Электропривод

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращения, выходом соединенным с первым входом первого формирователя длительности импульсов,ко второму .в}(оду которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формирователя длительности импульсов, два разнополярных источника питания, выходы которых через управляемые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю , отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты вращения электродвигателя , в него введены делитель частоты и логический блок, реализующий ФУНК1ЩЮ х х.у х; у х у у, где X и у - входные, а х и у - выходные его сигналы, включенный между выходами формирователей длительности импульсов и управляющими О) входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между выходом задающего генератора и другим О входом второго формирователя длительс ности импульсов. ЗМЗ 00 СО СП LCuttf

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИН

09) (И) 3(5)) Н 02 P 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3596090/24-07 (22) 27.05.83 (46) 15.08.84. Бюл. N 30 (72} В,Ю.Розов, С.H.Áîéêî, В.Н.Долуда и Д.М.Титов (71) Харьковское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (53) 621.316.718.005(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 762120, кл. Н 02 P 5/16, 1978

2. Патент ПНР Ф 106754, кл. Н 02 P 5/16, опублик. 1981, .(54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращения, выходом соединенньп с первым входом первого формирователя длительности импульсов, ко второму .в)(оду которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формирователя длительности импульсов, два разнополярных источника питания, выходы которых через управляемые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты вращения электродвигателя, в него введены делитель частоты и логический блок, реализующий функцию х = хну х; y = x у у, где х и у — входные, а х и у - выходные его сигналы, включенный между выходами формирователей дли- Е тельности импульсов и управляющими входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между вы- С ходом задающего генератора и другим входом второго формирователя длительФ ности импульсов. сигнала должна зависеть только от соотношения частот обратной связи и заданной.

Величина сигнала ошибки, формируемая в известном электроприводе, зависит не только от соотношения этих частот, но и от текущего значения заданной частоты вращения (диапазона регулирования) и уменьшается при увеличении диапазона регулирования.

Это влечет за собой увеличение соотношения шум — сигнал и, как следствие, снижение точности стабилизации.

Кроме того, в этом электроприводе существуют режимы, когда одновременно замыкаются оба его управляемых ключа, что приводит к появлению дополнительной ошибки, вызванной подачей на вход интегрирующего усилителя разностного тока (напряжения) источников пита— ния и снижения точности стабилизации.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации частоты вращения электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращения, выходом соединенным с первым входом первого формирователя длительности импульсов, ко второму входу которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формирователя длительности импульсов, два разноколярных источника питания, выходы которых через управляемые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю, введены делитель частоты и логический блок, реализующ и функцию: х = х у х; у =

= х у у, где х и у — входные, а х и у — выходные его сигналы, включенный межпу выходами формирователей длительности импульсов и управляющими входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между выходом задающего генератора и другим входом второго формирователя длительности импульсов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого электропривода.

Электродвигатель 1 подключен к силовому преобразователю 2 и снабжен импульсным датчиком частоты

1 1108595

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводами механизмов и технологических установок с повышенными требованиями к точности поддер5 жания скорости.

Известен электропривод, содержащий электродвигатель поп гоянного тока с датчиком частоты вращения, кварцевый генератор, делитель частоты, пре- 10 образователь кода в длительность импульсов, блоки сравнения и интегрирования, усилитель и триггеры L 13 .

Однако указанный лектропривод отличается сложностью и не обеспечивает высокую точность поддержания заданной частоты вращения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключен ный к силовому преобразователю и снабженный импульсиым датчиком частоты вращения, выходом соединенным с первым входом первого формирователя

25 длительности импульсов, ко второму входу которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формирователя длительности импульсов, два разнополярных источника питания, выходы которых через управляемые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю 2

Однако точность стабилизации за-. данной частоты вращения ограничена здесь неидеальностью (внутренними шумами) элементов электропривода (и<точников питания, формирователей длительности импульсов, управляемых ключей, интегрирующего усилителя) и определяется отношением этих шумов к уровню обрабатываемого сигнала рассогласования заданной частоты вращения и частоты 45 обратной связи. Чем меньше это отношение, тем большая точность стабилизации может быть достигнута.

Из этого следует, что для обеспечения высокой точности стабилизации измерительная часть системы должна формировать сигнал рассогласования (ошибки) максимальной величины (значительно превышающий значение внутренних шумов элементов электро- 55 привода) при минимальном рассогласовании заданной.и действительной частот вращения, причем величина этого

3 1108595

l вращения 3, который соединен с первым входом первого формирователя 4 длительности импульсов, ко второму входу которого подключен задающий генератор 5, одновременно. соединенный с одним из входов второго формирователя 6 длительности импульсов.

Два разнополярных источника питания

7 и 8 через управляемые ключи 9

10 и 10 соединены с интегрирующим усилителем 11, подключенным к силовому преобразователю 2, Делитель частоты

12 включен между выходом задающего генератора 5 и другим входом второго

15 формирователя 6 длительности импульсов. Между выходами формирователей

4 и 6 длительности импульсов и управляющими входами ключей 9 и 10 подключен логический блок 13, который может быть реализован на логическом элементе И вЂ” НЕ 14 и двух логических элементах И 15 и 16.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал на выходе задающего генератора 5 отсутствует, сигналы на выходах делителя частоты 12 и формирователя 6 длительности импульсов отсутствуют.

Управляемые ключи 9 и 10 разомкнуты, выходной сигнал интегрирующего усилителя 11 равен нулю, частота вращения ва.;а электродвигателя 1 равна нулю. Сигнал на выходе импульсного датчика частоты 3 отсутствует. 35

При появлении на выходе задающего генератора 5 сигнала в виде последовательности импульсов частотой

N f@A4, на выходе делителя частоты

12 формируется сигнал с частотой f, 40

1 что вызывает появление на выходе формирователя длительности импульсов 6 импульсов длительности t ñ частотой

f . Формирователь длительности 6 импульсов может быть выполнен на

45 двух RS-триггерах, логическом элементе И и двоичном счетчике емкостью N. Длительность импульсов, генерируемых формирователем длительности импульсов 6, определяется временем заполнения его двоичного счетчика частотой N Гедд и может быть определена из выражения

С-1

=К; c4N

20

Под действием этого сигнала частота вращения вала электродвигателя

1 увеличивается до тех пор, пока с р не станет равным нулю, что соответствует равенству частот задания и обратной связи и выходу электропри— вода на заданную частоту вращения.

Как следует из выражения (2), среднее значение сигнала рассогласования в данном электроприводе зависит только от соотнощения 1„ / дд и не зависит от текущего значения заС вЂ” 1 1 V. и (1) 55

Г где С вЂ” емкость двоичного счетчика формирователя 6 длительности импульсов;

N — коэффициент деления делителя частоты 12.

Передний фронт выходных импульсов формирователя 6 длительности импульсов формируется по фронту первого из импульсов частоты N f <, поступающего после входного импульса частотой Йд,, что обеспечивает стабильность длительности t вне зависимости от фазового положения входных иМпульсов.

Как видно из выражения (1), длительность импульса С обратно пропорциональна значению f (скважность сигнала на выходе формирователя длительности импульсов постоянна во всем диапазоне изменения f ).

Под действием импульсов t„-> управляющий ключ 10 замыкается, подключая источник питания 8 к интегрирующему усилителю 11, что вызывает появление напряжения на его выходе, появ— ление напряжения на выходе силового преобразователя 2 и вращение вала электродвигателя 1. При этом на выходе импульсного датчика частоты вращения 3 формируются импульсы частотой Я,с, поступающие на вход формирователя 4 длительности импульсов, аналогичного формирователю 6 длительности импульсов. На его выходе также формируются импульсы длительностью и частотой f, вызывающие замы- кание управляемого ключа 9. На входе интегрирующего усилителя 11 формируется сигнал, среднее значение которого может быть определено из выражения

Ц А К (о"с ЬАА где A — амплитуда сигнала напряжения (тока) источников питания

7 и 8.

1108595

Составитель Н.Корева

Редактор С.Тимохина Техред Л.Микеш Корректор В.Синицкая

Заказ 5882/42 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 данной частоты вращения 4, и диапазона регулирования, как в известном устройстве. Это позволяет в данном электроприводе поддерживать соотношение шум - сигнал минимальным во всем диапазоне регулирования, уменьшить ошибку регулирования и, как следствие этого. повысить точность стабилизации частоты вращения вала электродвигателя.

За счет введения логического блока 13, который может быть выполнен

Ф т на одном логическом элементе И-HE и двух логических элементах И 15 и 16 исключается одновременное замыкание управляемых ключей 9 и 10 при совпадении so времени выходных сигналов формирователей 4 и 6

5 длительности импульсов. Это позволяет исключить погрешность, возни° ° кающую за счет протекания разностного тока разнополярных источников питания 7 и 8 на вход интегрирующего усилителя 11 при совпадении по времени выходных сигналов формирователей 4 и 6 длительности импульсов, и тем самым повысить точность стабилизации частоты вращения электродвигателя 1.