способ управления m-фазным электродвигателем переменного тока с 2m-тиристорным коммутатором и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ управления m-фазным электродвигателем переменного тока с 2 m-тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети (m четное число), при котором на заданный интервал времени, не превышающий периода напряжения сети, открывают ключ в фазе двигателя, подключая указанную фазу к сети, отличающийся тем, что постоянно контролируют момент перехода напряжения сети через ноль и в момент перехода напряжения сети из области отрицательных значений в область положительных t⁺ открывают i-й анодный ключ i-й фазы двигателя на указанный интервал времени, затем через K 1 моментов t⁺, где К любое целое число, повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени, в момент перехода напряжения сети из области положительных значений в область отрицательных t^- открывают катодный ключ с номером фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через К-1 моментов t^- повторно открывают указанный катодный ключ на тот же интервал времени, причем указанные операции повторяются для всех i, меняющихся последовательно через единицу от i 1 до i m/2, далее в момент t^- открывают катодный ключ с номером фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через К-1 моментов t^- повторно открывают указанный катодный ключ на тот же интервал времени, в момент t⁺ открывают i-й анодный ключ i-й фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через К-1 моментов t⁺ повторно открывают указанный анодный ключ на тот же интервал времени, причем указанные операции повторяют для всех i, меняющихся последовательно через единицу от i m/2 + 1 до i+m, а вышеуказанный цикл операций повторяют периодически с периодом T [m(2k - 1) + 1]Т_с, где Т_с период питающей сети.

2. Устройство для управления двухфазным электродвигателем переменного тока с четырехвентильным тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети, содержащее систему управления тиристорами коммутатора, составленную из синхронизирующего трансформатора, формирователя импульсов и четырех блоков запуска тиристоров, причем вход синхронизирующего трансформатора соединен с сетью переменного тока, а выход соединен с входом формирователя импульсов, выходы которого соединены с входами блоков запуска тиристоров, выходами соединенных с управляющими электродами и катодами тиристоров коммутатора, отличающееся тем, что формирователь импульсов содержит нуль-орган, шесть инверторов, восемь двухвходовых элементов И, четырехвходовый элемент ИЛИ, счетчик с переменным коэффициентом счета, два преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", блок ключей, составленный из четырнадцати ключей и резистора, второй четырехразрядный двоичный счетчик, причем синхронизирующий трансформатор выполнен с одной первичной и одной вторичной обмотками, аноды первого и второго тиристоров, катоды третьего и четвертого тиристоров и начало первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с одной фазой сети переменного тока, общая точка статорных обмоток двигателя и конец первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с другой фазой сети переменного тока, конец вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединен с общей шиной, начало вторичной обмотки соединено с входом нуль-органа, выход нуль-органа соединен с входом первого инвертора и первыми входами первого и четвертого двухвходовых элементов И, выход первого инвертора соединен с первыми входами второго и третьего двухвходовых элементов И, выходы первого, второго, третьего и четвертого двухвходовых элементов И соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового элемента ИЛИ и первыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов И, выход четырехвходового элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом счета, четыре выхода счетчика с переменным коэффициентом счета соединены соответственно поразрядно с адресными входами первого преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", выход которого, соответствующий комбинации "0" в десятичной системе счисления, соединен со счетным входом второго четырехразрядного двоичного счетчика, выход третьего разряда второго четырехразрядного двоичного счетчика соединен с входом шестого инвертора, выход шестого инвертора соединен с входом установки нуля второго четырехразрядного двоичного счетчика, выходы второго четырехразрядного двоичного счетчика соединены соответственно поразрядно с адресными входами второго преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", выходы второго преобразователя, соответствующие комбинациям 0, 1, 2, 3 в десятичной системе счисления, соединены соответственно с входами второго, третьего, четвертого и пятого инверторов, выходы второго, третьего, четвертого и пятого инверторов соединены соответственно с вторыми входами первого, четвертого, третьего и второго двухвходовых элементов И, выходы первого из упомянутых преобразователей, соответствующие кодовым комбинациям с 1 по 14 в десятичной системе счисления, соединены соответственно с неподвижными контактами четырнадцати ключей, первый вывод резистора блока ключей соединен с пятым выходом счетчика с переменным коэффициентом счета, подвижные контакты упомянутых ключей и второй вывод резистора соединены с вторыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов И, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов И соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым блоками запуска тиристоров, положительные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего и четвертого блоков запуска тиристоров соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго, третьего и четвертого тиристоров, а отрицательные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего и четвертого блоков запуска соединены соответственно с катодами первого, второго, третьего и четвертого тиристоров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области тиристорного электропривода, требующего регулирования скорости и угла поворота привода, с m-фазным двигателем переменного тока с четным числом фаз и 2m-тиристорным коммутатором.

Большое распространение в таких приводах благодаря простоте и надежности приобрел электропривод с тиристорным регулятором напряжения (тиристорным коммутатором), см. [1] рис. 5-467.

Для регулирования скорости и положения такого электропривода обычно используется датчик скорости, что усложняет электропривод.

Для ликвидации данного недостатка в [2] с. 56-57 представлен электропривод с тиристорным коммутатором без датчика cкорости, где регулирование скорости и угла поворота двигателя осуществляется путем реализации шагового режима двигателя.

На рис. 29,г, с.56-57 [2] представлены силовая схема и способ управления (диаграмма формирования напряжений управления тиристорами) таким электроприводом в шаговом режиме.

Данный способ управления наиболее близок предлагаемому и выбран в качестве прототипа.

Способ управления приводом в шаговом режиме, представленный в [2] рис. 29г, сводится к циклу, состоящему из последовательности следующих операций:

1. На заданный интервал времени, не превышающий периода напряжения сети, открывают ключ в первой фазе двигателя, подключая указанную фазу к сети.

2. Повторяют указанную операцию по п.1. для первой фазы в течение времени

3. Повторяют операцию по п.1 для второй фазы двигателя.

4. Повторяют операцию по п.2 для второй фазы двигателя.

5. Повторяют операцию по п.1 для третьей фазы двигателя.

6. Повторяют операцию по п.2 для третьей фазы двигателя.

Затем цикл, состоящий из операции 1-6, повторяется и т.д.

Представленный в [2] для трехфазного двигателя с соединенными в звезду обмотками и коммутатора, состоящего из 6 тиристоров, цикл управления легко экстраполировать для m-фазного двигателя с соединенными в звезду обмотками и коммутатора, состоящего из 2m тиристоров, где каждая пара встречно-параллельных тиристоров соединена последовательно с каждой фазой двигателя.

При данном способе управления при каждой последующей коммутации тиристоров (выполнении очередной операции цикла) осуществляется скачкообразный поворот вектора намагничивающей силы (н.с.) статора на угол 360/m эл. град.

Данный способ управления электроприводом с m-фазным двигателем переменного тока имеет следующие недостатки:

невозможна работа электропривода с 2m-тиристорным коммутатором при питании от однофазной сети переменного тока;

возможности уменьшения угла поворота ротора за одну коммутацию тиристоров шага Д (что необходимо для повышения точности электропривода при позиционировании) ограничены указанным углом поворота вектора н.с. статора - 360/m эл. град.

из-за включения обмоток двигателя на выпрямленное напряжение сети в течение времени тау формируется повышенные значения токов двигателя, тиристоров, сети;

в выходном напряжении коммутатора появляются постоянная составляющая и субгармоники.

Устройство управления приводом, реализующее шаговый режим двигателя и представленное в [2] с.91-93, рис.47, состоит из силовой части тристорного коммутатора и системы управления тиристорами, содержащей, в частности, входное устройство (синхронизирующий трансформатор), формирователь импульсов и входные устройства (устройства запуска тиристоров).

Указанное устройство наиболее близко к предлагаемому и выбрано в качестве прототипа.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом способе заключается в обеспечении питания m-фазного электродвигателя и 2m-тиристорного коммутатора от однофазной сети (m-четное число) при одновременном улучшении основных характеристик электропривода в шаговом режиме: уменьшении шага Д, токов двигателя, тиристоров, сети, ликвидации постоянной составляющей субгармоник в выходном напряжении коммутатора.

Поставленная задача в предлагаемом способе решается тем, что для управления m-фазным электродвигателем переменного тока с 2m-тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети (m-четное число), при котором на заданный интервал времени, не превышающий периода напряжения сети, открывают ключ в фазе двигателя, подключая указанную фазу к сети, постоянно контролируют моменты перехода напряжения сети через ноль и в момент перехода напряжения из области отрицательных значений в область положительных t+ открывают i-ый анод ключ i-ой фазы двигателя на указанный интервал времени, затем через (К-1) моментов t+ (где К любое целое число) повторно открывают ключ на тот же интервал времени, в момент перехода напряжения сети из области положительных значений в область отрицательных t-открывают катодный ключ с номером (m+m/2+i)

(m/2+i) фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через (К-1) моментов t- повторно открывают указанный катодный ключ на тот же интервал времени, причем указанные операции проводятся для всех i, меняющихся последовательно через единицу от i=1 до i=m/2, далее в момент t- открывают катодный ключ с номером (m/2+i)

(i-m/2) фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через (К-1) моментов t- повторно открывают указанный катодный ключ на тот же интервал времени, в момент t+ открывают i-ый анодный ключ i-ой фазы двигателя на тот же интервал времени, затем через (К-1) моментов t+ повторно открывают указанный анодный ключ на тот же интервал времени, причем указанные операции повторяются для всех i, меняющихся последовательно через единицу от i=m/2+1 до i= m.

Поставленная задача в предлагаемом устройстве с m=2 решается тем, что в устройстве для управления двухфазным электродвигателем переменного тока с четырехвентильным тиристорным коммутатором, предназначенным для подключения электродвигателя к сети, содержащим систему управления тиристорным коммутатором, составленную из синхронизирующего трансформатора, формирователя импульсов и четырех блоков запуска тиристоров, причем вход синхронизирующего трансформатора соединен с сетью переменного тока, а выход соединен со входом формирователя импульсов, выходы которого соединены со входами блоков запуска тиристоров, выходами соединенных с управляющими электродами и катодами тиристоров коммутатора, формирователь импульсов содержит нуль-орган, шесть инверторов, восемь двухвходовых элементов "И" четырехвходовой элемент "ИЛИ", счетчик с переменным коэффициентом счета, два преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", блок ключей, составленный из четырнадцати ключей и резистора, второй четырехразрядный двоичный счетчик, причем синхронизирующий трансформатор выполнен с одной первичной и одной вторичной обмотками, аноды первого и второго тиристоров, катоды третьего и четвертого теристоров и начало первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с одной фазой сети переменного тока, общая точка статорных обмоток двигателя и конец первичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединены с другой фазой сети переменного тока, конец вторичной обмотки синхронизирующего трансформатора соединен с общей шиной, начало вторичной обмотки соединено со входом нуль-органа, выход нуль-органа соединен со входом первого инвертора и первыми входами первого и четвертого двухходовых элементов "И", выход первого инвертора соединен с первыми входами второго и третьего двухходовых элементов "И", выходы первого, второго, третьего и четвертого двухходовых элементов "И" соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами четырехвходового элемента "ИЛИ" и первыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов "И", выход четырехвходового элемента "ИЛИ" соединен со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом счета, четыре выхода счетчика с переменным коэффициентом счета соединены соответственно поразрядно с адресными входами первого преобразователя четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16", выход которого, соответствующий комбинации "0" в десятичной системе счисления, соединен со счетным входом второго четырехразрядного двоичного счетчика, выход третьего разряда второго четырехразрядного двоичного счетчика соединен со входом шестого инвертатора, выход шестого инвертатора соединен со входом установки нуля второго четырехразрядного двоичного счетчика, выходы второго четырехразрядного двоичного счетчика соединены соответственно с адресными входами второго преобразователя двоичного кода в код "1 из 16", выходы второго преобразователя, соответствующие комбинациям "0", "1", "2", "3" в десятичной системе счисления, соединены соответственно со входами второго, третьего, четвертого и пятого инверторов, выходы второго, третьего, четвертого и пятого инверторов соединены соответственно со вторыми входами первого, четвертого, третьего, и второго двухвходовых элементов "И", выходы первого из упомянутых преобразователей, соответствующие кодовым комбинациям с "1 по 14" в десятичной системе счисления, соединены соответственно с неподвижными контактами четырнадцати ключей, первый вывод резистора блока ключей соединен с пятым выходом с переменным коэффициентом счета, подвижные контакты упомянутых ключей и второй вывод резистора соединены со вторыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов "И", выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого двухвходовых элементов "И" соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым блоками запуска тиристоров, положительные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего и четвертого блоков запуска тиристоров соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго, третьего и четвертого тиристоров, а отрицательные выходные зажимы выходных напряжений первого, второго, третьего и четвертого блоков запуска соединены соответственно с катодами первого, второго, третьего и четвертого тиристоров. Предлагаемые изобретения отвечают критерию "изобретательский уровень", т.к. отличительные признаки предлагаемых технических решений не являются сходными с признаками известных технических решений и обеспечивают более высокий результат по сравнению с прототипом обеспечение работы 2m-тиристорного коммутатора при питании от однофазной сети при одновременном улучшении основных характеристик электропривода в шаговом режиме: уменьшение шага Д и токов электропривода, ликвидация постоянной составляющей и субгармоник в выходном напряжении коммутатора.

На фиг.1 изображающей силовую схему электропривода, обозначено: 1,2.i.m тиристоры, подключенные анодом к сети; (m+1), (m+2).(m+i).2m тиристоры, подключенные катодом к сети; I, II.i.M m обмоток (фаз) статора двигателя переменного токаж; на фиг.2 представлено жирной линией выходное напряжение коммутатора U_вых для его минимального периода Т_вых.1 (К=1) при m=2; на фиг.3 жирной линией выходное напряжение коммутатора U_вых для произвольного периода Т_вых.к (произвольного К) при m=2.

На фиг 2 и 3 обозначено: из напряжения однофазной питающей сети жирной линией выделено напряжение сети, подключаемое к фазам статора двигателя (выходное напряжение коммутатора U_вых); внутри полуволн напряжения сети обозначены открытые тиристоры коммутатора; нагрузка коммутатора принята активной; за начало координат принято время перехода через ноль из отрицательной области к положительной напряжения сети, а отсчет времени производится в угловой мере частоты сети(wc-угловая частота сети, t- время).

Работа устройства поясняется фиг. 4-6. На фиг.4 изображена блок-схема устройства для управления двухфазным электродвигателем переменного тока с четырехвентильным коммутатором, где 1-4 тиристоры; 2 5,6 статорные обмотки двигателя переменного тока; 7 ротор электродвигателя переменног тока; 8 - синхронизирующий трансформатор; 9 нуль-орган; 10.1-10.6 инверторы; 11.1-11.8 двухвходовые элементы "И"; 12 четырехвходовой элемент "ИЛИ"; 13 счетчик с переменным коэффициентом счета; 14 счетный вход счетчика 13; 15.1-15.5 выходы счетчика 13 (15.1 выход младшего разряда; 15.2, 15.3, 15.4 выходы более старших разрядов соответственно; 15.5 "плюс" источника питания постоянного тока 33 (см. фиг.5); 16, 25 преобразователи четырехразрядного двоичного кода в код "1 из 16"; 17.1-17.4; 26.1-26.4 - адресные входы преобразователей 16 и 25; 18.0-18.14, 27.0-27.3 выходы преобразователей 16 и 25; 19 блок ключей; 20.1-20.15 выходы блока 19; 21 - выходы блока 19; 22 второй четырехразрядный двоичный счетчик; 23.1 счетный вход счетчика 22; 23.2 выход установки нуля счетчика 22;24.1-24.4 выходы счетчика 22 (24.1 выход младшего разряда, 24.4 выход старшего разряда); 28.1-28.4 блоки при запуске тиристоров.

На фиг. 5 изображена схема счетчика с переменным коэффициентом счета 13, где 29.1 четырехразрядный двоичный счетчик; 30.1 счетный вход счетчика 29; 30.2 выход установки нуля счетчика 29; 31.1-34.4 выходы счетчика 29 (31.1 выход младшего разряда,31.4 выход старшего разряда); 32.1-32.4 - переключатели; 33 источник питания постоянного тока; 34 четырехвходовой элемент "И-НЕ".

На фиг.6, представляющей схему блока ключей 19, изображены 35.1-35.14 - ключи, 36 резистор.

Последовательность операций цикла при условии начала цикла в момент t+ изложена ниже:

1. При t+ открывают 1-й анодный ключ i-й фазы двигателя на заданный интервал времени, не превышающий периода сети.

2. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через (К- 1) моментов t+.

3. При t- открывают (m+m/2+i) катодный ключ (m/2+i) фазы двигателя на указанный интервал времени.

4. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через (К- 1) моментов t- (операции 1-4 повторяются для всех i, меняющихся последовательно через 1 от i=1 до i=m/2)/

5. Далее при t- открывают (m/2+i) катодный ключ (i-m/2) фазы двигателя на указанный интервал времени.

6. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через (К- 1) моментов t-.

7. При t+ открывают i-й анодный ключ i-й фазы двигателя на указанный интервал времени.

8. Повторно открывают указанный ключ на тот же интервал времени через (К-1) моментов t+ (операции 5-8 повторяются для всех i, меняющихся последовательно, через 1 от i=m/2+1 до i=m).

Излагается предлагаемый способ для m=2. Последовательность операций цикла для m=2 следующая:

1. При t+ открывают первый анодный ключ первой фазы двигателя.

2. Повторно открывают указанный ключ через (К-1) моментов t+.

3. При t- открывают четвертый катодный ключ второй фазы двигателя.

4. Повторно открывают указанный ключ через (К-1)моментов t-.

5. Далее при t- открывают третий ключ первой фазы двигателя.

6. Повторно открывают указанный ключ через (К-1) моментов t-.

7. При t+ открывают второй анодный ключ второй фазы двигателя.

8. Повторно открывают указанный ключ через (К-1) моментов t+.

Период выходного напряжения коммутатора для четных m:

T_вых.к=m(2к-1)+1}T_с,

где T_с период напряжения сети.

Таким образом, для m=2: Т_вых.к=2(2к-1)+1}Т_с.

При предлагаемом способе управления осуществляется шаговое движение ротора двигателя при питании от однофазной сети за счет скачкообразного поворота вектора н.с. на угол 360/2m эл.град при коммутации меньше по сравнению с известным способом.

На фиг. 2 и 3 видно, что по сравнению с прототипом при реализации предлагаемого способа управления приводом уменьшается токи двигателя, тиристоров и потребляемого из сети, а в выходном напряжении коммутатора отсутствует постоянная составляющая и субгармоники.

Действительно, как видно из фиг.3, за время, соответствующее 1/6 Т_вых.к, каждый тиристор горит в течение двух полупериодов частоты сети, а не к- полупериодов, как в прототипечем достигается уменьшение токов двигателя, тиристоров и потребляемого из сети.

Отсутствие постоянной составляющей и субгармоник в выходном напряжении коммутатора обеспечивается равенством положительных и отрицательных полуволн частоты сети за период выходного напряжения.

Ниже дано описание отдельных элементов предлагаемого устройства.

Синхронизирующий трансформатор 8 обеспечивает согласование напряжения сети по уровню с выходом нуль-органа 9.

Нуль-орган 9 преобразует синусоидальное напряжение в сети в прямоугольное, синфазное с синусоидальным. Исполнение нуль-органа стандартное.

Задание необходимого коэффициента счета К счетчика 13 (фиг.5) осуществляется подключением с помощью переключателей 32.1-32.4 выходов элемента 34 к тем выходам счетчика 31.1-31.4, на которых при кодовой комбинации, равной К в двоичном кодезначения сигналов будут равны "Лог.1", а остальные переключатели из 31.1-31.4 подключают выходы элемента 34 к плюсу источника 33.

Положение переключателей 32.1-32.4 на фиг.5 соответствует К=5 или К=0101 в двоичном коде, т.е. выходы 31.1 и 31.3 подключены переключателями 32.1 и 32.3 к двум входам элемента 34, а остальные два входа элемента 34 переключателями 32.2 и 32.4 подключены к плюсу источника 33.

Требуемое значение К от 1 до 16 задается предварительно вручную. Если начальное значение счетчика 29.1 соответствует кодовой комбинации 0000 на выходах 31.1-31.4, то после К-го импульса на входе 30.1 код на выходах 31.1- 31.4 станет равным К, и сигнал "Лог.0" с выхода 34 поступит на вход 30.2, что приведет к установке счетчика 29 в состояние, соответствующее коду 0000.

По аналогии со схемой счетчика 13 выполняется счетчик с коэффициентом счета 4, состоящий из четырехразрядного двоичного счетчика 22 и инвертора 10.6. Выход третьего разряда четырехразрядного двоичного счетчика подключается ко входу инвертора 10.6, а выход 10.6 соединяется со входом установки нуля счетчика. Тогда после четвертого импульса на входе 23.1 счетчика 22 сигнал на выходе 24.3 станет равным "Лог.1", что приведет к появлению сигнала "Лог.0" на входе инвертора 10.6 и установке счетчика 22 в состояние 0000.

В качестве четырехразрядных двоичных счетчиков для 13 могут быть использованы микросхемы К155ИЕ2; изменение выходного кода счетчиков происходит по отрицательным перепадам (от "Лог.1" к "Лог.0") входных сигналов.

Преобразователи 16 и 25 выполняются на стандартных микросхемах, например К155ИД3. При поступлении какой-либо кодовой комбинации на адресные выходы преобразователь переводит один из его выходов, соответствующий данной комбинации в десятичной системе счисления, в состояние "Лог.0"; на остальных выходах при этом сохраняется уровень "Лог.1".

Ключи 35.1-35.14 блока 19 (фиг.6) при К<3 разомкнуты, а при 3K16 соединят входы с 20.1 по 20.(К-2) с выходом 21 следующим образом: при К=3 замкнут 35.1, при К=4 замкнуты 35.1 и 35.2 и т.д. а при К=16 замкнуты ключи с 35.1 по 35.14. Так же, как и для фиг.5, на фиг.6 положение ключей соответствует К=5: ключи с 35.1 по 35.3 соединяют выходы с 20.1 по 20.3 с выходом 21.

Блоки запуска тиристоров 28.1-28.4 формируют напряжения управления тиристорами 1-4 необходимой длительности и амплитуды. Выходы устройств 28.1- 28.4 соединены с цепями "управляющий электрод-катод" тиристоров 1-4, при этом положительные выходные зажимы 28.1-28.4, отмеченные на фиг.4 знаками "+", соединены с управляющими электродами тиристоров 1-4, а отрицательные зажимы с катодами тиристоров.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Напряжение в сети с помощью синхронизирующего трансформатора 8, нуль-органа 9 и инвертора 10.1 преобразуется так, что положительным полуволнам напряжения сети соответствует положительные значения выходного напряжения нуль-органа 9, а отрицательным полуволнам положительные значения напряжений на выходе инвертора 10.1. При совпадении положительных значений выходных напряжений 9 и 10.1 с соответствующими кодовыми комбинациями на выходах счетчика 22 и отсутствии запрета ("Лог.0") с выхода 21 блока 19 появляются сигналы "Лог.1" на выходах элементов 11.5-11.8, и схемы запуска 28.1-28.4 формируют импульсы управления тиристорами 1-4.

Схема устройства (фиг.4) реализует следующие алгоритмы:

U1=U210000U

U2=U210011U

U3=U210010U

U4=U210001U

где U1.U4 импульсы управления соответственно на тиристорах 1-4;

0000.0011 кодовые комбинации на выходах счетчика 22;

U напряжение питающей сети;

U21 сигнал на выходе 21 блока 19.

Положим, начальные состояния счетчиков 13 и 22 соответствуют кодам 0000 как на выходах 15.1-15.4, так и на выходах 24.1-24.4. Тогда состояние устройства характеризуется "Лог.0" на выходах 18.0 и 27.0 преобразователей 16 и 25, инверторов 10.3-10.5 двухвходовых элементов "И" 11.2-11.4 и "Лог.1" на выходе инвертора 10.2.

Сигнал на выходе инвертора 11.1 импульсный и равен "Лог.1" во время положительной полуволны напряжения U и "Лог.0" при отрицательной полуволне. Этот сигнал, поступая через элемент 12 на счетный вход 14 счетчика 13, вызывает изменение кода на выходах 15.1-15.4. Одновременно первый и К-й импульсы "Лог. 1" на выходе элемента 11.5 соответственно формирования импульсов устройства и включения тиристора 1. Импульсы "Лог.1" с второго по (К-1) при К 2 на выходе 11.1 не вызовут включения тиристора 1, т.к. на вход элемента 11.5 будет подан сигнал "Лог.0" с выхода 21 блока 19. Спад К-го импульса на выходе 11.1, по времени совпадающей с переходом U от положительных значений к отрицательным, вызовет обнуление счетчика 13, переход из состояния "Лог.1" в "Лог. 0" на выходе 18.0 преобразователя 16, как следствие, появление кодовой комбинации 0001 на выходах 24.1-24.4 сигнала "Лог.0" на выходе 27.1 преобразователя 25 и инвертора 10.2 "Лог.1" на выходе инвертора 10.3. Теперь по аналогии импульсным становится сигнал на выходе элемента 11.4, во время 1 и К-го импульсов "Лог. 1" на выходе 11.4 включиться тиристор 4, а после К-го импульса произойдет очередное обнуление счетчика 13 и изменение состояния преобразователя 25.

Подобно описанному ранее далее осуществляется включение тиристоров 3 и 2. Затем цикл, начинающийся включением тиристора 1, повторяется.

Последовательность переключений фаз двигателя 5 и 6 и направления тока в них жестко заданы блок-схемой устройства, а форма выходного напряжения коммутатора для К=1 и K1 показана на фиг. 2 и 3.