SU884048A2

SU884048A2 - Device for control of thyratron motor

Info

Publication number: SU884048A2
Application number: SU792857063A
Authority: SU
Inventors: Георгий Иосифович Каплун; Владимир Николаевич Курчанов; Андрей Станиславович Иванов
Original assignee: Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-11-23

Description

Изобретение относится к электротехнике, а конкретнее к электрическим машинам постоянного тока с бесконтактной коммутацией по положению якоря и может быть использовано для высокоточных систем синхронизации вращения вентильных электродвигателей.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to electric DC machines with non-contact switching by the position of the armature and can be used for high-precision systems for synchronizing the rotation of valve motors.

По основному авт. св. № 813609 известно устройство для управления вентильным, электродвигателем постоянного тока, содержащее генератор высокой частоты, подключенный к входу счетчика с коэффициентом пересчета, кратным произведению числа m фаз электродвигателя на число η пар полюсов его якоря. Вход триггера старшего разряда счетчика через фазовращатель соединен с входом нуль-органа. Выход последнего подключен к входу разрешения записи регистра кода положения, информационные входы которого подключены к выходам триггеров счетчика. Выходы регистра через дешифратор подключены ко входам т-фазного коммутатора [1].According to the main author. St. No. 813609, there is known a device for controlling a valve DC motor containing a high frequency generator connected to the input of the meter with a conversion factor that is a multiple of the product of the number m of phases of the electric motor by the number η of the pole pairs of its armature. The input of the trigger of the highest level of the counter through the phase shifter is connected to the input of the zero-organ. The output of the latter is connected to the write enable register of the position code register, the information inputs of which are connected to the outputs of the counter triggers. The outputs of the register through the decoder are connected to the inputs of the t-phase switch [1].

Однако в устройстве не обеспечивается возможность осуществления реверса электродвигателя электронными методами, что сужает функциональные возможности дви* гателя.However, the device does not provide the possibility of reversing the electric motor by electronic methods, which narrows the functionality of the engine *.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей вентильного электродвигателя.The aim of the invention is to expand the functionality of the valve motor.

Поставленная цель достигается тем, что ⁵ в устройстве управления вентильным электродвигателем между выходами регистра ко да положения и дешифратором введен сумматор по модулю, кратному произведению числа фаз электродвигателя на число пар полюсов его якоря, при этом вторые входы сумматора подсоединены к блоку формирования сигнала направления вращения.The goal is achieved in that the ⁵ apparatus between the register output control BLDC motor to so position and decoder introduced adder modulo a multiple of the product of the number of phases to the motor on the number of pairs of its armature poles, and the second inputs of the adder are connected to the block of the signal direction of rotation.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для управления электродвигателем; на фиг. 2 — круговая диаграмма, 15 иллюстрирующая изменение очередности включения фаз вентильного электродвигателя при реверсе.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device for controlling an electric motor; in FIG. 2 is a pie chart 15 illustrating a change in the sequence of switching on the phases of a valve motor during reverse.

Устройство управления вентильным электродвигателем содержит генератор 1 высокой частоты, выход которого подключен ко входу счетчика 2. Последний имеет коэффициент пересчета, кратный произведению числа гл фаз вентильного электродвигателя на число η пар полюсов его якоря, т. е.The valve motor control device comprises a high-frequency generator 1, the output of which is connected to the input of the counter 2. The latter has a conversion factor that is a multiple of the product of the number of hl phases of the valve motor and the number η of the pole pairs of its armature, i.e.

старшие разряды счетчика 2 образуют счетчик с коэффициентом пересчета, равным произведению т· п, а младшие разряды — счетчик по двоичному основанию. Выход триггера старшего разряда счетчика 2 через фазовращатель 3 соединен с входом нульоргана 4. Выход последнего подключен ко входу разрешения записи регистра 5 кода¹· положения, информационные входы которого подключены к выходам триггеров счетчика 2. При этом выходы регистра 5 подключены к первым входам дополнительно введенного в устройство сумматора 6 по модулю кратному произведению m-n. Вторые входы сумматора 6 являются многоразрядной входной шиной блока, предназначенного для управления направлением вращения. Выходы сумматора 6 через дешифратор 7 подключены к входам m-фазного, коммутатора 8 тока.the higher digits of counter 2 form a counter with a conversion factor equal to the product m · n, and the lower digits form a counter based on a binary base. The trigger output of the high-order bit of counter 2 through the phase shifter 3 is connected to the input of the null organ 4. The output of the latter is connected to the write enable input of register 5 of position code ¹ ·, the information inputs of which are connected to the outputs of the triggers of counter 2. At the same time, the outputs of register 5 are connected to the first inputs of the input into the adder device 6 modulo a multiple product of mn. The second inputs of the adder 6 are a multi-bit input bus block designed to control the direction of rotation. The outputs of the adder 6 through the decoder 7 are connected to the inputs of the m-phase switch 8 current.

При работе устройства высокочастотные' сигналы генератора 1 поступают на вход счетчика 2. Появляющийся в результате их подсчета сигнал на выходе триггера старшего разряда счетчика 2 является опорным для фазовращателя 3. Из синусоидальных выходных сигналов фазовращателя 3 нуль-орган 4 далее формирует прямоугольные импульсы, по переднему фронту которых происходит запись текущего кода счетчика 2 в регистр кода положения 5. С выхода последнего код углового положения вала двигателя поступает на первые входы сумматора 6, на вторые входы которого подан код направления вращения.When the device is operating, the high-frequency 'signals of the generator 1 are fed to the input of the counter 2. The signal that appears as a result of their calculation at the output of the high-order trigger of the counter 2 is the reference for the phase shifter 3. From the sinusoidal output signals of the phase shifter 3, the zero-organ 4 then forms rectangular pulses along the front the front of which the current code of counter 2 is recorded in the register of position code 5. From the output of the last code, the angular position code of the motor shaft enters the first inputs of the adder 6, the second inputs of which rotation direction code supplied.

Существующие способы реверса вентильных электродвигателей, несмотря на разнообразие схемных решений, можно свести к двум основным: реверс, осуществляемый путем изменения знака приложенного к фазе напряжения, реверс за счет изменения порядка чередования включения фаз двигателя.Despite the variety of circuit solutions, the existing methods for reversing valve motors can be reduced to two main ones: reverse, carried out by changing the sign of the voltage applied to the phase, reverse by changing the alternating order of switching on the motor phases.

В данном устройстве реализуется второй из способов реверса. С формальной точки зрения его удобно интерпретировать в виде зеркального отражения сектора 9 (фиг. 2), вращающегося элемента фазовращателя относительно оси 10 магнитного потока ротора (по аналогии с сектором датчика положения ротора в бесконтактном двигателе постоянного тока), например, для трехфазного двигателя с одной парой полюсов на роторе (фиг. 2). Здесь условно показан сектор 9 прямого вращения (*J_np в положении начала этого вращения, т. е. в тот момент, когда он определяет очередное включение фазы А. Последняя при начале прямого вращения создает вектор магнитного потока Ф_А , в то время как стартовое положение вектора магнитного потока ротора Фрс. было параллельно принадлежащему фазе В магнитному потоку, обозначенному какф_в . Зеркально-аналогичный сектору 9 сектор II peBcpciiHHoi'o вращения в показанном угловом положении фазовращателя соответствует аналогичному (т. е. тоже от стартовой фазы В) началу обратного вращения, т. е. тому моменту, когда этот сектор определяет очередное включение фазы С.This device implements the second of the reverse methods. From a formal point of view, it is convenient to interpret it as a mirror image of sector 9 (Fig. 2), a rotating phase shifter element relative to the axis 10 of the rotor magnetic flux (similar to the sector of the rotor position sensor in a non-contact DC motor), for example, for a three-phase motor with one a pair of poles on the rotor (Fig. 2). There is shown schematically sector 9 forward rotation (* J _n p at the beginning of this rotation position, ie. E. At a time when it detects the next phase of switch A. The latter at the start forward rotation creates a magnetic flux F _A vector, while starting position of the magnetic flux of the rotor FRS. phase was parallel belonging in the magnetic flux indicated by kakf _in. a similar mirror-sector 9 sector II peBcpciiHHoi'o rotation in the illustrated angular position of the phase shifter corresponds to the same (ie. e. also the starting phase ) Top reverse rotation, ie. E. The point where the sector defines another switching phase S.

В устройстве на регистре 5 с помощью счетчика 2 и нуль-бргана 4 формируется код, формально соответствующий сектору 9. Для получения кода, соответствующего сектору 11 и включающего за фазой В фазу С (магнитный поток Ф_с ), т. е. для реверсирования, необходимо к коду, находящемуся в регистре 5, постоянно добавлять код, соответствующий углу поворота сектора на 180°, что и осуществляется с помощью многоразрядной входной управляющей шины устройства, выполненной в виде вторых входов сумматора 6, путем подачи на эти входы соответствующей кодовой комбинации от жесткого генератора данного кода (шифрующей матрицы) или управляющего про- . цессора (на чертеже не показаны).In the apparatus of the register 5 by the counter 2 and zero-4 brgana generated code formally corresponding sector 9. To obtain the code corresponding to the sector 11 and including the phase of a phase with (magnetic flux F _s), r. F. For reversing, it is necessary to add the code corresponding to the sector rotation angle of 180 ° to the code in register 5, which is done using the multi-bit input control bus of the device, made in the form of the second inputs of the adder 6, by applying the corresponding code combination to these inputs and the hard generator of code (an encrypting matrix) or control pro-. cessor (not shown in the drawing).

Проведя аналогичные рассуждения можно доказать, что для реверсирования двигателя с h парами полюсов на роторе величина кода такой добавки должна соответствовать повороту сектора на 180°/п от начала отсчета вращения. При этом при выборе блоков 2 и 6 легко обеспечить, чтобы модуль суммирования при вводе добавки был кратен одновременно нескольким возможным значениям произведения т - п (т. е. нескольким разнообразным по фазности и числу пар полюсов типам двигателей), что должно отразиться только на конкретном кодировании, в. частности на выборе кодовой комбинации для обозначения 180° или иного нужного угла добавки. В этом случае основная часть устройства становится унифицированной для разных по структуре вентильных электродвигателей. Индивидуальными при этом остаются только принадлежащие конкретным типам двигателей т-фазные коммутаторы 8 тока и стоящие на их входах дешифраторы 7.Carrying out a similar argument, it can be proved that for reversing a motor with h pole pairs on the rotor, the code value of such an additive must correspond to a sector rotation of 180 ° / n from the start of the rotation count. At the same time, when choosing blocks 2 and 6, it is easy to ensure that the summing module when adding the additive is simultaneously multiple of several possible values of the product m - n (i.e., several types of motors that are different in phase and number of pole pairs), which should affect only a specific coding, c. in particular, the choice of code combination to indicate 180 ° or other desired angle of the additive. In this case, the main part of the device becomes unified for valve motors with different structures. In this case, only the t-phase current switches 8 belonging to specific types of motors and the decoders 7 standing at their inputs remain individual.

Таким образом', достигаемая в соответствии с целью изобретения возможность электронного реверсирования за счет минимального по сложности и стоимости конструктивного дополнения (включения сумматора, добавляющего код реверса перед дешифратором) в устройстве, характеризуется соответственно максимальным сохранением параметров надежности устройства его функций. Благодаря этому обеспечивается снижение стоимости комплектования и монтажа предлагаемой системы с реверсом.Thus', the possibility of electronic reversal achieved in accordance with the purpose of the invention due to the minimal complexity and cost of the structural addition (including an adder adding a reverse code in front of the decoder) in the device is characterized by the corresponding maximum storage of the device reliability parameters of its functions. This ensures a reduction in the cost of acquisition and installation of the proposed system with reverse.

Claims

The invention relates to electrical engineering and, more specifically, to electric machines of constant current with contactless switching on the core position and can be used for highly accurate systems for synchronizing the rotation of valve motors. According to the main author. St. No. 813609, a device is known for controlling a valve, direct current motor, comprising a high frequency generator connected to the input of a counter with a conversion factor that is a multiple of the number m of the motor phases and the number n of pole pairs of its core. The trigger input of the most significant bit of the counter is connected to the zero-organ input through a phase shifter. The output of the latter is connected to the enable input of the recording of the register of the position code, the information inputs of which are connected to the outputs of the trigger triggers. The outputs of the register through the decoder are connected to the inputs of the T-phase switch 1. However, the device does not provide for the possibility of reversing the motor by electronic methods, which reduces the functionality of the engine. The aim of the invention is to enhance the functionality of a valve motor. The goal is achieved by modulating the valve motor control device between the outputs of the position code register and the decoder modulo, multiplied by multiplying the number of motor phases by the number of pole pairs of its core, while the second inputs of the adder are connected to the rotation direction signal generation unit. FIG. 1 shows a block diagram of a device for controlling an electric motor; in fig. 2 is a circular diagram illustrating the reordering sequence of the phases of the valve motor. The control device of the valve electric motor contains a high-frequency generator 1, the output of which is connected to the input of counter 2. The latter has a conversion factor that is a multiple of the product of the number of phases of the valve electric motor and the number of pairs of poles of its core, i.e., the high bits of counter 2 form a counter with a conversion factor equal to the product mn, and the least significant bits are a counter based on a binary base. The trigger output of the high bit of counter 2 is connected via phase shifter 3 to the input of the nullorgan 4. The output of the latter is connected to the enable input of the recording of register 5 of the gingo code whose information inputs are connected to the trigger outputs of counter 2. At the same time, the outputs of register 5 are connected to the first inputs of the additional Adder 6 modulo multiple product tp. The second inputs of the adder 6 are the multi-bit input bus of the block intended to control the direction of rotation. The outputs of the adder 6 through the decoder 7 is connected to the inputs of the w-phase. switch 8 current. When the device operates, high-frequency signals of the generator 1 are fed to the counter input

2. The resulting signal at the output of the trigger of the high bit of the counter 2 is the reference for the phase shifter.

3. From the sinusoidal output signals of the phase shifter 3, the zero-body 4 then generates square pulses, on the leading edge of which the current code of counter 2 is recorded in the position code register 5. From the last output, the angular position code of the motor shaft goes to the first inputs of the adder 6, the second inputs of which are filed with the direction of rotation code. The existing methods for reversing valve motors, despite the variety of circuit solutions, can be reduced to two main ones: the reverse, carried out by changing the sign of the voltage applied to the phase, the reverse, by changing the order of alternation of the starting phases of the engine. This device implements the second method of reversal. From a formal point of view, it is convenient to interpret it as a mirror image of sector 9 (Fig. 2) of the rotating element of the phase shifter relative to the axis 10 of the rotor magnetic flux (similar to the sector of the rotor position sensor in a non-contact direct current motor), for example, for a three-phase motor with a pair of poles on the rotor (Fig. 2). Here, conditionally shows the sector 9 of the forward rotation C0 "in the position of the start of this rotation, i.e. at that moment when it determines the next switching on of phase A. Last at the start of the direct rotation it creates the magnetic flux vector Ф, while the starting the position of the magnetic flux vector of the rotor FRS. It was parallel to the phase flux belonging to the magnetic flux, denoted by kafd. Mirror-like sector 9 sector II peBOpcfUJHioio of the sublevel in the shown angular on.: C1 keiii of the headband corresponds to the same (i.e. also from the starting phase B) beginning of the reverse rotation, i.e. the moment when this sector determines the next the inclusion of phase C. In the device on register 5, with the help of counter 2 and zero-organ 4, a code is formed that formally corresponds to sector 9. To obtain a code corresponding to sector 11 and including phase B, phase C (magnetic flux F (), i.e. for reversing, it is necessary to the code being in re 5, continuously add a code corresponding to the sector rotation angle of 180 °, which is accomplished using the multi-bit control input bus of the device, made in the form of the second inputs of the adder 6, by supplying the corresponding code combination to these inputs of a given code (encryption matrix) or control procsessor (not shown in the drawing.) Similar reasoning can be shown that for reversing a motor with h pole pairs on the rotor, the code value of such an additive must match be the rotation sector 180 ° / n from the origin of rotation. In this case, when selecting blocks 2 and 6, it is easy to ensure that the summation module, when the additive is introduced, is a multiple of several possible values of the product mp (i.e., several motor types with different phasing and number of pole pairs), which should be reflected only on specific coding, in particular on the choice of code combination to designate 180 ° or another desired angle of addition. In this case, the main part of the device becomes unified for valve motors of different structure. At that, only the W-phase current switches 8 belonging to specific motor types and the decoders 7 located at their inputs remain individual. Thus, the possibility of electronic reversal due to the minimal complexity and cost of addition ( The reverse code in front of the decoder in the device is characterized, respectively, by the maximum preservation of the reliability parameters of the device of its functions. This ensures a reduction in the cost of picking and installing the proposed system with reverse. The invention The device for controlling a valve electric motor according to ed. St. No. 813609, characterized in that, with the aim of pacniHpe