УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА


RU (11) 2073308 (13) C1

(51) 6 H02P7/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94004127/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.02.07 
(45) Опубликовано: 1997.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1669369, кл. H 02 P 7/42, 1992. 
(71) Заявитель(и): Раменское приборостроительное конструкторское бюро 
(72) Автор(ы): Федоров А.В.; Цепляев Н.А.; Шадрин С.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Раменское приборостроительное конструкторское бюро 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 

Использование: в электроприводах информационно-измерительных гироскопических систем. Сущность: в устройство для управления электродвигателем переменного тока введены одновибраторы 18, 23, 28, RS-триггер 19, D-триггер 21, инвертор 20, логические элементы 2 И 24, 26, 27, И-НЕ 22, "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25. Указанные элементы позволяют уменьшить время выхода электродвигателя с номинальной на заданную регулируемую частоту вращения. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах информационно-измерительных гироскопических систем.

Наиболее близким техническим решением является "Устройство для управления электродвигателем переменного тока" (а.с. 1669369, кл. Н 02 Р 7/42), которое содержит задающий генератор, первый делитель частоты, блок периодического смещения фаз, усилитель мощности, фазосдвигающий элемент, второй делитель частоты, аналоговый и цифровой компараторы, инвертор, четыре логических элемента 2И, триггер, схему формирования импульсов обнуления, счетчик импульсов. Недостатком известного технического решения является большое время выбега с номинальной на заданную регулируемую частоту вращения.

Целью изобретения является сокращение времени выхода электродвигателя с номинальной на заданную регулируемую частоту вращения, позволяющую увеличить скорость прецессии гироскопа для быстрого разворота гиростабилизатора из одного положения в другое.

Указанная цель достигается за счет введения в устройство трех одновибраторов, второго RS-триггера, второго инвертора, D-триггера, логического элемента 2И-НЕ, пятого, шестого и седьмого логических элементов 2И, логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ". При этом обеспечивается при поступлении управляющего сигнала "Разворот" торможение электродвигателя путем изменения на 180o фазы напряжения запитки статорной обмотки f 90o до достижения заданной регулируемой частоты вращения, что значительно уменьшает время выхода на режим, а следовательно, и сокращает время разворота на заданный угол.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления электродвигателем переменного тока содержит задающий генератор 1, первый 2 и второй 3 делители частоты, блок 4 периодического смещения фаз, усилитель 5 мощности, фазосдвигающий элемент 6, аналоговый 7 и цифровой 8 компараторы, первый 9 и второй 20 инверторы, семь логических элементов 2И 10-13, 24, 24, 26, 27, первый 14 и второй 19 RS-триггеры, схему 15 формирования импульсов обнуления, счетчик 16 импульсов, первый 18, второй 23 и третий 28 одновибраторы, логический элемент 2И-НЕ 22, D-триггер 21 и логический элемент "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25. Задающий генератор 1 и первый делитель 2 частоты соединены последовательно. Выход первого делителя 2 частоты соединен со входом второго делителя 3 частоты, первым входом фазосдвигающего элемента 6, выход и второй вход которого соединены соответственно со входом и первым выходом блока 4 периодического смещения фаз. Первые входы третьего 12 и четвертого 13 логических элементов 2И объединены и соединены с выходом логического элемента 2И-НЕ 22, первый вход которого предназначен для подачи управляющего сигнала "Разворот", а второй вход соединен с выходом второго инвертора 20. Вход инвертора 20 соединен с выходом второго логического элемента 2И 11, первый вход которого подключен к выходу первого 14 RS-триггера, а второй его вход соединен с выходом второго делителя 3 частоты, входом инвертора 9, первым входом схема 15 формирования импульсов обнуления, входом третьего 28 одновибратора и вторым входом шестого 26 логического элемента 2И, первый вход которого соединен с выходом D-триггера 21 и первым входом логического элемента 2И 24. Второй вход схемы 15 формирования импульсов обнуления соединен с выходом первого 2 делителя частоты. Первый и второй выходы блока 4 периодического смещения фаз соединены со вторыми входами соответственно третьего 12 и четвертого 13 логических элементов 2И, выходы которых соединены соответственно с первым входом логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 и первым входом усилителя мощности 5. Второй вход логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 подключен к выходу логического элемента 2И 26, а выход ко второму входу усилителя мощности 5. Выходы последнего предназначены для подключения к зажимам статорной обмотки электродвигателя 17. Один из выходов усилителя 5 мощности соединен со входом аналогового компаратора 7, выход которого подключен к первому входу первого 10 логического элемента 2И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом инвертора 9 и первым входом счетчика 16 импульсов, выход которого подключен к первому входу цифрового компаратора 8, третий вход которого подключен к выходу одновибратора 28. Второй вход цифрового компаратора 8 предназначен для подачи кода задания частоты вращения электродвигателя 17. Первый выход цифрового компаратора 8 подключен к первому входу седьмого 27 логического элемента 2И, ко второму входу которого подключен второй выход D-триггера 21. Выход седьмого 27 логического элемента 2И подключен к первому входу RS-триггера 14, второй вход которого подключен к выходу схемы 15 формирования импульсов обнуления и второму входу счетчика 16 импульсов. Второй выход цифрового компаратора 8 подключен ко второму входу пятого 24 логического элемента 2И. Выход пятого 24 логического элемента 2И подключен ко входу одновибратора 23, выход которого подключен ко второму входу второго 19 RS-триггера и третьему входу D-триггера 21, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого инвертора 9 и выходу второго 19 RS-триггера, первый вход которого подключен к выходу первого одновибратора 18, вход которого предназначен для подачи сигнала "Разворот".

Устройство работает следующим образом. При включении питания задающий генератор 1 начинает формировать частоту, которая поступает на вход первого 2 делителя частоты, сигнал с выхода которого подается на входы фазосдвигающего элемента 6 и второго 3 делителя частоты. С выхода элемента 6 сигнал поступает на блок 4 периодического смещения фаз и через третий 12 и четвертый 13 логические элементы 2И на первые входы соответственно логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 и усилителя мощности 5, при этом при отсутствии управляющего сигнала "Разворот" элемент 25 не инвертирует сигнал с выхода элемента 12, который далее поступает на усилитель 5 мощности, с выхода которого на статорную обмотку электродвигателя 17. После разгона электродвигателя частота его вращения становится номинальной, равной частоте запитки. Для разворота гиростабилизатора в другое положение подается сигнал "Разворот", по переднему фронту которого на первом одновибраторе 18 формируется импульс, устанавливающий второй RS-триггер 19 в состояние "лог. 1", при этом разрешается прохождение сигнала через логический элемент 2И-НЕ 22 на вторые входы третьего 12 и четвертого 13 логических элементов 2И. При этом определенное время и, задаваемое сигналом с выхода второго делителя 3 частоты, происходит либо торможение (при наличии сигнала "Разворот" и частоте вращения электродвигателя больше заданной), либо разгон электродвигателя (при наличии сигнала "Разворот" и частоте вращения электродвигателя меньше заданной), как показано на фиг. 2.

Сигнал "лог. 1" с выхода второго RS-триггера 19 поступает на вход "D" D-триггера 21. По переднему фронту импульса п, поступающего с выхода второго делителя 3 частоты через первый инвертор 9 на вход "С" D-триггера 21, "лог. 1" появляется на первом (прямом) выходе D-триггера 21, на первом входе пятого логического элемента 2И 24 и на первом входе пятого логического элемента 2И 24 и на первом входе шестого логического элемента 2И 26, на котором происходит совпадение с импульсом и. С выхода логического элемента 2И 26 сигнал поступает на второй вход логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 и обеспечивает инвертирование сигнала с выхода третьего логического элемента 2И 12 в течение времени и. На втором (инверсном) выходе D-триггера 21 появляется при этом "лог. 0", который блокирует прохождение сигнала с выхода А В цифрового компаратора 8 и тем самым поддерживает выход первого RS-триггера 14 в состоянии "лог. 1", которая при наличии сигнала "Разворот" пропускает на вторые входы третьего 12 и четвертого 13 логических элементов 2И сигнал и, который, совпадая с частотой запитки, проходит без инверсии на первый и с инверсией на второй входы усилителя 5 мощности, чем обеспечивается торможение электродвигателя в течение времени и. На время паузы п запитка электродвигателя блокируется, происходит его выбег и за время п происходит оценка частоты ЭДС, наводимой в статорной обмотке электродвигателя, т.е. частоты вращения электродвигателя. В конце времени оценки п на третьем одновибраторе 28 формируется импульс, подаваемый на вход А <В цифрового компаратора 8. Как только в результате торможения частота вращения электродвигателя вр. станет меньше заданной регулируемой частоты рег., на выходе А <В по окончании времени очередной оценки частоты вращения п появляется сигнал "лог. 1", который через пятый логический элемент 2И 24 поступает на вход второго одновибратора 23, на котором по переднему фронту этого сигнала формируется импульс, сбрасывающий второй RS-триггер 19, и прямой выход D-триггера 21 в "лог. 0", который прекращает инвертирование сигнала запитки статорной обмотки электродвигателя f 90o, а "лог. 1" на инверсном выходе D-триггера 21 разрешает прохождение сигнала с выхода А В цифрового компаратора 8. Так как при последней оценке частоты вращения на выходе А В "лог. 0", то первый RS-триггер не сбрасывается в "лог. 0", тем самым разрешая прохождение сигнала и через логический элемент 2И 11, инвертор 20 и логический элемент 2И-НЕ 22 на вторые входы третьего 12 и четвертого 13 логических элементов 2И, тем самым обеспечивая сразу доразгон электродвигателя. Далее на время разворота регулируется скорость вращения электродвигателя. Если она меньше заданной, то в течение времени и осуществляется доразгон электродвигателя, если больше, то за счет установления RS-триггера 14 в "лог. 0" прохождение частоты запитки блокируется на третьем 12 и четвертом 13 логических элементах 2И. Таким образом, устройство позволяет значительно (в 6-8 раз) уменьшить время выхода электродвигателя с номинальной на заданную регулируемую частоту вращения, которая в свою очередь позволяет обеспечить быстрый разворот гиростабилизатора из одного положения в другое. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для управления электродвигателем переменного тока, содержащее задающий генератор, первый и второй делителя частоты, фазосдвигающий элемент, блок периодического смещения фаз, первый, второй, третий и четвертый логические элементы 2И, инвертор, аналоговый и цифровой компараторы, RS-триггер, схему формирования импульсов обнуления, счетчик импульсов и усилитель мощности, отличающееся тем, что в него введены первый, второй и третий одновибраторы, второй RS-триггер, D-триггер, второй инвертор, пятый, шестой и седьмой логические элементы 2И, логический элемент 2И-НЕ и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом задающий генератор и первый делитель частоты соединены последовательно, выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты, первым входом фазосдвигающего элемента, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом и первым выходом блока периодического смещения фаз, при этом первые входы третьего и четвертого логического элементов 2И объединены и соединены с выходом логического элемента 2И-НЕ, первый вход которого предназначен для подачи управляющего сигнала "Разворот", а второй вход соединен с выходом второго инвертора, при этом вход второго инвертора соединен с выходом второго логического элемента 2И, первый вход которого подключен к выходу первого RS-триггера, а второй его вход соединен с выходом второго делителя частоты, входом первого инвертора, первым входом схемы формирования импульсов обнуления, входом третьего одновибратора и вторым входом шестого логического элемента 2И, первый вход которого соединен с выходом D-триггера и первым входом пятого логического элемента 2И, при этом второй вход схемы формирования импульсов обнуления соединен с выходом первого делителя частоты, первый и второй выходы блока периодического смещения фаз соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого логических элементов 2И, выходы которых соединены соответственно с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым входом усилителя мощности, при этом второй вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу шестого логического элемента 2И, выход к второму входу усилителя мощности, выходы которого предназначены для подключения к зажимам статорной обмотки электродвигателя, при этом один из выходов усилителя мощности соединен с входом аналогового компаратора, выход которого подключен к первому входу первого логического элемента 2И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого инвертора и первым входом счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу цифрового компаратора, второй вход которого предназначен для подачи кода задания частоты вращения электродвигателя, а третий вход которого подключен к выходу третьего одновибратор, при этом первый выход цифрового компаратора подключен к первому входу седьмого логического элемента 2И, к второму входу которого подключен второй выход D-триггера, при этом выход седьмого логического элемента 2И подключен к первому входу первого RS-триггера, второй вход которого подключен к выходу схемы формирования импульсов обнуления и второму входу счетчика импульсов, при этом второй выход цифрового компаратора подключен к второму входу пятого логического элемента 2И, выход пятого логического элемента 2И подключен к входу второго одновибратора, выход которого подключен к второму входу второго RS-триггера, и третьему входу D-триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого инвертора и выходу второго RS-триггера, первый вход которого подключен к выходу первого одновибратора, вход которого предназначен для подачи сигнала "Разворот".




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru