SU1492443A1 - Thyratron motor - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем обеспечени  формировани  дополнительной информации о координатах управлени  в системе электропривода. Указанна  цель достигаетс  в вентильном электродвигателе переключением напр жени  питани  емкостного фазовращател  5 с помощью трехканального переключател  7 напр жени . На фазовращатель 5 питание поступает или от высокочастотного генератора 9 через делитель частоты 8, либо через формирователь 10 пилообразного напр жени  и блок 11 сравнени . Сигналы с выхода фазовращател  5 через блок 4 выделени  фазового сдвига и двухканальный переключатель 3 напр жений подаютс  либо на вход преобразовател  2 частоты, либо на входы блока 13 вычислени  угловых координат и блок 14 определени  направлени  вращени  ротора синхронного электродвигател  1, что в дальнейшем может быть использовано дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  и реверсировани . 7 ил.The invention relates to electrical engineering. The aim of the invention is to enhance the functionality by providing additional information about the control coordinates in the drive system. This goal is achieved in a valve motor by switching the supply voltage of a capacitive phase shifter 5 using a three-channel voltage switch 7. The phase shifter 5 is supplied with power either from the high-frequency generator 9 through the frequency divider 8 or through the sawtooth driver 10 and the comparison unit 11. The signals from the output of the phase shifter 5 through the phase shift extractor 4 and the two-channel voltage switch 3 are fed either to the frequency converter 2, or to the inputs of the angular coordinate calculation unit 13 and the rotational rotor direction detection unit 14 of the synchronous motor 1, which can later be used for adjusting the speed of the motor and reversing. 7 il.

Description

4four

toto

4 4; СО4 4; WITH

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к вентильным электродвигател м, и может быть использовано в системах след щего по- ЭИ1ШОННОГО электропривода.The invention relates to electrical engineering, in particular, to valve electric motors, and can be used in systems of a follow-up electric drive.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  формировани  дополнительной информации о координатах дл  управлени  в системе электропривода,The purpose of the invention is to expand the functionality by providing the formation of additional information about the coordinates for control in the electric drive system,

На фиГо 1 изображена структурна  схема вентильного электродвигател ; на фиг„ 2 и 3 - векторные диаграммы питающих напр жений емкостного фазовращател  в режиме определени  основных координат электродвигател  и в режиме управлени  частотой вращени  соответственно; на фиг 4 - выходна  характеристика емкостного фазовращател , используемого при работе в ре- жиМе опредапени  основных координат электродвигател ; на фиг, 5 - выходна  характеристика емкостного фазовращател , используемого при управлении вентильным электродвигателем; на фиг, 6 - эпюры напр жений, по сн ющие работу вентильного электродвигател ; на фиг, 7 - эпюры напр жений, по сн ющие работу формировател  пилообразного напр жени .Figure 1 shows a structural diagram of a valve motor; Figs. 2 and 3 are vector diagrams of supply voltages of a capacitive phase shifter in the mode of determining the basic coordinates of an electric motor and in the mode of controlling the frequency of rotation, respectively; Fig. 4 shows the output characteristic of a capacitive phase shifter used when operating in the mode of detecting the main coordinates of an electric motor; FIG. 5 shows the output characteristic of a capacitive phase shifter used in controlling a valve electric motor; Fig. 6 shows voltage plots explaining the operation of a valve electric motor; Fig. 7 shows stress plots showing the operation of the sawtooth shaper.

Вентильный электродвигатель содержит синхронный двухфазный электродвиделител  8 частоты полкл ючен к ду высокочастотного генератора Вход формировател  10 пилооThe valve motor contains a synchronous two-phase electric amplifier 8 frequencies half a kilo clockwise to the high-frequency generator. The input of the shaping device 10 pilo

, ного напр жени  подключен к до тельному выходу первого делите частоты, а выход подключен к о входу блока II сравнени , на в вход которого поступает сигналA voltage is connected to the output output of the first divide frequency, and the output is connected to the input of the comparator unit II, the input of which receives the signal

10 равлени  частотой вращени , Лв хода блока сравнени  подключен первым двум дополнительным вхо трехканального переключател  7 жений, третий дополнительный в10 ratios of the rotational speed, Le of the stroke of the comparison unit are connected to the first two additional inputs of the three-channel switch 7, the third additional switch

15 которого соединен с дополнител выходом первого делител  часто входом второго делител  12 час выход которого подключен к упр щим входам трехканального 7 и 15 of which is connected to the complementary output of the first divider, often by the input of the second divider, 12 h, the output of which is connected to the triaxial inputs of the three-channel 7 and

20 канального 3 переключателей на жений Вентильный электродвига содержит также блок 13 вычисле угловых координат, один вход к го соединен с выходом высокоча20 channel 3 switches on the valve The valve electric motor also contains a block 13 for calculating the angular coordinates, one input is connected to the output of a high

25 го генератора 9, а другой под чен к одному из двух дополните выходов двухканального переклю л  3 напр жений, который допол ными выходами подключен к одно25 generator 9, and the other is connected to one of the two, completing the outputs of a two-channel switch of 3 voltages, which is connected to one output with additional outputs

30 ку 14 определени  направлени  ни ,30 ku 14 determine the direction

Формирователь 10 пилообразно напр жени  предназначен дл  пр разовани  последовательности оThe shaper 10 sawtooth voltage is intended to direct the sequence about

гатель 1 (фиГоО,  корна  обмотка ко- j л рных импульсов с частотой fjgatel 1 (figoO, root winding of co-pulses with frequency fj

49: 443 49: 443

делител  8 частоты полкл ючен к выходу высокочастотного генератора 9, Вход формировател  10 пилообраз , ного напр жени  подключен к дополнительному выходу первого делител  8 частоты, а выход подключен к одному входу блока II сравнени , на второй вход которого поступает сигнал уп10 равлени  частотой вращени , Лва выхода блока сравнени  подключены к первым двум дополнительным входам трехканального переключател  7 напр жений , третий дополнительный входsplitter 8 is half a frequency to the output of the high frequency generator 9, input of the former 10 sawtooth voltage is connected to the auxiliary output of the first splitter 8 frequency, and the output is connected to one input of the comparator unit II, the second input of which receives the signal of speed control, Leo the output of the comparison unit is connected to the first two additional inputs of a three-channel 7 voltage switch, the third additional input

15 которого соединен с дополнительным выходом первого делител  частоты и входом второго делител  12 частоты, выход которого подключен к управл ющим входам трехканального 7 и двух20 канального 3 переключателей напр жений Вентильный электродвигатель содержит также блок 13 вычислени  угловых координат, один вход которого соединен с выходом высокочастотно25 го генератора 9, а другой подключен к одному из двух дополнительных выходов двухканального переключател  3 напр жений, который дополнительными выходами подключен к одному бло30 ку 14 определени  направлени  вращени ,15 which is connected to the auxiliary output of the first frequency divider and the input of the second frequency divider 12, the output of which is connected to the control inputs of the three-channel 7 and two-channel two 3 voltage switches The valve motor also contains the unit 13 for calculating the angular coordinates, one input of which is connected to the output of the high-frequency generator 9, and the other is connected to one of two additional outputs of a two-channel switch of 3 voltages, which is connected to one block 14 by means of additional outputs rotation direction,

Формирователь 10 пилообразного напр жени  предназначен дл  преобразовани  последовательности одноповSawtooth shaper 10 is designed to transform a sequence of odnopov

торого подключена к выходам полупроводникового преобразовател  2 частоты , входы управлени  которого подключены к двум основным выходам двухканального переключател  3 напр же- НИИ, два основных входа которого подключены к выходам блока 4 выделени  фазового сдвига, два основных входа .которого соединены с выходами датчика положени  ротора, выполненного в виде емкостного фазовращател  3, а опорный вход блока 4 соединен с выходом опорного сигнала блока 6 формировани  синусоидальных напр жений, выходы которого подключены к входам емкостного фазовращател  5. Три основных входа блока 6 подключены к трем выходам трехканального переключател  7.напр жений, а опорный вход блока 6 подключен к дополнительному выходу первого делител  8 частоты, три основных выхода которого подключены к основным входам трехканапь ного переключател  7 напр жений,ВходSecondly, they are connected to the outputs of a semiconductor frequency converter 2, the control inputs of which are connected to two main outputs of a two-channel switch 3 voltage, the two main inputs of which are connected to the outputs of the phase shift separation unit 4, two main inputs of which are connected to the rotor position sensor, made in the form of a capacitive phase shifter 3, and the reference input of the block 4 is connected to the output of the reference signal of the block 6 for the formation of sinusoidal voltages, the outputs of which are connected to the inputs of the capacitive phase shifter 5. The three main inputs of block 6 are connected to three outputs of a three-channel switch 7. voltages, and the reference input of block 6 is connected to the auxiliary output of the first frequency divider 8, the three main outputs of which are connected to the main inputs of a three-tap switch 7, Input

5five

0 0

00

5five

последовательность пилообразных импульсов Пф с частотой 2fo (фигЛ)оa sequence of sawtooth pulses PF with a frequency of 2fo (figl) o

Второй делитель 12 частоты представл ет собой делитель на четыре На его вход поступает последовательность Up, на выходе формируетс  последовательность и (фиг,6).The second frequency divider 12 is a divisor by four. The sequence Up is sent to its input. A sequence and is formed at the output (Fig. 6).

Блок 14 определени  направлени  вращени  выполнен в виде триггера с раздельными входами.The rotational direction detection unit 14 is designed as a trigger with separate inputs.

Вентильный электродвигатель работает следующим образомьThe valve motor works as follows

Последовательность импульсов высокой частоты fьц(фиг,6) с выхода генератора 9 поступает на вход первого делител , на выходах которого имеют место четыре последовательности импульсов и,, , и , Но, (фиг,2), причем и р, принимаетс  за опорную, и д - инверсна относительно U,, , а последовательности U и Uj, сдвинуты относительно опорной на. + /2 и -н/2 Соответственно, Последовательность импульсов поступает на входThe sequence of high-frequency pulses fts (Fig 6) from the output of the generator 9 is fed to the input of the first divider, the outputs of which have four sequences of pulses and ,,, and, But, (Fig 2), and p, is taken as the reference, and d is inverse with respect to U ,, and the sequences U and Uj are shifted with respect to the reference one by. + / 2 and -n / 2 Accordingly, the sequence of pulses is fed to the input

ормировател  If) пипо(1бразног(Ifipirovimator) pipo (1fold (

1АЧ2443 нлир в т т э и ч т п1ACh2443 nlir in t to e and ht p

жегги , на выходе которого имеет место напр жение Uегeggie, at the output of which the voltage U takes place

п P

(фиг.5), поступающее на один из выходов блока сранени , на другой вход которого подаетс  управл ющее напр жение I) у о(Fig. 5), which is fed to one of the outputs of the block, to the other input of which the control voltage I) is applied

На выходе блока 11 имеют место две последовательности импульсовAt the output of block 11 there are two sequences of pulses

иand

иand

0 }0 0} 0

но другой и i Vbut different and i v

уголangle

П( п 1,-2,t)P (n 1, -2, t)

довательности UConvoy U

инверсных одна относител сдвинутых по фазе наinverse one relative shifted in phase on

относительно после01relatively after01

Векторные диаграиVector diagrams

иand

30thirty

10ten

ИAND

мы последовательностей U,, ,we are the sequences u ,,,

приведены на фиг.З. На выходе трехканального переключател  7 напр жений в зависимости о напр жени  U име-от место последовательности П., . II ,„, и, и и илиshown in fig.Z. At the output of a three-channel switch of 7 voltages, depending on the voltage U, i m-from the place of the sequence P.,. II, ", and, and and or

«1 fO to "1 fO to

последовательности Иsequences and

иand

О1O1

иand

..

01 «01 "

эоeo

иand

to to

Клок 6 формирует синусоидальные напр жени  Uj, U , 11, II , которые используютс  дл  питани  датчика положени  ротора на основе емкостного фазоврап1ател  3The block 6 generates sinusoidal voltages Uj, U, 11, II, which are used to power the rotor position sensor based on capacitive phase ram 3

Выходные сигналы фазовращател  бы t -2 представл ют собой два синусоидальных сигнала сдвнутых по фазе один относительно другого на |Г/2 (дл  двухфазной электрической машины).The output signals of the phase shifter t -2 are two sinusoidal signals that are phase-shifted relative to each other by | Г / 2 (for a two-phase electric machine).

Блок 4 вьщелени  фазового сдвига позвол ет выделить в виде двух последовательностей импульсов 1,И фазовый сдвиг между Up и U - -Г The unit 4 in the phase shift allocation allows you to select two sequences of pulses 1, AND the phase shift between Up and U - -G

а также между U и U , - с гСфиг.and also between U and U, - with gSfig.

Длительности импульсов f, и С. н выходе этого блока равны сдвигу фаз ц и с/ вьпсодных сигналов фазовращател  относительно опорного и,,,.The duration of the pulses f, and C. n. The output of this block is equal to the phase shift of the φ and c / vpsod signals of the phase shifter relative to the reference and ,,,.

При переключении напр жени  блоком 7 будет измен тьс  питающее напр жение фазовращател  5 и, следовательно , его выходна  характеристика Так, дл  питающих напр жений фазоврщател , векторна  диаграмма которых приведена на фиго2, выходна  характеристика {f(d} изображена на фиг.4о Дл  питающих напр жений, векторна  диаграмма которых приведена на фиг.З, выходна  характеристика изображена дл  различных ц; на фиг,5.When switching the voltage by block 7, the supply voltage of the phase shifter 5 and, consequently, its output characteristic will change. Thus, for the supply voltage of the phase shifter, the vector diagram of which is shown in Fig. 2, the output characteristic {f (d} is shown in Fig. 4o) voltages, the vector diagram of which is shown in Fig. 3, the output characteristic is shown for different n; Fig, 5.

Дл  получени  информации об угловом положении ротора электродвигател  предпочтительнее использовать фазовращатель в режиме, обеспечивающемTo obtain information on the angular position of the rotor of the electric motor, it is preferable to use the phase shifter in a mode that provides

Ч2443 - ю W2443 - W

1515

выходную характеристику t,4o ;, изображенную на фиГп4р Режим фаэонр ща- тел , обеспечиваю1ций выходную характеристику (/(а ), изображенну 1 на фиг,,5, предпочтительно использовать дл  управлени  частотой вращени  электродвигател , что можно достичь, измен   ( при помощи блока 1 1 „Дл  чередовани  во времени этих двух режимов работы емкостного фазовращател  и предназначай трехкаиальный переключатель 7 напр жений.The output characteristic t, 4 °; shown in FIG. 4, the Pha- eonr mode of the gages, providing the output characteristic (/ (a), shown in FIG. 1, 5), is preferably used to control the frequency of rotation of the electric motor, which can be achieved by changing (using 1 1 „To alternate in time these two modes of operation of a capacitive phase shifter and assign a three-channel switch 7 voltages.

Двухканальный переключатель 3 передает сигналы , и -Jj либо на преобразователь 2 частоты, либо на блок 14 определени  направлени  вращени  и блок 13 вычислени  угловых координат. При питании фазовращател  напр жени ми, векторна  диаграмма которых изображена нл Фиг.З, последовательности , и поступают на полупроводниковый преобразователь 2 частотЫо При питании фазовращател  25 напр жени ми, изображенными на фиг 2, последовательности 1, и С2 поступают на блок определени  направлени  вращени , а одна из последова-, тельностей t, или Jj поступает на блок вычислени  угловых координат.The two-channel switch 3 transmits signals, and -Jj, either to the frequency converter 2, or to the rotational direction detection unit 14 and the angular coordinate calculation unit 13. When the phase shifter is powered by the voltage, the vector diagram of which is shown in Fig. 3, the sequences are fed to the semiconductor frequency converter 2. When the phase shifter 25 is energized by the voltages shown in Fig. 2, the sequence 1 and C2 are fed to the rotation direction determining unit, and one of the sequences t, or Jj is fed to the unit for calculating the angular coordinates.

Направление вращени  Sign tv определ етс  в блоке 14 сигналом на выходе триггера, на вход которого по сигналу одной из последовательностей С, или c j заноситс  друга .The direction of rotation of Sign tv is determined in block 14 by a signal at the output of a trigger, at the input of which, by a signal from one of the sequences C, or c j, another is entered.

Угловые координаты вычисл ютс  в блоке 13. путем заполнени  импуль20The angular coordinates are calculated in block 13. by filling the pulse 20

ЗСAP

3535

совowls

илиor

длительность ко0duration ko0

торых пропорциональна фазовому сдвигу напр жений U , или U g относительно опорного сигнала TJ сокочастотными импульсами нератора 9.Some of them are proportional to the phase shift of the voltages U, or U g relative to the reference signal TJ with frequency pulses of the core 9.

« "

ч h

вы- ге45you are 45

5050

5555

Таким образом, периодическим из менением питающих напр жений емкостного фазовращател  обеспечиваютс  управление частотой вращени  вентильного электродвигател  и определение сигналов о направлении вращени  и угловых координатах, тем самым достигаетс  расширение функциональных возможностей дл  использовани  в системах электропривода.Thus, by periodically changing the power supply voltage of the capacitive phase shifter, the rotational speed of the valve motor and the determination of the signals about the direction of rotation and angular coordinates are provided, thereby expanding the functionality for use in electric drive systems.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Веитильный электродвигатель,содержащий синхронный двухфазный элект10Vetilny electric motor containing synchronous two-phase elect10 1515 одвигатель, корна  обмотка которого одклкмена к выходам полупроводникоого преойразовател  частоты с вум  управл ющими входами, двухка- нальный блок выделени  фазового сдвиа , два основных входа которого соеинены с выходами датчика положени  ротора, выполненного в виде емкостного фазовращател , установленного на валу электродвигател , а о1Торный вход блока выделени  фазбвого сдвига соединен с выходом опорного сигнала блока формирователей синусоидальных напр жений, выходы которого подключены к входам емкостного фазовращател , а вход св зан с дополнительным выходом первого делител  частоты , подключенного к выходу высокочастотного генератора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  дополнительной ииформации о координатах управлени , используемых в системе электро- 25 привода, в него введены формирователь пилообразного напр жени ,блок сравнени  с пр мым и инверсным выходами , второй делитель частотыjуправл ем трехканальный с четырьм  основными , двум  дополнительными и управл ющим входами и двухканальный с двум  основными и двум  дополии- тельньв т выходами переключател  напр жений , блок определени  направлени  вращени  и блок вычислени  угло20an engine whose root winding is one way to the outputs of a semiconductor frequency converter with a number of control inputs, a two-channel phase shift separator, the two main inputs of which are connected to the outputs of a rotor position sensor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor mounted on a shaft of an electric motor a phase shift separation unit is connected to the output of the reference signal of a sinusoidal voltage driver block, the outputs of which are connected to the inputs of a capacitive phase shifter and in It is connected with the additional output of the first frequency divider connected to the output of the high-frequency generator, characterized in that, in order to expand the functionality by providing additional information about the control coordinates used in the electric drive system, a saw driver is introduced into it, the comparison unit with direct and inverse outputs, the second frequency divider three-channel control with four main, two additional and control inputs and two-channel with two The main and two additional outputs of the voltage switch, the rotation direction determination unit and the angle calculator 30thirty 3535 и.and. 01 01 изоof -- %% 2020 фиг.22 вых координат, причем два основных входа двухканального переключател  напр жений подключены к выходам блока выделени  фазового сдвига, два основных его выхода подключены к входам управлени  полупроводникового преобразовател  частоты, два дополнительных его выхода соединены с входами блока определени  направлени output coordinates, two main inputs of a two-channel voltage switch are connected to the outputs of a phase shift separation unit, its two main outputs are connected to the control inputs of a semiconductor frequency converter, two additional outputs are connected to the inputs of a direction determining unit вращени , а управл ющий вход соединен с выходом второго делител  частоты и с управл ющим входом трехканального переключател  напр жений, три выхода которого подключены к трем основным входам блока формировани  синусоидальных напр жений, три основных вхо rotation and the control input is connected to the output of the second frequency divider and to the control input of the three-channel voltage switch, three outputs of which are connected to the three main inputs of the sinusoidal voltage shaping unit, three main inputs да подключены к трем основным выходам первого делител  частоты, а три дополнительных входа - соответственно к пр мому и инверсному выходам блока сравнени  и к дополнительному выходу первого делител  частоты,входу второго делител  частоты и опорному входу блока формировани  синусоидальных напр жений, при этом блок вычислеиий угловых координат первым входом подключен к одному из дополнительных выходов двухкайального переключател  напр жений, а вторым - К выходу высокочастотного генератора , дополнительный выход первого делител  частоты соедииен с входом формировател  пилообразного напр жени , выходом подключенного к одному из входов блока сравнени  о Yes, they are connected to the three main outputs of the first frequency divider, and three additional inputs, respectively, to the direct and inverse outputs of the comparison unit and to the additional output of the first frequency divider, the input of the second frequency divider and the reference input of the sinusoidal voltage shaping unit; coordinates, the first input is connected to one of the additional outputs of the two-channel voltage switch, and the second to the output of the high-frequency generator, the additional output of the first divider connections with the input of the sawtooth voltage former, the output connected to one of the inputs of the comparison unit UoiWooi фиг.Зfig.Z -///I- /// I Ц}иг.}} Ig. /5 hl ri n Jnjn-jn rTJn J LrLrL/ 5 hl ri n Jnjn-jn rTJn J LrLrL Uoi t/to UIQUoi t / to UIQ Upn иучUpn iuch и юand y ihih UyUy UnUn UjJIUjji Uzi U(nUzi U (n J-lJl гтгтгтпgggttp j-I I-I rjI iI r t tt t tt t 7t 7 7 77 7 T rT r Ш2.5Ш2.5 UoUo UsUs UaUa ffc ffc fpuiifpuii