專利名稱：多微處理器系統(tǒng)的分時型通訊接口的制作方法
在電機拖動系統(tǒng)中，調(diào)速控制是經(jīng)常應(yīng)用的一種方法，本發(fā)明是提出一種新的調(diào)速理論和根據(jù)這個理論設(shè)計的調(diào)速電機。
本發(fā)明地調(diào)速系統(tǒng)同以往的調(diào)速系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，機械特性好，功率因數(shù)高，效率高等特點，是一種較理想的調(diào)速方法。
一、基本原理
由電機學(xué)原理可知，交流異步電動機的轉(zhuǎn)子電勢E2決定了電機的轉(zhuǎn)速，改變E2可改變電機的轉(zhuǎn)速。
E2的改變可通過多種途徑進行，如在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)加上一個可調(diào)電勢Ef，通過改變Ef來改變E2的大小，即可達到調(diào)速目的。
因為E2的頻率是隨電機轉(zhuǎn)速而變化的，由數(shù)學(xué)原理可知，只有頻率相同的相量才可疊加，因此Ef必須與E2同頻率，Ef要與E2保持一致，必須在同樣條件下產(chǎn)生的，如同在同一個轉(zhuǎn)子上的繞組當(dāng)定子端加上兩個頻率相同的電勢時就會同時產(chǎn)生頻率相同的兩個電勢，這兩個電勢就可相加。
頻率相同的兩個電勢產(chǎn)生了，如何用其改變E2的大小呢？由數(shù)學(xué)原理可知，改變兩個相量的夾角，可使這兩個相量和的大小發(fā)生變化。如

圖1，當(dāng)α1＜α2時，E2α1＞E2α2。
如何改變α角，由電機學(xué)可知，交流異步電動機的轉(zhuǎn)子電勢，始終跟隨定子電勢，如果將交流電動機的定子和定子繞組做成兩部分，其中一部分固定，另一部分可調(diào)，可調(diào)部分相對固定部分可旋轉(zhuǎn)α角度，電機的轉(zhuǎn)子繞組分別對應(yīng)定子繞組。若定子固定繞組和可調(diào)繞組在轉(zhuǎn)子繞組上分別感應(yīng)的電勢為E21和E22則轉(zhuǎn)子回路的總電勢為
2＝
21+
22
若改變固定和可調(diào)定子間的α角，則E21和E22之間的α角亦隨之變化α度，則E2的幅值亦變化，E2變化了，電機的轉(zhuǎn)速就會隨之變化，因此，改變α角可改變電機的轉(zhuǎn)速。
二、基本結(jié)構(gòu)
圖2是本電機的原理結(jié)構(gòu)圖。
其中①是電機的固定定子，②是電機的可調(diào)定子，③是控制②相對①旋轉(zhuǎn)的控制裝置，④是電機轉(zhuǎn)子軸，⑤是固定定子繞組，通稱X11，⑥是可調(diào)定子繞組。通稱X21，⑦是電機轉(zhuǎn)子繞組，通稱X2，⑧是測速發(fā)電機，⑨是電機底座。A、B、C是三相電源進線。
本電機的定子固定繞組X11和可調(diào)繞組X21分別對應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組X2，并在X2上分別感應(yīng)出E12和E22兩組頻率相同的電勢。①和②間的α角由③調(diào)節(jié)，⑤⑥間隨①②變化產(chǎn)生α角的相位差，⑧是用做閉環(huán)控制的裝置。
圖3是本電機的定、轉(zhuǎn)子電路原理圖。
由于本電機相當(dāng)于兩臺交流異步電機機械軸和電軸分別相連，故稱雙軸電機
三、機械特性
為了求得電動機的原級電路和副級電路的電流，須列出本電機的等值電路圖，為了便于從理論上分析，假定電機的固定定子繞組和可調(diào)定子繞組的參數(shù)一致，這里采用的標(biāo)號是
U網(wǎng)絡(luò)電壓。
I1，2固定定子繞組X11和可調(diào)定子繞組X21的電流。
i12固定定子繞組X11和可調(diào)定子繞組X21分別在轉(zhuǎn)子繞組X2上感應(yīng)的電流。
r1，X1定子的電阻和漏抗。
r2，X2轉(zhuǎn)子的電阻和漏抗
X0有效磁通的電抗
S，Sm轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率。
eja。定子②相對定子①的相角，以電角度為準(zhǔn)。
因為，繞組⑤⑥是從同一電網(wǎng)中取得電勢，因此，它們的電壓相等，但繞組⑥相對⑤有α角度的相位差，所以，對應(yīng)于繞組⑤和繞組⑥的電壓可寫成U，Ueja。
根據(jù)以上參數(shù)可列得等值電路如圖4
如果用
Z1＝r1+j(X0+X1)
Z2＝r2/S+j(X0+X2)
表示電機在轉(zhuǎn)差率為S時的原級全阻抗和副級全阻抗，那么本電機定子回路和轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式就具有如下形式。
U＝I1Z1-i1jX0①
Ueja＝I2ejaZ1+i1jX0②
2i1Z2-I1jX0+I2ejajX0＝0 ③
解上述方程①②③得
根據(jù)以上參數(shù)畫得相量圖如圖5。
本電機每個定子的轉(zhuǎn)矩特性，同三相交流電動機轉(zhuǎn)矩特性。電動機在額定情況下，α＝0時，則每個定子的最大轉(zhuǎn)矩為
其中
令X＝X1+X2σ1
則Mm= (3U2)/(2Xσ1)
與之相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率
根據(jù)式④、⑤可求得本電機每個定子產(chǎn)生的力矩
本電機的總轉(zhuǎn)矩為
從式⑨可以看出，本電機的轉(zhuǎn)矩與α角有關(guān)，當(dāng)α＝0時，M＝0，當(dāng)α＝180°時
也就是說，當(dāng)定子繞組間的夾角為零，使的兩部定子在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的電勢為大小相等、方向相反的電勢，這兩個電勢互相抵消，使轉(zhuǎn)子回路的總電勢為零，因此，電機轉(zhuǎn)矩為零。當(dāng)定子繞組間的夾角為180°時，使的兩部定子在轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)的電勢的方向一致。這兩個電勢疊加后，形成更大電勢，因此，轉(zhuǎn)矩就增強。
當(dāng)電機的定子繞組參數(shù)不同時，這里的參數(shù)不同，是指兩部定子的極對數(shù)相同，阻抗參數(shù)不同。
則電機的總轉(zhuǎn)矩為
式⑩是雙軸電機在兩個定子力矩相差K倍時，雙軸電機的機械特性方程式。
由式⑦⑧可知，在某些α角時，M為負(fù)值，這時，該定子從外部引入機械能做發(fā)電狀態(tài)。這主要表現(xiàn)在雙軸電機低速運動時。
圖6是本電機的特性曲線。
從圖中可以看出本電機的特性較硬，這是因為它的機械特性相當(dāng)于兩個交流電機特性的合成。
四、電機的理想空載轉(zhuǎn)速
由于本電機的調(diào)速相當(dāng)于在一個交流電機轉(zhuǎn)子內(nèi)串入一個同頻率的附加電勢Ef的串級調(diào)速，根據(jù)串級調(diào)速的理論可知
Ef＝SE20
式中E20為本電機α＝180°時的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電勢
設(shè)
｜E21｜＝K｜E22｜
E21與E20間的夾角為 (β)/(X)
則E22與E20的夾角為 (X-1)/(X) β
如圖7所示α+β＝180°
當(dāng)β＝0，則Ef＝0
｜E20｜＝｜E21｜+｜E22｜＝(K+1)｜E22｜
當(dāng)β≠0時
｜Ef｜＝｜E20｜-(｜E21｜cos (β)/(X) +｜E22｜cos (X-1)/(X) β)
＝(K+1)｜E22｜-(K｜E22｜cos (β)/(X) +｜E22｜cos (X-1)/(X) β)
＝｜E22｜〔(K+1)-Kcos (β)/(X) +cos (X-1)/(X) β)
＝S｜E20｜
＝S(K+1)｜E22｜
則
S(K+1)＝(K+1)-(Kcos (β)/(X) +cos (X-1)/(X) β)
β＝±180～0°
當(dāng)K＝1時，X必須等于2。
則n＝n0cos (β)/2 (12)
式(11)中的n是指雙軸電機在不同β角時，電機的理想空載轉(zhuǎn)速。在(11)(12)中。當(dāng)β＝0時，n＝n0，轉(zhuǎn)速最大，β＝180°時，轉(zhuǎn)速最小，β變化，轉(zhuǎn)速n亦隨之變化。
圖6中畫出了β不同時的電機機械特性曲線。
α角的正負(fù)值，是由定子②超前或滯后①決定的。超前是指②在①旋轉(zhuǎn)磁場的前方。反之，滯后，超前時，α為正，α的正負(fù)值影響電機的功率因數(shù)。通常，E11＞E21，α為正時，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)高。
五、電機的起動與控制
由于本電機的轉(zhuǎn)子電勢E2可調(diào)節(jié)，因此，本電機可直接帶負(fù)載起動，不用采用降壓或轉(zhuǎn)子串電阻起動，特別是K值較小時，當(dāng)K值較大時，則需轉(zhuǎn)子串電阻或降壓起動。本電機起動時，可先將α角調(diào)至最小，然后，逐漸增加α角，至電機達到所要求的速度止。
本電機的調(diào)速，可采用手動或自動控制，通過③使定子②相對①旋轉(zhuǎn)，裝置③可用手柄或遙控電機組成。
六、本電機的其它結(jié)構(gòu)
根據(jù)本電機的工作原理，可把本電機的轉(zhuǎn)子繞組作成兩個串聯(lián)繞組，其分別對應(yīng)定子的固定繞組和可調(diào)繞組，這種結(jié)構(gòu)的效果同一個轉(zhuǎn)子繞組相同，如圖8所示。
本電機的定子繞組亦可做成套筒形，其中一組固定，另一組相對固定繞組可調(diào)，這種結(jié)構(gòu)亦有調(diào)速效果。
但有時，對電機不要求調(diào)速，只要求額定速度較低，可根據(jù)本理論，在電機的定子槽內(nèi)，以一定的α角下兩套繞組，就可達到降低額定轉(zhuǎn)速的目的。這時，電機的理想空載速同式(11)。
如果電機的定子繞組分成兩部分同時下在一個定子槽內(nèi)，其中第一部分直接接電源。第二部分引出，通過電刷接到可調(diào)定子上，再接電源，通過設(shè)計使移動電刷則第二部分繞組與第一部分繞組產(chǎn)生相差α角度相位差的效果，則這種結(jié)構(gòu)亦有可調(diào)速效果。
如果將本電機的轉(zhuǎn)子固定，則本電機就會變成一個三相感應(yīng)調(diào)壓器，該調(diào)壓器電壓輸出連續(xù)可調(diào)，調(diào)壓器無滑動觸點，功率可做的很大。
權(quán)利要求
1、一種交流電機無級調(diào)速的理論和根據(jù)本理論設(shè)計的交流無級調(diào)速電機，其特征是
(1)、電機的定子做成①、②兩部分，其②相對①可旋轉(zhuǎn)α角度，
(2)、繞組⑤⑥隨①②旋轉(zhuǎn)并分別在轉(zhuǎn)子繞組⑦上感應(yīng)出兩組電勢。
(3)、轉(zhuǎn)子總電勢隨α變化而變化。
2、如權(quán)利要求1所述的電機，其特征是定子做成套筒型，其中一部分相對另一部分可旋轉(zhuǎn)α角度。
3、如權(quán)利要求1所述的電機，其特征是轉(zhuǎn)子繞組由兩部分串聯(lián)而成。
4、如權(quán)利要求1所述的電機，其特征是在同一定子槽內(nèi)下兩套繞組，其中，一套直接接電源，另一套通過電刷接電源，移動電刷使兩套繞組產(chǎn)生相差α角相位差的效果。
5、一種低速交流電動機，其特征是定子繞組做成兩部分并相差α角下在同一定子槽內(nèi)。
6、一種交流感應(yīng)調(diào)壓器，其特征是原邊由兩套繞組組成，其中一套相對另一套可移相原、次級繞組間無連接。
全文摘要
多微處理器系統(tǒng)的分時型通訊接口，其結(jié)構(gòu)包括一個共享存儲器、一個分時裁決電路及一組與微處理器數(shù)量相同的總線緩沖器。本發(fā)明通過共享存儲器進行機間通訊，利用分時法解決多機同時訪問的競爭問題，利用循環(huán)編碼分時法避免了某一微處理器可能獨占共享存儲器的現(xiàn)象，而且具有結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，通訊速度快、成本低等特點，可廣泛用于實時控制的多機系統(tǒng)。
文檔編號H02K16/04GK1038553SQ8810368
公開日1990年1月3日 申請日期1988年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月14日
發(fā)明者龍偉 申請人:成都科技大學(xué)