SU875336A1

SU875336A1 - Device for numeric control of induction motor

Info

Publication number: SU875336A1
Application number: SU802884880A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Викторович Ефремов; Борис Ефимович Курцман; Валерий Дмитриевич Лебедев; Елена Михайловна Питенина; Валерий Александрович Стрелов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4152
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1981-10-23

Description

Изобретение относится к устройствам автоматики, и предназначено для управления асинхронным двухфазным двигателем цифровых следящих систем. _The invention relates to automation devices, and is intended for controlling an asynchronous two-phase motor of digital servo systems. _

Известны усилительно-преобразова- * тельные устройства, предназначенные для управления асинхронным двухфазным двигателем цифровым кодом. Указанные устройства содержат генератор импульсов, преобразователь код/· временной интервал, счетчик и усилитель. мощности Cli и [2] .Known amplification-converting devices * designed to control an asynchronous two-phase motor with a digital code. These devices contain a pulse generator, a code / time converter, a counter, and an amplifier. power Cli and [2].

Недостатком указанных устройств является зависимость их статической характеристики от частоты питающей 15 сети.The disadvantage of these devices is the dependence of their static characteristics on the frequency of the supply network 15.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилительно-преобразовательное.устройство для цифровых следящих систем, 20 содержащее преобразователь код-временной интервал (ПКВИ) и усилитель мощности. ПКВИ содержит последовательно соединенные генератор трапецеидального напряжения (ГТН),кондеи- *5 сатор, замкнутый через полупроводниковый ключ на первичную обмотку трансформатора и цифровой управляемый резистор (ЦУР), определяющий время заряда конденсатора до величины 30 соответствующей порогу срабатывания ключа. Вторичная обмотка трансформатора соединена с распределителем импульсов, обеспечивающим требуемую последовательность подачи управляющих импульсов на ключи в зависимости от знака кода управления и полупериода питающей сети. Это устройство обеспечивает надежное преобразование цифрового кода управления в напряжение переменного тока для управления асинхронным двухфазным двигателем [3] .The closest in technical essence to the proposed one is an amplifying-converting device for digital servo systems, 20 containing a code-time interval converter (PCVI) and a power amplifier. PKVI contains a trapezoidal voltage generator (GTN) connected in series, a condenser * 5 closed through a semiconductor key to the transformer primary winding, and a digital controlled resistor (SDG) that determines the charge time of the capacitor to a value of 30 corresponding to the key response threshold. The secondary winding of the transformer is connected to a pulse distributor, providing the required sequence of supply of control pulses to the keys, depending on the sign of the control code and the half-period of the supply network. This device provides reliable conversion of the digital control code into AC voltage for controlling an asynchronous two-phase motor [3].

Недостатком’ известного устройства является зависимость статической характеристики устройства от частоты питающей сети. Этот недостаток заключается в том, что при постоян.ном коде управления допустимые изменения частоты питающей сети приводят к существённьв^ отклонениям выходной характеристики устройства.A disadvantage of the ’known device is the dependence of the static characteristics of the device on the frequency of the mains. This drawback is that with a constant control code, permissible changes in the frequency of the supply network lead to deviations of the output characteristic of the device.

Цель изобретения - повышение точности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные декодирующий преобразователь, блок памяти, ключ, трансформатор, распределитель импульсов и усилитель мощности, а также источз 875336. 4 ник питания, подключенный к питающим входам усилителя мощности, распределителя импульсов и-через генератор трапецеидального напряжения к второму входу блока памяти введены последовательно соединенные триггер Шмидта, генератор импульсов, счетчик, регистр, выходом подключенный к декодирующему преобразователю, а также формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу триггера Шмидта, а выходы - ко вторым входам счетчика и регистра соответственно, причем вход триггера Шмидта подключей к источнику питания.The goal is achieved by the fact that in a device containing a decoding converter, a memory unit, a key, a transformer, a pulse distributor and a power amplifier, as well as a source 875336 are connected in series. 4 a power supply connected to the power inputs of a power amplifier, a pulse distributor and through a trapezoidal generator voltage to the second input of the memory block introduced in series connected Schmidt trigger, pulse generator, counter, register, output connected to a decoding converter, as well as forming spruce pulse input is connected to the output of the Schmidt trigger, and outputs - to the inputs of the second counter and a register, respectively, wherein the Schmitt trigger input connected to the power source.

На чертеже схематично представлено усилительно-преобразовательное уст-1.5 ройство.The drawing schematically shows the amplification-converting device-1.5 device.

Устройство содержит преобразователь 1 код-временной интервал, декодирующий префбразователь 2, блок 3 памяти, генератор 4 трапецеидального напряжения, трансформатор 6, • распределитель 7 имдульсов, усилитель 8 мощности, триггер 9 Шмидта, генератор 10 импульсов, формирователь 11 импульсов, счетчик 12, регистр 13, источник 14 питания.The device contains a converter 1 code-time interval, a decoding converter 2, a memory unit 3, a trapezoidal voltage generator 4, a transformer 6, • an impulse distributor 7, a power amplifier 8, a Schmidt trigger 9, a pulse generator 10, a pulse shaper 11, a counter 12, a register 13, power supply 14.

ПКВИ 1 в себя последовательно соединенные генератор 4 трапецеидального напряжения (ГТН), блок ,3 памяти в виде конденсатора, замкнутый через* ключ 5 на первичную, обмотку трансформатора 6, и декодирующий преобразователь 2, представляющий цифровой управляемый резистор, на управляющий вход которого поступает код управления и код с выхода регистра 13. Вторичная обмотка трансформатора 6 подсоединена ко входу распределителя 7 импульсов (РИ) , выход которого соединен со входом усилителя 8 мощности. Вход регистра 13 соединен через последовательно соединенные генератор 10 импульсов (ГИ), счетчик 12 с выходом триггера 9 Шмидта, который через формирователь 11 (фазовых)импульсов (ФИ) соединён с управляющими входами счетчика 12 и регистра 13.PKVI 1 is a series-connected trapezoidal voltage generator (GTN) 4, a block, 3 memory in the form of a capacitor, closed through * a key 5 to the primary winding of the transformer 6, and a decoding converter 2, which is a digital controlled resistor, to the control input of which the code control and code from the output of the register 13. The secondary winding of the transformer 6 is connected to the input of the distributor 7 pulses (RI), the output of which is connected to the input of the amplifier 8 power. The input of the register 13 is connected through a series-connected pulse generator (GI) 10, the counter 12 with the output of the Schmidt trigger 9, which is connected through the driver 11 (phase) pulses (FI) to the control inputs of the counter 12 and the register 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

ГТН 4, РИ 7 и триггер 9 Шмидта синхронизируются с напряжением сети которым запитывается усилитель 8. Входным сигналом является код управления, поступающий на управляющие входы ПКВИ 1. Изменение кода управления приводит к изменению величины резистора 2 и, как следствие, к изменению тока и времени заряда конденсатора блока 3 памяти до величины порога срабатывания ключа 5. Питание цепи заряда конденсатора формируется ' в каждый полупериод питающей сети ГТН 4. При достижении напряжения на конденсаторе порогового значения срабатывает ключ 5 и конденсатор 3 , разряжается через обмотку трансформатора 8, после этого ключ снова замыкается. Этот процесс повторяется каждый полупериод. При разряде конденсатора во вторичной обмотке трансформатора 6 формируется импульс, который при помощи РИ 7 передается на ключи усилителя 8 в требуемой последовательности в зависимости от знака кода управления и полупериода питающей сети. В результате, в каждый полупериод питающей сети момент открывания требуемого ключа усилителя мощности, при отсчете от начала каждого полупериода, будет пропорционален коду управления. Так как момент открывания ключей определяется при постоянном коде управления только временем заряда конденсатора, отсчитываемым от начала каждого полупериода, и не зависит от частоты питающей сети, то ее изменение приводит к тому, что мощность, передаваемая через усилитель из сети в нагрузку, изменяется.. При этом повышение частоты питающей сети приводит к уменьшению, а понижение частоты к увеличению мощности, передаваемой усилителем мощности в нагрузку. Компенсация зависимости статической характеристики устройства от частоты питающей сети обеспечивается следующим образом. На выходе триггера 9 формируется прямоугольное напряжение длительностью, равной длительности полупериода питающей сети. Далее сигнал с выхода тригге- , ра 9 поступает на управление ГИ 10 и на вход формирователя импульсов 11. Импульсы с выхода ГИ 10 поступают на вход счетчика 12 только при наличии прямоугольного напряжения с выхода триггера 9, при этом в формирователе 11 по переднему фронту поступающего на него прямоугольного напряжения формируется импульс, обеспечивающий установку счетчика 12 в исходное состояние и разрешение на счет, а по заднему фронту прямоугольного напряжения формируется импульс записи в регистр 13 кода с выхода счетчика 12. Изменение частоты питающей сети приводит к изменению длительности полуперйода и соответственно к изменению длительности прямоугольного напряжения, формируемого в триггере 9. В результате число импульсов, поступающих на вход счетчика 12 от ГИ 10 и, как следствие, код на выходе счетчика 12 будет соответствовать частоте питающей сети. Этот код подается с регистра 13 на управляющие входы ПКВИ 1. Конкретно этот код подается на управляющие входы резистора, так изменяя суммарную величину его сопротивления, чтобы импульс, открывающий ключи усилителя 8 г снимаемый с выхода ПКВИ 1, сместился во времени пропорционально отклонению частоты питающей сети. При этом указанное смещениеGTN 4, RI 7 and Schmidt trigger 9 are synchronized with the mains voltage which is powered by amplifier 8. The input signal is the control code received at the control inputs of the PCVI 1. Changing the control code leads to a change in the value of resistor 2 and, as a result, to a change in current and time the charge of the capacitor of the memory unit 3 to the value of the threshold of the key 5. The power supply of the capacitor charge circuit is formed 'in each half-cycle of the supply network of the gas supply circuit 4. When the voltage on the capacitor reaches the threshold value, key 5 is activated Nationator 3 is discharged through the winding of transformer 8, after which the key closes again. This process is repeated every half period. When the capacitor is discharged, a pulse is generated in the secondary winding of the transformer 6, which is transferred using the RI 7 to the keys of the amplifier 8 in the required sequence, depending on the sign of the control code and the half-period of the supply network. As a result, in each half-cycle of the supply network, the moment of opening the required key of the power amplifier, when counting from the beginning of each half-cycle, will be proportional to the control code. Since the moment of opening the keys is determined with a constant control code, only the capacitor charge time, counted from the beginning of each half-cycle, and does not depend on the frequency of the supply network, its change leads to the fact that the power transmitted through the amplifier from the network to the load changes .. Moreover, increasing the frequency of the supply network leads to a decrease, and lowering the frequency to increase the power transmitted by the power amplifier to the load. Compensation of the dependence of the static characteristics of the device on the frequency of the mains is provided as follows. At the output of trigger 9, a rectangular voltage is formed with a duration equal to the duration of the half-period of the supply network. Next, the signal from the output of the trigger 9 is fed to the control of the ГИ 10 and to the input of the pulse shaper 11. The pulses from the output of the ГИ 10 are supplied to the input of the counter 12 only if there is a rectangular voltage from the output of the trigger 9, while in the shaper 11 along the leading edge of the incoming a pulse is generated on it of a rectangular voltage, which ensures the installation of the counter 12 in the initial state and resolution on the account, and a write pulse is generated on the trailing edge of the rectangular voltage to the code register 13 from the output of the counter 12. Changing the frequency pi a melting network leads to a change in the duration of the half-period and, accordingly, to a change in the duration of the rectangular voltage generated in the trigger 9. As a result, the number of pulses arriving at the input of the counter 12 from ГИ 10 and, as a result, the code at the output of the counter 12 will correspond to the frequency of the mains. This code is supplied from register 13 to the control inputs of PCVI 1. Specifically, this code is fed to the control inputs of the resistor, so changing the total value of its resistance so that the pulse that opens the keys of the 8 g amplifier removed from the output of PCVI 1 is shifted in time in proportion to the frequency deviation of the supply network . The specified offset

875336 6 момента открывания ключей усилителя 8 направлено в сторону, обеспечивающую компенсацию отклонений мощности, передаваемой через усилитель 8 в нагрузку, возникающих из-за изменений частоты питающей сети.875336 6 the moment of opening the keys of the amplifier 8 is directed to the side, providing compensation for deviations of the power transmitted through the amplifier 8 to the load arising from changes in the frequency of the supply network.

Таким образом, обеспечивает стабильность статической характеристики устройства при изменении частоты питающего напряжения, и как следствие, точность устройства.Thus, it ensures the stability of the static characteristics of the device when the frequency of the supply voltage changes, and as a result, the accuracy of the device.

Устройство изготовлено и испытано на предприятии-заявителе, В настоящее время усилительно-преобразовательное устройство внедряется в одной из разработок предприятия-заявителя.The device is manufactured and tested at the applicant enterprise. Currently, an amplifying-converting device is being introduced in one of the developments of the applicant enterprise.

Claims

(54) DIGITAL CONTROL DEVICE The invention relates to automation devices and is intended to control an asynchronous two-phase motor of digital follow-up systems. Amplifier-converting devices are known to control an asynchronous two-phase motor with a digital code. These devices contain a pulse generator, a code converter, a time interval, a counter and an amplifier, Cli power and t2. The disadvantage of these devices is the dependence of their static response on the Pit feed frequency. The closest in technical essence to the proposed device is an amplifier-converter device for digital tracking systems. containing converter code-time interval SCVI) and power amplifier. The PCVI contains a sequentially connected keystone generator (GTH), a capacitor closed through a semiconductor switch to the transformer primary winding and a digital controlled resistor (SDR), determining the cadmium charge time of the capacitor to the value of the ASYNCHRONOUS MOTOR corresponding to the threshold threshold of the switch. The secondary winding of the transformer is connected to a pulse distributor providing the required sequence of supplying control pulses to the keys, depending on the sign of the control code and the half-period of the supply network. This device provides reliable conversion of a digital control code to an AC voltage for controlling an asynchronous two-phase motor 3}. A disadvantage of the known device is the dependence of the static characteristic of the device on the frequency of the supply network. This disadvantage lies in the fact that with a constant .HQM control code, permissible changes in the frequency of the mains supply lead to significant deviations in the output characteristic of the device. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device. The goal is achieved by having a decoding converter, a memory unit, a key, a transformer, a pulse distributor, and a power amplifier, as well as a power source connected to the power supply inputs of the power amplifier, : pulse generator and-through a trapezoidal voltage generator to the second input of the memory unit, the Schmidt trigger connected in series, pulse generator, counter register, output connected to de to the coding converter, as well as the pulse shaper, whose input is connected to the Schmidt trigger output and the outputs to the second inputs of the counter and the register, respectively, with the Schmidt trigger input connected to the power source. The drawing shows a schematic representation of an amplifier-conversion device. The device contains a converter 1 code-time interval, a decoder converter 2, a memory block 3, a trapezoidal voltage generator 4, a transformer €, a distributor 7 pulses, a power amplifier 8, Schmidt trigger 9, a pulse generator 10, a puller ll pulses, a counter 12, register 13, power source 14. PKVI 1 in series connected trapezoidal voltage generator (GTP), a block, 3 memories in the form of a capacitor, closed through a switch 5 to the primary, a transformer b winding, and a decoding converter 2, representing a digital controlled resistor, The control input of which receives the control code and the code from the output of the register 13. The secondary winding of the transformer 6 is connected to the input of the pulse distributor 7 (RI), the output of which is connected to the input of the power amplifier 8. The input of the register 13 is connected via a serially connected generator 10 pulses of MIG), counter 12 with the output of Schmidt’s trigger 9, which is connected to the control inputs of the counter 12 and the register 13 through the driver 11 ((| azovykh) pulses (PI)), GTH 4, RI 7 and Schmidt trigger 9 are synchronized with the mains voltage of the LM power amplifier 8. The input signal is the control code supplied to control the inputs of the PCVI 1. Changing the control code leads to a change in the value of resistor 2 and, as a result e, to a change in the current and charging time of the capacitor of the memory 3 to the threshold value of the key 5. The power supply of the capacitor charge circuit is formed in each half-period of the supply network of the GTH 4. When the voltage across the capacitor reaches the threshold value, the key 5 and the capacitor 3 The transformer 8 winds through the transformer 8. After that, the key is closed again. This process repeats each half period. When the capacitor is discharged, a pulse is generated in the secondary winding of the transformer, which is transmitted to the switches via RS 7. 8 numerator in a desired sequence depending on the sign of the control code and the mains half cycle. As a result, at each half-period of the mains, the moment of opening the required key of the power amplifier, when counting from the beginning of each half-period, will be proportional to the control code. Since the opening time of the Keys is determined with a constant control code only for the charge time of the capacitor, counted from the beginning of each half-period, and does not depend on the frequency of the supply network, changing it causes the power transmitted through the amplifier from the network to the load, changes. At the same time, increasing the frequency of the mains supply leads to a decrease, and lowering the frequency to an increase in the power transmitted by the power amplifier to the load. Compensation for the dependence of the static characteristic of the device on the frequency of the supply network is provided as follows. At the output of the trigger 9, a rectangular voltage with a duration equal to the half-period of the supply network is formed. Then, the signal from the trigger- 9 output goes to the control of the GI 10 and to the input of the pulse shaper 11. The pulses from the output of the GI 10 arrive at the input of the counter 12 only if there is a rectangular voltage from the output of the trigger 9, while in the shaper 11 along the front a pulse is generated at the front of a rectangular voltage on it, which ensures that the counter 12 is set to its original state and is allowed to be counted, and on the falling edge of the rectangular voltage a pulse is formed. Records in the code register 13 from the counter 12 output. The power supply of the network leads to a change in the duration of the half-cycle and, accordingly, to a change in the duration of the rectangular voltage generated in the trigger 9. As a result, the number of pulses entering the input of the counter 12 from the GI 10 and, as a result, the code at the output of the counter 12 will correspond to the frequency supply network. This code is fed from register 13 to control inputs of the PCVI 1. Specifically, this code is fed to the control inputs of the resistor, so that the total value of its resistance changes so that the pulse that opens the keys of amplifier 8; removed from the output of PKVI 1, shifted in time in proportion to the deviation of the frequency of the mains supply. At the same time, the indicated displacement of the moment of opening the keys of the amplifier 8 is directed in the direction providing compensation for deviations of the power transmitted through the amplifier 8 to the load due to changes in the frequency of the supply network. Thus, it ensures the stability of the static characteristics of the device when the frequency of the voltage of the voltage is changed, and as a result, the accuracy of the device. The device is manufactured and tested on the enterprise behind the device. At present, an amplifier-converter device is being introduced into one of the enterprise's projects. The invention Device for a digital control of an asynchronous motor containing a serially connected decoding converter, memory block key, transformer, pulse distributor and power amplifier, as well as a power source connected to the power supply inputs of the power amplifier, pulse distributor and through a trapez generator The secondary voltage to the second input of the memory block, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, sequentially connected Schmidt trigger, pulse generator, counter, register, output connected to a decoding converter, as well as a pulse shaper, the input of which is connected are entered into it to the Schmidt trigger output, and the outputs to the second inputs of the counter and register, respectively, with the Schmidt trigger input being connected to a power source. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 535711, cl. H 02 13/16, 1976. 2 US patent 4,045,715, cl. 318/16, 1977. 3. Batovrin A.A. and others. Digital follow-up systems of ship automation. L., Shipbuilding, 1972, p.115, fig.8-57 (prototype).