Цифровой электропривод

 

ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, вход которого соединен с выходом триггера , задающий генератор, к первому выходу которого подключен первый логический элемент И, второй вход которого связан с выходом триггера, последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок совпадения и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к второму . входу блока совпадения, отличающийся тем, что,с целью расширения, диапазона стабилизируемых скоростей, в него дополнительно введены регистр, подключенный к первому входу реверсивного счетчика , первый логический элемент ИЛИ, включенный между выходом сче чика и первым входом триггера, второй логический элемент ИЛИ, включенный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, прямой выход которого соединен с вторым входом.первого логического элемента ИЛИ, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь , вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход - к входу регистра, управляемый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигателя, второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым вх-одом tВТОРОГО логического элемента ИЛИ, последовательно соеW диненные третий логический элемент И, третий формирователь и четвертый с: логический элемент И, включенные между выходом счетчика и входом сложения реверсивного счетчика, последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего Формирователя и входом вычитания ревер сивного счетчика, четв.ертый ф ормиро01 ватель и пятый логический элемент 00 И, вторые входы которых подключены к третьему и четвертому выходам заю , дающего генератора, пятый выход коСП торого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвертого формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управляемого делителя частоты сочинен с вторым входом третьего формирователя.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН \

3(5П Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb(THA (21) 3475139/24-07

; (22) 28.07.82 (46) 07 ° 11.83. Бюл. 941

° (72) В.Ф.Митина, Я.М.Туганов, Л.Л. Виноходов, Е.К.Трусов, Б.М.-Д ..Пионтак и М.И.Крутий (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1.,Заявка Великобритании

М 1432674, кл. Н 02 Р 5/06, опублик.

1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 725178, кл. Н 02 P 5/06, 1978. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, вход которого соединен с выходом триггера, задающий генератор, к первому выходу которого подключен первый логический элемент И, второй вход которого связан с выходом триггера, . последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок сбвпадения и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к второму входу блока совпадения, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью расширения. диапазона стабилиэируемых скоростей, в него дополнительно введены регистр, подключенный к первому входу реверсивного счет-чика, первый логический элемент

ИЛИ, включенный между выходом счЕт чика и.первым входом триггера, второй логический элемент ИЛИ, включен„„SV„„ l 053250 А ный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, прямой выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, а инверсный — с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выходк входу регистра, управляемый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигателя, второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым входом |второго логического со с элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий логический элемент

И, третий. формирователь и четвертый логический элемент И, включенные С между выходом счетчика. и входом сложения реверсивного счетчика, последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего формирователя и входом вычитания ревер<.сивного счетчика, четвертый формирователь и пятый логический элемент

И, вторые входы которых подключены (д,) к третьему и четвертому выходам задающего генератора, пятый выход ко торого соединен с вторым входом чет- (,Д вертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвертого формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управляемого делителя частоты соецинеи с вторым входом, ф>„ третьего формирователя.

1053250

Изобретение относится к электро технике, в частности к системам с широким диапазоном стабилизируемых скоростей электродвигателей постоянного тока, у которых входной сигнал задается в виде, кода.

Известен цифровой электропривод, в котором сигнал обратной связи формируется в виде кода, пропорциональ65 ного периоду частоты датчика скорости. Требуемое значение скорости 10 задается входным кодом, который сравнивается с кодом, пропорциональным периоду частоты обратной связи. Так как входной код должен быть пропорцио. нален скорости электродвигателя, а .15 сравнивается с кодом, обратно пропорциональным скорости электродвига-. теля, то результат сравнения обрабатывается вычислительной машиной, которая формирует сигнал, коммутирую.- 20 щий импульсный регулятор в цепи электродвигателя (1 J.

Недостатком электропривода является ограниченный диапазон стабилизируемых скоростей за счет низкой точности сравнения кодов при больших скоростях электродвигателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой электропривод,. содержащий электродвигатель постоянного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, вход которого соединен с выходом триггера, задающий генератор, к первому выходу кото рого подключен первый логический элемент И, второй вход которого связан с выходом триггера, последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок совпадения и счетчик, счетный вход которого подключен к 40 выходу первого логического элемента

И, а выход — к второму входу блока совпадения (2 J.

Однако в злектроприводе в качестве образцового сигнала используется 45 частота, поэтому там, где входным сигналом является код, необходимо иметь преобразователь код-частота, имеющий высокую точность преобразования, поэтому такой электропривод 50 целесообразно использовать при работе на одной или нескольких образцовых частотах. Кроме того, электропривод имеет малый диапазон стабилизирующих скоростей. Если образцовые частоты изменяются с большой скоростью, то в электроприводе происходит переполнение реверсивного счетчика. При этом код реверсивного счетчика, следовательно, и сигнал управления электродвигателем неодно- 60 кратно изменяются от максимального до минимального, увеличивается время переходного процесса, а в некоторых случаях в электроприводе возникают незатухающие колебания.

Целью изобретения является расши- . рение диапазона стабилизируемых скоростей элpKтропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введены регистр, подключенный к. первому входу реверсивного счетчика, первый логический элемент ИЛИ, включенный между выходом счетчика и первым входом триггера, второй логический эдемент ИЛИ, включенный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, прямой выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, а инверсный — с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход к входу регистра, управляемый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигателя, второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий логический элемент И, третий формирователь и четвер тый логический элемент И, включенные между выходом счетчика и входом

:сложения реверсивного счетчика, последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего формирователя и входом вычитания реверсивного счетчика, четвертый формирователь и пятый логический элемент

И, вторые входы которых подключены к третьему и четвертому выходам задающего генератора, пятый выход которого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвертого формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управляемого делителя частоты соединен с вторым входом третьего формирователя.

На чертеже представлена структурная схема электропривода.

Электродвигатель 1 постоянного тока сиабжен датчиком 2 скорости и подключен к усилителю 3 мощности, вход которого соединен с выходом триггера 4.К первому выходу задающего генератора 5 подключен первый логический элемент И б, второй вход которого связан с выходом триггера

4. Реверсивный счетчик 7, блок 8 совпадения и счетчик 9 соединены последовательно, при этом счетный вход счетчика 9 подключен к выходу первого логического элемента И 6, а выход счетчика 9 соединен с вторым входом блока 8 совпадения. Регистр

10 подключен к первому входу ревер1053250 сивного счетчика 7. Первый логический элемент ИЛИ 11 включен между выходом счетчика 9 и первым входом триггера 4. Второй логический элемент

ИЛИ 12 включен между вторым выходом радающего генератора 5 и вторым входом триггера 4. Прямой выход дешифратора 13 соепинен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ 11, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И 14. Вход первorо,формирова.теля 15 подключен к выходу реверсив ного счетчика 7, а выход — к входу регистра 10. Управляемый делитель

16 частоты подключен к выходу дат- 15 чика скорости 2. Второй формирователь 17 включен между выходом датчика 2 скорости и вторыми входом второго логического элемента И 14, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента

ИЛИ 12. Третий логический элемент

И 18, третий формирователь 19 и четвертый логический элемент И 20 соединены последовательно и включены g5 между выходом счетчика 9 и входом сложения реверсивного счетчика 7.

Четвертый формирователь 21 и пятый логический элемент И 22 соединены последовательно и включены между первым выходом третьего формирователя 19 и входом вычитания реверсивного счетчика 7. Вторые входы четвертого формирователя 21 и логического„ элемента И 22.подключены соответственно к третьему и четвертому выходам задакщего генератора 5, пятый выход которого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И 20. Инверсные выходы третьего формирователя 19 и четвертого 40 формирователя 21 подключены к входам третьего логического элемента

И 18. Выход управляемого делителя 1б частоты соединен с вторым входом третьего формирователя 19. 45

Электропривод работает следующим образом.

Требуемая скорость электродвигателя l постоянного тока задается входным кодом N,ïoñòóïàêùèì на .входы 5g регистра 10, управляемого делителя

16 частоты и дешифратора 13. Если входной код равен нулю, на прямом выходе дешифратора 13 формируется сигнал, который проходит через эле-, мент ИЛИ 11 и устанавливает триггер

4 в нулевое состояние, при котором усилитель 3 мощности отключает электродвигатель 1 от источника питания, а элемент И б закрыт. Если входной код не равен нулю, то на инверсном 60 выходе дешифратора 13 создается сигнал, который проходит через,эле- .: мент И 14, если двигатель не.вращается, так как в этом случае с форми" рователя 17 подается на второй вход 65 элемента И 14 сигнал, открывающий его. Сигнал с выхода элемента И 14 проходит через элемент ИЛИ 12, устанавливает триггер 4 в единичное состояние, при котором электродвигатель 1 подключается усилителем 3 мощности к источнику питания, и открывается элемент И б. Так осуществ ляется пуск двигателя 1. После пуска двигателя l, формирователь 17 закрывает второй элемент И 14 и управление двигателем 1 осуществляется широтномодулированным сигналом, котЬрый формируется на выходе триггера 4. Импульсами стабильной частоты с второго выхода генератора 5, которые проходят через элементы ИЛИ 12, триггер

4 устанавливается в единичное состояние. Через открытый элемент И б на вход счетчика 9 поступает высокая стабильная частота с первого выхода генератора 5. После того, как на счетчик 9 поступит число импульсов, равное коду, записанному в счетчик

9 до начала счета, счетчик 9 устанав ливается в нулевое состояние. Им-,; пульс с выхода счетчика 9 переписы- вается код реверсивного счетчика 7 через блок 8 совпадения на установочные входы счетчика 9, проходит через элемент ИЛИ ll и устанавливает триггер 4 в нулевое состояние. С приходом следукщего импульса с второго выхода генератора 5 процессы формирования импульса на выходе триггера 4 повторятся. Одновременно происходит формирование кода реверсивного счетчика 7. В момент пуска в ° реверсивном счетчике 7 может быть записан любой код, а формирователи

19 и 21 могут находиться в любом состоянии. Через некоторое время формирователи 19 и 21 устанавливаются в .состояние, при котором открывается логический элемент И 18 °

Элемент И 18 в этом состоянии пропускает импульс с выхода счетчика

9 на вход формирователя 19 ° На второй вход формирователя 19 поступают импульсы с выхода управляемого дели. теля 16 частоты, период следования которых равен N I f, где Е .— частота с выхода датчика 2 скорооти. На выходе формирователя 19 создается один импульс, длительность которого

1„кратна периоду частоты с выхода управляемого, делителя 16, т. е.

Т„= КЙ/ f, где .К-постоянный коэффицйент. На время этого импульса открьвается элемент И 20, и частота с пятого выхода генератора 5 поступает на вход сложения реверсивного счетчика 7. Одновременно с началом импульса Т„запускается формирователь

21, на выходе которого создается импульс стабильной длительности 1 >.

На время Т открывается элемент И 22, и частота с четвертого выхода гене,1053250 ратора 5 поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 7. Импульсы с четв ертого и и ятого выходов ген ератора 5 имеют одинаковую стабильную частоту, но сдвинуты друг относительно друга для того, чтобы на входы реверсивного счетчика 7 не поступали совпадающие по времени импульсы.

Поступающие на нходы реверсивного счетчика 7 импульсы корректируют значение его кода. Одновременно пропор- 10 ционально коду рверсивного счетчика

7 изменяетсяr длительность импульса на выходе. триггера 4, так как каждым импульсом с выхода счетчика 9 скоррек тированное значение кола реверсивно- 15 го счетчика 7 переписывается через блок 8 совпадения на установочные входы счетчика 9.

При изменении входного кода Я в широком диапазоне длительности имуль- . сон Тои Т1могут значительно отличаться друг от друга, что вызывает переполнение реверсивного счетчика 7. В этом случае в момент установления всех разрядов реверсивного счетчика, 7 в нуль, на выходе формирователя 15 создается импульс, который переписывает.ьхолной код N из регистра 10 на установочные входы реверсивного счетчика 7, а процесс дискретного сравненняТрн Т продолжаетя, и, таким рбразом, корректируется значение кода реверсивного счетчика

7. После окончания переходного процесса устанавливается такое постоянное значение скорости электродвигателя 1, при котором Т„:-, Т, Следовательно, после устанонления скоО рости электродвигателя 1 значение кода реверсивного счетчика 7 не изменяетоя, и, соотнетственно, не измен яетс я длительность широтно-модулированного импульса с выхода триггера 4. Так как Т1= KN/f, то в установившемся режиме Тв=К /f, и,следовательйо, двигатель имеет постоянную скорость, пропорциональную входному холую f =KH/T

Таким образом, расширение диапазона стабилиэируемых скоростей достигается за счет того, что при переполнении pea ерсив ного счетчика, которое происходит при изменении входного" кода с большой кратностью, в реверсивный счетчик записывается входной код, что. исключает возможность возникнонения в элекроприноде незатухающих колебаний и снижает время переходного процесса, и сравнение постоянного образцового временного инт ервала и временного интервала обратной связи, с помощью которого производится цифровая коррекция кода реверсивного счетчика, осуществляется во всем диапазоне стабилизируемых скоростей с одинаконой точностью, так как значение образцового временного интервала постоянно, а сравнение производится числоимпульсным методом.

ВНИИПИ Заказ 8897/54

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4