Электропривод постоянного тока

 

Изобретение используется в автоматизированном электроприводе постоянного тока для стабилизации скорости приводного механизма. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности стабилизации скорости. Устройство содержит двигатель 1, усилитель мощности (УМ) 2, блок определения отклонения скорости (БООС) 3, который состоит из генератора эталонной частоты 4, счетчика 5, дешифратора 6, триггера (Т) 7 и 8. Датчик скорости 9 через формирователь импульсов 10 соединен с элементом задержки 11, Введение триггера пуска 12, триггера останова 14 и блока управлес 9 (Л to to CD фиг f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1224941

А (51) 4 Н 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 Ы (ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3820004/24-07 (22) 30.11.84 (46) 15.04.86. Бюл. Ф 14 (72) Г.А.Поляк и С.В,Дударь (53) 621.316.718,5(088.8) (56) Патент CIIIA У 3833.846, кл. Н 02 P 5/06, 1975.

Авторское свидетельства СССР

9.674176, кл, Н 02 P 5/06, 1979. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯЙНОГО ТОКА (57) Изобретение используется в автоматизированном электроприводе постоянного тока для стабилизации скорости приводного механизма. Цель изобретения — повьппение быстродействия и точности стабилизации скорости.

Устройство содержит двигатель 1, усилитель мощности (УМ) 2, блок определения отклонения скорости (БООС) 3, который состоит иэ генератора эталонной частоты 4, счетчика 5, дешифратора б, триггера (Т) 7 и 8. Датчик скорости 9 через формирователь импульсов 10 соединен с элементом задержки 11. Введение триггера пуска 12, триггера останова 14 и блока управле1224941 ния по ускорению 13 повышает точност стабилизации скорости и быс:трод".éñòвие электропривода за счет введения производной отклонения скорости в сигнал управления электроприводом, позволяет уменьшить запаздывание управляющего воздействия. Информация и знаке ускорения с выходов триггера

19 поступает на вхоцы элементов И 20, Изобретение относится к электротехнике и может быть использонано в автоматизированном электропривоце постоянного тока для стабилизации скорости приводного механизма., Целью изобретения является повышение быстродействия и точности стабизшзации скорости.

На фиг.l приведена схема электропривода постоянного тока"„ на фиг.2 временная диаграмма его работы.

Электропривод постоянного тока (фиг,l) содержит двигатель 1, соеди.ненный через усилитель 2 мощнос ги с инверсным выходом блока 3 определ=-ния отклонения скорости. содержащего послецовательно соединенные гензра" тор 4 эталонной частоты, с ..етчик 5, дешифратор 6, триггер 7 и триггер 8, прямой и инверсный выходы которогс являются выходами блока 3 спределе-ния отклонения ".корости; датчик 9 скорости, выход которого через формирователь 10 импульсов соединен с входом элемента 11 задержки (одновибратор); триггер 12 пуска, блок 13 управления по ускорению и триггер

14 останова.,"лок 13 управления по ускорению содержит два элемен та И-НЕ )5 и 16, выходы которых через "«етчик 17 и триггеры

18,19 соединены с одними вхопам% элемент г- Б 20,21, выходы которых являют;я выходами олока 13 управле-ния по ускорению и соединены с еходами усилителя 2 мощности, Второй вход второго элемента И 21 соединен с инверсным выходом блока 3 оггределения отклонения выход которого соединен с входом сброса триггера 12 пуска и вторым

21, «a,другие входы которых поступают сигналы знака отклонения скорости

Т 8., Сигналы с выходов элементов

И 20, 21 и Т 8 поступают на УМ 2, который обеспечивает ток двигателя, противодействующий отклонению скорости (no направлению), при этом величина тока зависит от знака ускорения.

2 ил, входом элемента И 20. Выходы триггера 12 пуска и триггера 14 останова соединены с входами усилителя 2 мощности. Вход сброса счетчика 17 и вы;; ходы синхронизации триггеров 8, 19 соединены с выходом формирователя

10 импульсон, Входы сброса триггеров 7 и 18 соединены с инверсными ныходом элемента !1 задержки, прямой р3 вьгхоп которого соединен с входом сброса счетчика 5, Прямой и инверсггь и выхсды дат ика 9 скорости соедииены соответственно с входами элементов И-НЕ 15,16, другие входы эле-ментов И-НЕ 15 16 соединены с выхопом генератора 4 эталонной частоты.

Датчик 9 скорости выполнен, например, в виде зубчатого диска 22, соединенного с валом электродвигателя

7б 1, лампочки 23, фототранзистора 24, соединенных с входом формирователя

25 импульсов, прямой и инверсный выходы которого являются выходами датчика 9 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

При пуске триггер 12 устанавливается в единичное состояние, которое включает усилитель 2 мощности и выQQ зывает разгон электродвигателя 1.

Сигналы генер а гора 4 поступают на тактовый вход счетчика 5, а с его выхода — на дешифратор 6, который выполнен так, что на его выходе появляется сигнал через время, соответствующее номинальному периоду датчика 9 скорости (по заполнении счетчика 5 до числа, соответствующего номинальному периоду cHHxpoHH3ации скорости,). Сигнал логического "0" на выходе дешифратора 6 устанавлива1224 ет триггер 7 н состояние логической

"1", свидетельствующее о том, что в этом периоде (в начале разгона) скорость меньше номинальной.

При скорости вращения, меньшей номинальной, сигнал дешифратора 6 приходит на триггер 7 раньше, чем сигнал одновибратора 1! срабатывающего от формирователя !О импульсов синхронизации скорости (вырабатываются в начале каждого периода датчика 9 скорости) и устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Сигнал логического 0 с его инверсного выхода устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, соответствующее скорости, меньшей номинальной, которое подтверждается пришедшим вслед сигналом формирователя 10 импульсов, так как на информационном входе триггера 8 уровень логического О (с инверсного выхода триггера 7) ° После окончания сигнала формирователя 10 импульсов от его заднего фронта срабатывает одновибратор 11, который устанавливает счетчик 5 и триггер 7 в исходное (нулевое) состояние. При этом нулевое состояние триггера 8 сохраняется до получения результата в следующем периоде измерения. Если скорость вращения стала выше номинальной, то сигнал одновибратора 11 появляется раньше сигнала дешифратора 6 и своим передним фронтом устанавливает триггер 8 в единичное состояние, соответствующее скорости выше номинальной, так как на его информационном входе в этот момент — уровень логической

"1" (с инверсного выхода триггера 7 ).

Сигналы генератора 4, поступающие на первые входы элементов И-НЕ 15,16, проходят поочередно на входы прямого и обратного счета счетчика 17 (в первом полупериоде датчика 9 скорости на вход прямого счета, во втором— на вход обратного счета).

В случае нарастания скорости в течение периода число импульсов, поступивших на вход обратного счета, меньme числа импульсов, прошедших на вход прямого счета, и импульс заема на выходе заема счетчика 17 в этом периоде не вырабатывается. В начале следующего периода импульс одновибратора 11 устанавливает счетчик !7 в нулевое состояние, а триггер 19 по входу синхронизации — в единичное состояние (в это время на его информа...ионном входе — уровень логической

941

l ) . Задержанный импульс. с инверсного выхода одновнбратора 11, поступающий на вход сброса триггера 18, подтверждает единичное состояние на его инверсном выходе и на входах информационном и сброса триггера 19 до момента поступления информации об изменении знака ускорения.

В случае падения скорости в течение периода ее измерения число импульсов, поступивших на вход обратного счета счетчика 17, оказывается больше числа импульсов, прошедших перед этим на вход прямого счета,и на выходе заема вырабатывается импульс заема, устанавливающий триггер 18 в единичное состояние ° Сигнал логического "О с его инверсного выхода устанавливает триггер 19 в нулевое состояние, свидетельствующее о падении скорости в данном периоде измерения. Это состояние сохраняется до очередного изменения знака ускорения. В начале следующего периода импульс одновибратора 11 устанавливает счетчик 17 в нулевое состояние, а на триггере !9 по входу синхронизации подтверждает нулевое состояние (до конца периода измерения, в котором изменяется знак ускорения). Задержанный импульс с инверсного выхода одновибратора 11 устанавливает триггер 18 в нулевое состояние, которое сохраняется до поступления импульса заема íà его установочный вход (в следующем периоде измерения, если скорость по-прежнему падает).

Информация о знаке ускорения с прямого и инверсного выходов триггера 19 поступает на входы элементов

И 20,21, на другие входы которых поступают сигналы знака отклонения скорости с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно.

Один из этих сигналов, а также сигналы с выходов элементов И 20,21 поступают на управляющие входы усилителя 2 мощности, который обеспечивает ток двигателя, противодействующий отклонению скорости (по направлению), при этом величина тока зависит от знака ускорения.

Так, например, при убывании скорости, меньшей номинальной, в двигатель подается максимальный ток разгона (в режиме стабилизации скорости). При нарастании скорости, меньшей номинальной (на инверсном выходе! 2 94!

«! 1) три г г е р я 8 — !, н я выход е эл е ме ито в И 2 0, 2 l — " 0 " ), т о к р а э гон а умен ьп« яе т ся . При и а р а с т я нии с к о р о с т и вьппе но мин ял ьн о и (н а выходе эл емен т а И 2 0 — " 1 " ) в кл ю ч ае т с я п одт ор маж и в яющий т о к, Когда скорость начинает падат ь, под то рмажи в ающий то к уме н ьш ае т с я или вы кл ю ч я е т с я (в з а в и симо с ти о т моментов инерции и 1 0 трения в эл е кт р оп ри вод е ) . К о гд я с к оро с т ь падает ниже номинального з н а ч ени я, в ц ви г ат ел ь подается то к р а з г она, и т я к далее .

При останове электропривода триггер 14 устанавливается в единичное состояние, которое через усилитель 2 мощности вызывает торможение электро— приводя противовклкнением двигателя (по отношению к направлению тока раэ- 20 гона при пуске). При этом скорость падает до нуля, а затем начинает на— растать в противоположном направлении. По первому сигналу о нарастании

25 скорости, поступающему с выхода триггера 19 на вход установки в "0" триггера !4, прекращается торможение электроприводя (двигатель обесточивяется).

Введение производной отклонения скорости в сигнал управления электро— приводом уменьшает запаздывание упрявляющега воздействия (по стношению к действительному отклонению скорос— ти от номинальной). За счет этого по-35 вьппается точность стабилизации скорости и быстродействия электроприво— да.

Фо р мул а и з о б р е т е н и я40

Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, соединенный через усилитель мощности с инверснь«м выходом блока определения отклонения корости, содержащего последователь«о соедин Hпь«е гецерятор эталонной частоты., 1«ерный си« тчик> «\епппрряT0p > пер«««яй«триггер и второй триггер, прямой н иннерсцый вь«ходь«которого являются выходами блока о««реле тения отклоне««ия скорости, датчик скорости, вь«ход которого чере з формирователь импульсон соединен с входом элсмептя з .ядержки, и т л и ч а ю «и и Й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности стабилизации скорости, в него введены триггер пуска, блок управления по ускорению и триггер останона, я блок управления по ускорению содержит второй счетчик, третий и четвертый триггеры, два элемента И, дна элемента И-НЕ, выходы которых через второй счетчик, третий и четвертый триггеры соединены с одними входами первого и второго элементов И, выходы которых являются выходами блока управления по ускорению и соединень« с входами усилителя мощности, при этом второй вход второго элемента И соединен с инверсным выходом блока определения отклонения скорости, прямой выход которого соединен с входом сброса триггера пуска

« втор«ь«м входом первого элемента И, выходы триггера пуска и триггера остянова соединены с входами усилителя мощности, вход сброса второго счетчика и нь«ходы синхронизации второго ичетверто го триггеров соединены с выходом формирователя импульсов, входь«сброса первого и третьего триггеров <оединены с инверсным выходом элемента задержки, прямой выход которого соединен с входом сброса первого счетчика, прямой и инверсный выходы датчика скорости соединены

< оотнетственно с. входами первого и второгс элементов И вЂ” HE, другие входы элементов И-НЕ соединены с выходом генератора эталонной частоты.

1224941

Силенок ооии уролорск с и на,к раж огиз f1

Йаод скет и-нг ю дикИ скеии -HF Ф

Выкод заюшка сиелюима 17

7Ьн яиоря Ююагжч 1

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 1960/55 Тираж 631 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Про звэдственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Аимонгн

ewnpuemu

/ - Ч

1-й Виола

dbmvuea сноростц9

hr Ьаоо лриге оа о кгkj

Ф-й %иод. трискера Ю (v J

Составитель Ю,Воробьев

Техред И.Попович Корректор С,Щекмар