Способ фазирования вращающегося вала электродвигателя

 

СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, по которому формируют последовательности импульсов опорной частоты и импульсов , поступающих с датчика положения ротора электродвигателя, сравнивают их определяют фазовое рассогласование и по результатам сравнения формируют модулированный частотный сигнал, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия , дополнительно определяют знак фазового рассогласования, формируют напряжение, пропорциональное предельно допустимому ускорению вала электродвигателя, определяют время, соответствующее половине величины на чального фазового рассогласования, формируют линейно-изменяющееся напряжение , в соответствии с KOTOI.IM модулируют частотный сигнал, причем при положительном знаке фазового рассогласования , начиная с момента появления фазового рассогласования и до вре мени, соответствующего половине величины фазового рассогласования, линейно изменяющееся напряжение нарастает, а далее - спадает. 9) &

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

0% Ol) зцр Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOICHOlVIY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ фиа1 (21) 3514548/24-07 (22) 26. 11.82 (46) 30.07.84. Бюл. У 28 (72) А.И.Сутормин, Б.И.Ямановский, В.Н.Зажирко и В.Г.Кавко (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 291368, кл. Н 02 Р 5/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 902189, кл. Н 02 Р 5/50, 1982. (54)(57) СПОСОБ ФАЗИРОВАИИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, по которому формируют последовательности импульсов опорной частоты и импульсов поступающих с датчика положения ротора электродвигателя, сравнивают их определяют фазовое рассогласование и по результатам сравнения формируют модулированный частотный

I сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно определяют знак фазового рассогласования, формируют напряжение, пропорциональное предельно допустимому ускорению вала электродвигателя, определяют время, соответствующее половине величины начального фазового рассогласования, формируют линейно-изменяющееся напряжение, в соответствии с который модулируют частотный сигнал, причем при положительном знаке фазового рассогласования, начиная с момента появле- ния фазового рассогласования и до вре мени, соответствующего половине вели- Я чины фазового рассогласования, линейно изменяющееся напряжение нарастает, а далее « спадает.

1106000

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе.

Известен способ фазирования, реализованный устройством, в котором после прихода каждого импульса частоты

f от опорного генератора блок определения фазового рассоглас; зания (БОФР) формирует на выходе сигнал М„ обеспечивающий повышение входной частоты 1О

f на фиксированную величину по сравнению с частотой fo . Модуляция прекращается в моменты прихода на вход БОФР импульсов датчика положения частоты F ° Таким образом, модули-15 рующий сигнал имеет в рассматриваембм случае характер импульсов с длительностями, пропорциональными текущему фаэовому рассогласованию (17, Однако при использовании данного щ способа фазирование сопровождается чередованием режимов разгона и торможения привода на каждом обороте вала электродвигателя, что обуславливает сравнительно низкую экономич" 2g ность указанного способа °

Наиболее близким к изобретению является способ фазирования вращающегося вала электродвигателя, по которому формируют последовательности импульсов опорной частоты и импульсов, поступающих с датчика положения ротора электродвигателя, сравнивают их, определяют фазовое рассогласование и по результатам сравнения формируют модулированный частотный сигнал Г2).

Существенным недостатком этого способа является ограниченное быстродействие, связанное с использованием

46 пропорционального закона регулирования при отработке ошибки фазирования.

Кроме того, момент достижения синфазного состояния с заданной точнос тью определяют со значительным запаз45 дыванием, что ограничивает диапазон рабочих частот вращения при реализации способа.

Недостатком является также нечувст вительность рассмотренного алгоритма к знаку начальной ошибки фазиро50 вания, так как доворот вала до синфаз. ного состояния производят только в одном направлении, что также увеличивает длительность процесса фа зироваиия.

Цель изобретения — повышение быст- 5 родействия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фазирования вращающегося вала электродвигателя, по которому формируют посв;,,овательности импульсов опорной

" =òoòû и импульсов, поступающих датчика положения ротора электродвигателя, сравнивают их, определяют фазовое рассогласование и по результатам сравнения формируют модулированный частотный сигнал; дополнительно определяют знак фазового рассогласования, формируют напряжение, пропорциональное предельно допустимому ускорению вала электродвигателя, определяют время, соответствующее половине величины начального фазового рассогласования, формируют линейно-изменяющееся напряжение, в соответствии с которым модулйруют частотный сигнал, причем при положительном знаке фазового рассогласования, начиная с момента появления фазового рассогласования и до времени, соответствующего половине величины фазового рассогласования, линейно изменяющееся напряжение нарастает, а далее — спадает.

На фиг. 1 изображена схема yctройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные опорный генератор 1, частотный модулятор 2, систему 3 фа зовой автоподстройки с электродвигате лем, на валу которого установлен датчик положения 4 ротора. Датчик положения 4 ротора и опорный генератор

1 соединены с блоком 5 определения фазового рассогласования, выход которого соединен с частотным модулятором 2.

Блок 5 определения фазового рассог ласования содержит логический блок 6 и интегратор 7, причем входы логического блока 6 являются входами, а выход интегратора 7 — выходом блока 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Опорный генератор 1 подает синхроимпульсы частоты fo на вход частотного модулятора 2 и опорные импульсы фазирования частоты F, равной заданной частоте вращения электродвигателя, на вход блока 5 определения фазового рассогласования. Последний определяет текущее фазовое рассогласова. ние < опорных импульсов частоты Г, и выходных импульсов датчика положения 4 частоты F поступающих на второй его вход. з 1106

До начала фазирования сигнала М на выходе блока 5 равен нулю, что обеспечивает прохождение синхроимпульсов частоты fo на вход системы 3, т.е.

f = fo в момент начала фазирования

t (фиг. 2). Логический блок 3 формируют сигнал, определяющий знак рассогласования и направление интегри. рования,а следовательно,и направление отработки приводом начального !О фазового рассогласования д (0). При фазовом рассогласовании импульсов частот Fo и F2i не превышающем Ti указанный сигнал обеспечивает положительное, в противном случае — отри- 15 цательное направление интегрирования.

При ь (О) 63 и to=0 на выходе интегратора 4 формируется линейно нарастающий сигнал М., обеспечивающий 20 линейное изменение частоты Й на

i выходе частотного модулятора 2, по закону fo (t)=fo+ kt, = Z где К = — а — параметр цепи фазирова2эния;

Z — число меток импульсного датчика частоты вращения, входящего в состав системы 3 фазовой автоподстройки частоты З0 вращения; а — предельно допустимое ускорение привода, определяемое инерционностью нагрузки и ус- 35 ловиями токоограничения

Тем самым обеспечивается постоянI ное ускорение вала двигателя на уровне а и уменьшение фазового рас согласования 4<р по закону

af (t) = a+ (0)

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение быстродействия процесса фазирования и может

45 найти применение в высокоточных: приводах при значительной инерционности нагрузки.

Fg

sp

Ую

Jet г м — 4Ч а в,3

1

У ч

ВНИИПИ

Тираж 667

Заказ 5612/44

Подписное фягф g

Разгон заканчивается в момент еч (О) — — соответствтивий отра000 4 ботке половины начального фазового рассогласования.

Начиная с этого момента, логический блок 6 формирует на выходе сигнал

А, обеспечивающий изменение направления интегрирования интегратора 7 на обратное, что вызывает соответствующее изменение знака ускорения вала .электродвигателя. В момент времени соответствующий совпадению с заданной точностью фаз опорных импульсов частоты Р и импульсов датчика положения ротора частоты Г, логический блок 6 вырабатывает на выходе сигнал, возвращающий интегратор 7 в исходное (до начала фезирования) состояние, и модулирувщий сигнал М принимает нулевое значение. На вход системы 3 при этом поступают синхроимпульсы частоты f c выхода опорного генератора I что соответствует синхронному режиму.

Учитывая, что зона нечувствительности блока 5 ограничена весьма малым значением, равным 2л — рад., можно считать, что интервалы разгона и торможения близки по длительности, а время фаэирования, соответствующее отработке максимального фазового рассогласования, = 2P

Время фазирования (в первом приближении) не зависит от числа меток импульсного датчика частоты вращения

2, что позволяет использовать предлагаемый способ для повышения быстродействия при фазировании высокоточных приводов (при больших 2), Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4