом неодинаковость сигналов Q(, Qg, Qj кодового дачтика 4 не вызывает несимметрии выходного напр жени  инвертора, а цифровые сигналы счетчика 5 и триггера 10 строго согласованы между собой, что позвол ет получить синусоидальную ШИМ выходного напр жени  инвертора. Формула изобретени  Электропривод с вентильным двигателем по авт. св. № 674163, отличающийс  тем, что, с целью повышени  плавности движени  и увеличени  КПД, в счетчике установлен блок вентилей и СТЬЕЯДИЙ разр д в многофазном коде по числу фаз электродвигател  , шины установки триггеров которого соединены через блок вентилей с выходными шинсц ш кодового датчика положени  ротора, а управл ющие шины блока вентилей соединены с цифровыми шинами младших разр дов счетчика, выходные шины старшего разр да счетчика соедийены со входными шинами инвертора и/ через блок дифференцировани , с шиной установки в исходное состо ние младших разр дов счетчика, Ф(й.1 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское.свидетельство СССР I 674163, кл. Н 02 К 29/02, 1978. ,, «5