Устройство для измерения частоты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного тока с импульсным управлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОКА ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИМ- ПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св. , № 913537, о тл ича ю ще е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия и уменьшения пульсаций в сигнале тока якоря, в него введен счетный триггер, фильтр низких частот содержит ВХОДНОЙ резистор, два ключа, конденсатор, резистор обратной связи и интегратор. выход которого является вьссодом фильтра, а вход через два последовательно соединенньйс ключа и входной резистор подключен к входной клемме фильтjpa низких частот, между выходом интегратора и входньм резистором.включен резистор обратной связи, точка соединения первого и второго ключей соединена с общей шиной через конденсатор , при этом управляющее входы ключей соеф1нены с прямым и инверсным выходами с.четного триггера, вход которого подключен к выходу логического блока. , (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUWg

РЕСПУБЛИН ав ш>

gag Н 02 Р 5/00

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

Н *BTGPCHOMY СЭИЩТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 913537 (21) .3479233/24-07 (22) 10.08.82 (46) 23. 11.84 Бюп. М 43 (72) А.В.Тюрев и А.Н.Шаров (53) 621. 316. 718. 5 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 913537, кл. Н 02 Р 5/00, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОКА ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св.

В 913537, о т л и ч а ю щ. е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения пульсаций в сигнале тока якоря, в него введен . счетный триггер, фильтр низких частот содержит входной резистор, два ключа, конденсатор, резистор обратной связи и интегратор+ выход которого является выходом .фильтра, а вход через два последовательно соединеннйх ключа и входной резистор подключен к входной клемме фильтра низких частот, меЖду выходом интегратора и входным резистором .включен резистор обратной связи, точка соединения первого и второго ключей соединена с общей шиной через конденсатор, при этом управляющие входы ключей соединены с прямым и инверсным выходами счетного триггера, вход .которого подключен к выходу логического блока.

1125722

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматизированного электро- привода постоянного тока.

По основному авт. св. 9 913537 известно устройство для измерения частоты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного тока с.импульсным управлением, содержащее логический блок, соединенный с якорем 10 электродвигателя и выходом блока импульсного управления, элемент аналоговой памяти с управляющим и сигналь. ным входами, инвертирующий фильтр низких частот и сумматор, причем уп- 15 равляющий вход элемента аналоговой памяти соединен с выходом логического блока, а сигнальный вход элемен.та аналоговой памяти и вход инвертирующего фильтра низких частот под- 20 ключены к якорю электродвигателя, выходы инвертирующего фильтра низких частот и элемента аналоговой памяти подключены к входам сумматора, выходы сумматора и элемента аналоговой 25 памяти являются выходами устройства (1) .

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие при измерении тока якоря и наличие пуль- З0 саций в сигнале тока, обусловленные инерционностью фильтра низких частот и наличием пульсаций в его выходном напряжении.

Цель изобретения — повышение быст-. родействия и уменьшение пульсаций в сигнале тока якоря.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство д я измерения часто-40 ты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного. тока с импульсным управлением введен счетный триггер, фильтр низких частот содержит входной резистор, два ключа, конденсатор,45 резистор обратной связи и интегратор, выход которого является выходом фильт. ра, а вход через два последовательно соединенных ключа и входной резистор подключен к входной клемме фильтра низких частот, между выходом интегратора и входным резистором включен резистор обратной связи, точка соеди . кения первого и второго ключей соединена с общей шиной через конденсатор,55 при этом управляющие входы ключей соедине>ы с прямым и инверсным выходами счетного триггера, вход которого подключен к выходу логического блока.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит логический блок 1, соединенный с якорем электродвигателя 2 и выходом блока 3 импульс ного управления, элемент 4 аналоговой памяти с управляющим и сигнальным входами, инвертирующий фильтр 5 низких частот и сумматор 6, причем управляющий вход элемента 4 аналоговой памяти соединен с выходом логического блока 3, а сигнальный вход элемента 4 аналоговой памяти и вход инвертирующего фильтра 5 низких частот подключены к якорю электродвигателя 2, выходы инвертирующего. фильтра 5 низких частот и элемента 4 аналоговой памяти подключены к входам сумматора 6, выходы которого и элемента 4 аналоговой памяти являются выходами устройства.

В устройство введен счетный триггер 7, фильтр низких частот выполнен в виде интегратора 8, например, на операционнбм усилителе, выход которого является выходом фильтра, а вход через два последовательно соединенных ключа 9 и 1О и входной резистор 11 подключен к входной клемме фильтра 5 низких частот, между выходом интегратора 8 и входным резистором 11 включен резистор 12 обратной связи, а точка соединения первого 9 и второго 10 ключей соединена с об щей шиной через конденсатор 13. Управляющие входы ключей 9 и 10 соединены с прямым и инверсным выходами счетного триггера 7, вход которого подключен к выходу логического блока 1.

1, Устройство работает следующим образом..

При импульсном управлении электродвигателем 2 различают два интервала, формируемые блоком 3 импульсного управления. На первом интервале блок 3 импульсного управления подключает якорь электродвигателя 2 к источнику питания с напряжением tlg входящему в состав блока. При этом сигнал 5„, 3 формируемый логическим блоком 1, обеспечивает работу элемента 4 аналоговой памяти в режиме хранения, и напряжение на его выходе не изменяется.

На втором интервале блок 3 импульсного управления отключает якорь элект

1125722

3 родвигателя 2 от источника питания и на якоре устанавливается напряжение Eg противо ЭДС, пропорциональное частоте вращения электродвигателя.

Сигнал 0 1, формируемый логическим блоком 1 на этом интервале, переводит элемент 4 аналоговой памяти в режим слежения, и на его выходе формируется напряжение Б -k,× .,ïðoïoðциональное частоте вращения Vg элект- 1О родвигателя.

Сигнал, пропорциональный среднему значению тока якоря электродвигателя, формируется на основе известного соотношения для электродвигателя с независИмым возбуждением:

1 (gñ

20 где ?g К, 1) е, Еg — средний ток, сопротивление, среднее напря-жение и противо-ЭДС якоря 25 электродвигателя.

Сигнал управления (1 с выхода логического блока 1 поступает также на счетный вход триггера 7, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам ключей 9 и 10, благодаря чему последние работают в противофазе. Время (интервал) закрытого илй открытого состояния клю35 чей 9 и 10 равно периоду изменения напряжения на якоре электродвигателя или, что то же самое, периоду изменения сигнала управления.

На интервале открытого состояния ключа 9,(закрытого ключа 10) конденсатор 13 заряжается под действием разности напряжений Ug(E ) и U с выхода интегратора 8 до некоторого. напряжения Ос . В следующем интервале ключ 9 размыкается, а конденсатор 13 через замкнутый ключ 10 подключается к входу интегратора 8. В результате интегрирования приложенно.

ro к входу интегратора 8 напряжения напряжение 0 на выходе его изменяется..В следующем интервале процессы повторяются. Единственным установившимся состоянием схемы фильтра 5 низких частот (при неизменной скважности напряжения 0g, подаваемого на якорь электродвигателя 2) является

Г такое состояние, при котором в конце интервала замкнутого ключа 9 напряжение на конденсаторе 13 0 =О. Это означает,,что напряжение 0 на выходе интегратора постоянно и равно сред— нему напряжению(1 . на якоре электродвигателя 2 °

Таким образом, при установившемся процессе пульсации напряжения на выI ходе фильтра низких частот отсутствуют. Кроме того, поскольку интегрирование напряжения .происходит при неиз менном значении этого напряжения, постоянную. времени интегрирования можно выбрать намного меньше, чем в известном устройстве, чем повышается быстродействие измерения среднего значения напряжения на якоре электродвигателя и, как следствие, быстродействие измерения среднего значения тока якоря электродвигателя.

1) 25722

Составитель В.Поспелов

Редактор И.Николайчук ТехредС.Легеза

Корректор И.Зрдейи

Подписное филиал ЙПП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

„-Заказ 8555,/42 Тираж ббб

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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