SU1330725A1 - Частотно-управл емый электропривод - Google Patents
Частотно-управл емый электропривод Download PDFInfo
- Publication number
- SU1330725A1 SU1330725A1 SU864015012A SU4015012A SU1330725A1 SU 1330725 A1 SU1330725 A1 SU 1330725A1 SU 864015012 A SU864015012 A SU 864015012A SU 4015012 A SU4015012 A SU 4015012A SU 1330725 A1 SU1330725 A1 SU 1330725A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- inputs
- code
- input
- counter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в станкостроении в т желых металлорежущих станках. Целью изобретени вл етс повышение точности управлени . Указанна цель достигаетс введением в частотно-управл емый электропривод двух переключателей 13, 14 пол рности сигнала, трех управл емых коммутаторов 15, 16, 17, блока 18 определени направлени вращени , дешифратора 19 кодов, формировател 20 импульсов , триггера 21 режима работы. Счетчик 8 выполнен реверсивньм, а датчик 3 углового положени - с частотно-импульсными и кодовыми выходами . Введение указанных блоков и от (Л Фиг.1
Description
меченное Bbiiioiinefuie счетчика 8 и датчика 3 гюзиол ет организовать пусковой режим, при котором в качестве управл ю 1а1х сигналов источника 4 тока используетс выходной сигнал регул тора 5 скорости определенной пол рности , выбранной сигналом соответствующего кодового канала датчика 3, Кроме того, при повороте вала синхронного двигател (СД) 1 на угловую величину, не превьпиающую 1/8 оборота до первого изменени пол рности заИзобретение относитс к электротехнике , а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в электроприводах подачи т желых металлорежущих станков и других механизмов, в которых предъ вл ютс высокие требовани к точности и диапазону регулировани скорости и диидмическим качествам.
Цель изобретени - повышение точности управлени скоростью вращени .,
На фиг. I представлена функциональна схема частотно-управл емого электропривода; на фиг. 2 и 3 - ди- arpaf tMbi, по сн ющие работу электропривода .
Частотно-управл емый электропривод содержит синхронный двигатель 1, тахогене 1атор 2 и датчик 3 углового положени , установленные на валу синхронного дгвигател 1 , управл емый источник 4 тока, выходы которого под- ключенк. к ста торным обмоткам синхронного двигател I, регул тор 5 скорости , подключенный одним входом к выходу задатчика 6 скорости, а другим - к выходу Taxortигератора 2, формирователь 7 гармон гческих сигналов, выполненный со счетчиком 8 на входе, двум блоками 9 и 10 посто нной пам ти и двум цифроаналоговыми умножител ми 11 и 12, выходы которых образуют выходы формировател 7 гармонических сигналов, при этом цифровые входы цифроаналоговых умножителей 11 и 12 подключены к выходам соответствующих блоков 9 и 10 посто нной падающего сигнала дл одной иг ilias СД 1, осуществл етс параллельна запись в счетчик информации о положении ротора СД, формиру гармонические задающие сигнал), синхронизированные по положению, и плавный перевод СД 1 из nycKOBOi o режима в рабочий . В устройстве обеспечиваетс требуемое направление вращающегос момента на валу СД 1, т.е. обеспечиваетс как двигательный, так и тормозной режим. 3 ил.
м ти, а аналоговые входы подключены к выходу регул тора 5 скорости, входы блоков 9 и 10 посто нной пам ти подключены к выходу счетчика 8.
В частотно-управл емый электропривод введены два переключател 13 и 14 пол рности сигнала, каждый из которых выполнен с сигнальным и кодовым входами, три управл емых коммутатора 15-17, каждый из которых выполнен с двум переключаемыми и одним средним выводами, блок 18 определени направлени вращени с двум
входами, дешифратор 19 кодов с двум кодовыми и одним управл юащм входами , формирователь 20 импульсов с двум входами триггер 21 режима работы . Счетчик 8 в формирователе 7
гармонических сигналов выполнен реверсивным с суммирующим и вычитающим счетными входами, кодовым входом и управл ющим входом записи, а датчик 3 углового положени выполнен с двум частотно-импульсными и двум кодовыми выходами. Кодовые выходы датчика углового положени 3 подключены к соответствующим входам дешифратора 19 кодов, формировател 20 импульсов и
кодовым входам соответствующих переключателей 13 и 14 пол рности сигналов . Первый частотно импульсный выход датчика 3 углового положени подключен к первому входу блока 18 определени направлени вращени и среднему вьшоду первого управл емого коммутатора 15. Второй частотно-импульсный выход датчика 3 углового по
31
ложени подключен к второму входу блока определени направлени .вращени 18, выход которого соединен с управл ющими входами первого управл емого коммутатора 15 и дешифратора 19 кодов. Суммирующий и вычитающий счетные входы счетчика 8 подключе}1ы к соответствующим переключаемым вьшодам первого управл емого коммутатора 15 Кодовый вход счетчика 8 подключен к выходу дешифратора 19 кодов, а управл ющий вход счетчика 8 объединен с входом триггера 21 режима работы и подключен к выходу формировател 20 импульсов. Выход триггера 21 режима работы подключен к управл ющим входа второго 16 и третьего 17 управл емых коммутаторов. Переключаемые выводы второго управл емого коммутатора 16 подключены соответственно к выходу первого переключател 13 пол рности сигнала и выходу первого цифроанало- гового умножител 11. Переключаемые вьшоды третьего управл емого коммутатора 17 подключены соответственно к выходу второго переключател 14 пол рности сигнала и выходу второго цифроаналогового умножител 12. Входы переключателей 13 и 14 пол рности сигналов подключены к выходу регул тора 5 скорости, а средние выводы второго 16 и третьего 17 управл емых коммутаторов подключены к соответствующим управл кщим входам управл емого источника 4 тока.
В качестве синхронного двигател 1 применен двухфазный четырехполюс- ный бесколлекторный синхронный двигатель с возбуждением от посто нных магнитов.
В управл емом источнике тока 4 применены реверсивные шестиимпульс- ные тиристорные преобразователи 22 и 23, работающие как преобразователи частоты с непосредственной св зью.
Частотно-управл емый электропривод работает следующим образом.
На кодовых выходах датчика 3 углового положени сигналы Q., Q, совпадают по фазе ЭДС, наводимыми вращающимс полем ротора соответственно в первой и второй статорных обмотках синхронного двигател 1, и дают информацию о пол рности ЭДС в каждой из указанных обмоток в функции положени ротора. На частотно-импульсньк выходах датчика 3 углового положени формируютс импульсные сигналы f и f
0
5
(фиг, 5
2) при каждом повороте ротора
2ТГ
синхронного двигател 1 на угол -
п
(где п - конструктивное число, равное количеству импульсов, сформированных датчиком за один оборот вала двигател 1), причем сигналы f и f датчика 3 угловогоположени сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90 эл.град. дл обеспечени возможности определени направлени вращени ротора. При изменении направлени вращени мен етс временна последовательность сигналов ff и fi датчика 3, на что реагирует блок 18 определени направлени вращени , срабатьшающий по первому поступившему после изменени направлени вращени фронту или срезу сигнала f, или
f, Выходной сигнал F блока 18 постуii
пает на управл ющий вход управл ющего коммутатора 15, который подключает частотно-импульсный сигнал с первого выхода датчика 3 углового положени ротора либо на суммирующий, либо на вычитающий счетные входы реверсивного счетчика 8. Кодовый сигнал на выходах реверсивного счетчика 8, характеризую1ций текущее положени ротора двигател , с приходом каждого очередного импульса с первого частотно-импульсного выхода датчика углового положени 3 ротора либо увеличиваетс , либо уменьшаетс на единицу. Объем К реверсивного счетчика 8 выбип / раетс равным - (где р - число пар
Р
полюсов синхронного двигател 1), Q при этом период изменени информации в реверсивном счетчике 8 равен периоду изменени ЭДС в обмотках синхронного двигател 1 и соответствует дл выбранного 4-полюсного синхронного двигател с угловому повороту ротора
a,t. f- . Период следовани частотно-им0
5
5
50
пульсных сигналов f и f датчика 3 соответствует повороту ротора на угол
}t,
Z7/
55
где о) - скорость вращени ; t,t/ - врем поворота ротора.
Дешифратор 19 кодов из комбинаций кодовых сигналов Qy и р Дешифрнрует положение ротора двигател 1 в каждой зоне, равной четверти периода следовани сигналов Q, и QI, соответствующей повороту ротора н а и вьщает в зависимости от этого на своих выходах NK инфЬрмацию в виде одного из кодов , ...,N| о положении ротора двигател (фиг. 3). Поскольку при различных- направлени х вращени ротора двигател 1 подход ротора к одному и тому же своему положению, например точкам а , Ь, с, d диаграммы фиг. 3, осуществл етс с разных сторон, то и кодовые комбинации сигналов (2, nQj. на вход дешифратора кодов 19 при этом различны Блок 18 определени направлени вращени своим выходным сигналом F измен ет в функции направлени вращени ротора логику работы дешифратора 19 кодов дл получени на его выходах однозначной информации N,,...,Ni при прохождении точек а, Ь, с, d ротором двигател независимо от направлени его вращени .
Формирователь 20 импульсов формирует по фронту и срезу каждого из кодовых сигналов Q и Q короткие импульсы f, (фиг. 3), которыми в точках а, Ь, с, d производитс запись соот- bf гс гвующеи ка;к/г,ой из этих точек lu,- ХОДНО11 информации N/, . . ., К , дешифратора кодол 19 о пол жении ротора дви- гггтел в реверсивный счетчик 8. Точ- а, I , с, Л угловой поворот ротора двигател , р.мвпы; за врем которого часготно-импульсным сигналом f |, формируетс количество мпульсов, равное К, дели 1 с на четыре части. Следовательно, из последующих К(.)довых информации К / , . . ., Ni, должна
К
отличатьс от ире;пиду1цеи
на - .
Таюш оГ разом, на выходах ревер- )1 о счетчика 8 содержитс периодически повтор юп1а с кодова информаци Ng о текущем угловом положении ротора .л 1 з пределах угловой зоиь, равно -Т, значение которой мен етс дискретно ггри каждом поворо , 7Г те ротора двигател 1 на угол - с
К
приходом импульса с первого частотно импульсного выхода датчика 3 положени ротора па счетный вход реверсивного счетчика 8. При этом в сторону увеличени паи уменьшени в з&виси- мости от направлени вращени рото
5
0
5
g
5
ра двигател 1 работы счетчик; 3 синхронизируетс по реальному положению ротора четыре раза за период изменени информации на выходах счетчика 8 или через каждый угол поворота ротора, равный ///Ч , путем параллельной записи в реверсивный счетчик 8 кодовой информации N с выхода дешифратора кодов 19 в определенных точках положени ротора а, Ь, с, d, причем поворот ротора двигател 1 на соответствует периоду изменени ЭДС в обмотках двигател 1.
Линейно измен ема кодова информаци реверсивного счетчика 8 преобразуетс запрограммированными по синусоидальному и коси.нусоидальному законам блоками 9 и 10 посто нной пам ти в два измен ющихс по этим законам периодических кодовых сигнала, KOTopij C поступают на цифровые входы цифроаналоговых умножителей 11 и 12. На аналоговые входы указанных умножителей подаетс выходной сигнал Up регул тора 5 скорости.
На выходах цифроаналоговых умножителей 11 и 12 формируютс гармонические сигналы с амплитудой, равной модулю выходного сигнала Up регул тора 5 скорости, синхронизированные д;1 гчиком 3 углового положени ротора с )L C, наводимыми, соответственно в первой и второй статорных обмотках двигател . Сигналы Up вл етс функ- разности сигнала задатчика 6 скорости и сигнала жесткой отрицательной обратной св зи по скоростр.
снимаемой с тахогенератора
Выход
ные сигналы формировател га1)мони- ческих сигналов 7 вл ютс задающими токовыми сигналами дл двух реверсивных тиристорных преобразователей 22 и 23 управл емого источника 4 тока, на входы которых они поступают через управл емые коммутаторы 16 и 17,
На двух раздельных однофазных выходах управл емого источника тока 4, питающего статорные обмотки синхронного двигател 1, создаютс токи гармонической формы с регулируемой амплитудой , синхронизированные с ЭДС, наводимыми в соответствующих обмотках статора вращающимс полем ротора вигател .
Дл обеспечени запуска синхронного двигател 1 после подачи напр ени питани и до прихода первого им1г льса записи информации в ревер11
CHBHbit i г.четчик 8, формирус-Moi u (орми рователем импульсо 20, т.е. пока информаци в реверсивном счетчике 8 имеет произвольный характер, предусмотрен пусковой режим работы электропривода . Выбор режима работы производитс триггером 21 режима работ;, и управл емыми коммутаторами 16 и 17 Триггер 21 режима работы при подаче напр жени питани устанавливаетс в состо ние, соответствующее пусковому режиму, при этом управл емые коммутаторы 16 и 17 подключают по входам управл емого источника А тока выходы переключателей 13 и 14 пол рности сигнала. Последние переключают пол рность выходного сигнала Up регул тора скорости 5 по командам, поступающим на первый из них с первого, на второй со второго кодовых выходов датчика углового положени 3 ротора, т.е. в пусковом режиме на входы управл емого источника 4 тока поступают вместо сформированных гармонических сигналов с амплитудой, равной модулю выходного сигнала Up регул тора 5 скорости ,сигналы,величина которых посто нно равна модулю сигнала Up, а пол рное ти синхронизированы с соответствующи- ми пол рност ми ЭДС, наводимыми полем ротора в статорных обмотках дни- гател 1 кодовыми сигналами датчика 3 углового положени .
При повороте ротора двигател 1 на угол до прихода первого фронта или среза сигнала Q, или Q.j на выходе формировател 20 импульсов формируетс импульс записи, по которому в реверсивный счетчик 8 записываетс кодовый сигнал о положении ротора двигател 1, синхронизиру работу формировател 7 гармонических сигналов по положению ротора двигател 1. Одновременно с этим, импульс с выхода формировател 20 импульсов переключает триггер 21 режима работы из пускового в рабочий режимы, а управл емые коммутаторы 16 и 17 подключают к входам управл емого источника тока выходы формировател 7 гармонических сигналов.
В момент переключени электропривода из пускового в рабочий режим не происходит скачкообразных изменений пол рности и задающих сигналов ид, U, (фиг. 3) на управл ющих входах источника 4 тока и соответствуюпц м им резких изменений направлени протека
8
IQ д 2о 25
е
40
ЛЬ
0
;in;i Toicn в статорных обмотках двигател 1 , кот. : 1ые могли бы вызвать ди- н лмические Проск: вращающего момента и колебани скорости синхронного двигател 1. В электроприводе сразу же г момента его пуска после включени напр жени питани обеспечиваетс требуодМое дл станочных привоцов высокое значение коэффициента неравномерности вращени при глубогсом (до 10000) диапазоне регулировани скорости двигател .
Синхронный двигатель может быть выбран с jiwOfiiM числом пар полюсов, что обеспечиваетс соотвстглвующей конструкцией кодовых каналов датчика положени 3 ротора.
Таким образом, при использовании предлагаемого электропривода обеспечиваетс т акой пусковой режип, при котором задающими токовыми сигналами дл управл емого источника тока вл етс выходной сигнал рег ул тора скорости , вз тый дл каждой из фаз со своей строго определенной пол рностью , выбранной сигналом соответствую- цг Г о кодового канала датчик ; углового попоженич ротора, rijiH noij:)pore BaJK двигател на угловую неличину, не превышающую 1/8 обор-ота до первого изменени пол рности задающего сигнала дл любой из фаз синхронного до гател , организуетс параллельна запись в счетчик кодовой и)1ф(фмации о положении ротора синхронного двигател , формиру необходимые, синхронизированные по положению ротора гармонические задающие сигналы, и в этот же момент проводитс перевод электропривода из пускового в рабочий режим с работой от гармонических задающих токовых сигналов, причем этот переход осуществл етс плавно без возникновени существенных динамических бросков тока и момента в двигателе.
Кроме того при изменении направлени вращени двигател можно проводить соответствующее изменение гармонических сигналов, что создает требуемое направление вращающего мо-- менга на валу двигател , т.е. электропривод может работать в двигательном и тормозном режимах, благодар чему повышаетс точность управлени скоростью вращени и обеспечиваетс реверсивность управлени .
Claims (1)
- Формула изобретениЧастотно-управл емый электропривод , содержащий синхронный двигатель, тахогенератор и датчик углового положени , установленные на валу синхронного двигател , управл емьй источник тока, выходы которого подключены к статорным обмоткам синхронного двигател , регул тор скорости, подключенный одним входом к выходу задатчика скорости, а другим - к выходу тахогенератора, формирователь гармонических сигналов, выполненный со счетчиком на входе, двум блоками посто нной пам ти и двум цифроана- поговымн умножител ми, выходы которых образуют выходы формировател гармонических сигналов, при этом цифровые- входы цифроаналоговых умножите- 20 подключены к соответствующим перелей подключены к выходам соответствующих блоков посто нной пам ти, а аналоговые входы подключены к выходу регул тора скорости, входы блоков посто нной пам ти подключены к выход счетчика, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности управлени , в него введены два переключател пол рности сигнала, каждый из которых выполнен с сигнальным и кодовым входами, три управл емых коммутатора , каждый из которых выполнен с двум переключаемыми и одним средним выводами, блок определени направлени вращени с двум входами, дешифратор кодов с двум кодовыми и одним управл ющим входами, формирователь импульсов с двум входами и триггер режима работы, счетчик в формирователе гармонических сигналов выполнен реверсивным с суммирующим и вычитающим счетными входами, кодовым входом и управл ющим входом записи, а датчик углового положени выполнен с двум частотно-импульсными и двум кодовыми выходами, при этом кодовые, 330725выходы датчика углового положени подключены к соответствующим входам дешифратора кодов, формировател импульсов и к кодовым входам соответствующих переключателей пол рности сигналов, первый частотно-импульсный выход датчика углового положени подключен к первому входу блока опреде- 10 лени направлени вращени и среднему выводу первого управл емого коммутатора , второй частотно-импульсный выход датчика углового положени подключен к второму входу блока опреде- 15 лени направлени вращени , выход которого соединен с управл ющими входами первого управл емого коммутатора и дешифратора кодов, суммирующий и вычитающий счетные входы счетчика05505ключаемым выводам первого управл емого коммутатора, кодовый вход счетчика подключен к выходу дешифратора кодов, а управл ющий вход записи счетчика объединен с входом триггера режима работы и подключен к выходу формировател импульсов, выход триггера режима работы подключен к управл ющим входам второго и третьего управл емых коммутаторов, переключаемые выводы второго управл емого коммутатора подключены соответственно к выходу первого переключател пол рности сигнала и выходу первого цифро- аналогового умножител , переключаемые выводы третьего управл емого коммутатора подключены соответственно к выходу второго переключател пол рности сигнала и выходу второго цифро- аналогового умножител , входы переключателей пол рности сигнала подключены к выходу регул тора скорости, а средние выводы второго и третьего управл емых коммутаторов подключены к соответствующим управл ющим входам управл емого источника тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864015012A SU1330725A1 (ru) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Частотно-управл емый электропривод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864015012A SU1330725A1 (ru) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Частотно-управл емый электропривод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1330725A1 true SU1330725A1 (ru) | 1987-08-15 |
Family
ID=21218951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864015012A SU1330725A1 (ru) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Частотно-управл емый электропривод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1330725A1 (ru) |
-
1986
- 1986-02-03 SU SU864015012A patent/SU1330725A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 864476, кл. Н 02 Р 5/36, 1979. Авторское свидетельство СССР 1112521, кл. Н 02 Р 7/42, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5990643A (en) | Sensorless commutation position detection for brushless D.C. motors | |
KR0168852B1 (ko) | 무브러쉬 직류 구동시스템을 사용한 사출형성기 | |
US5489831A (en) | Pulse width modulating motor controller | |
EP0181511B1 (en) | Servomotor control systems | |
EP0396859B1 (en) | Control system for low speed switched reluctance motor | |
US3329852A (en) | Direct-current motor with permanentmagnet rotor and sequentially energized stator windings | |
US4884016A (en) | Closed loop torque angle control of synchronous motor | |
JPS63290184A (ja) | ディジタル整流子、ディジタル制御装置、ディジタル整流方法及び相の切換えを制御する方法 | |
IE841939L (en) | Control system for synchronous brushless motors | |
US5995710A (en) | Speed control for brushless DC motors | |
US3784888A (en) | Control for commutatorless motor | |
GB1371985A (en) | Electronic control device in particular for use in a variable- reluctance motor | |
CA2395500A1 (en) | Method for operating asynchronous motors and corresponding device | |
EP0774828B1 (en) | Methof of and interpolator for interpolating a rotor angle | |
SU1330725A1 (ru) | Частотно-управл емый электропривод | |
US8981703B2 (en) | Motor system having an electronically commutated electric machine | |
JP2771179B2 (ja) | 直流モータのコイルストランドのコミュテーション制御方法および装置 | |
JPH114587A (ja) | 永久磁石形同期電動機の起動方法および該方法を備えた永久磁石形同期電動機用制御装置 | |
GB1597790A (en) | Variable reluctance motor drive systems | |
SU1510061A2 (ru) | Частотно-управл емый электропривод | |
SU864476A1 (ru) | Электропривод | |
SU1159146A1 (ru) | Дискретный замкнутый электропривод | |
JPH0775369A (ja) | ブラシレスモータの位相角制御方法及び装置 | |
JPS6188785A (ja) | ブラシレス直流モ−タ | |
SU468337A1 (ru) | Универсальный бесконтактный электродвигатель |