Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСГ1У БЛИН (19) (И) А1 (sg 4 Н 02 Р 5/16, С 01 Р 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

\ ф;:..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3920369/24-07 (22) 02.07.85 (46) 07.12.86. Бюл. У 45 (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков и Ордена Ленина институт проблем управления (автоматики и телемеханики) (72) Д.Б.Изосимов, Н.Е.Костылева, В.И,Уткин, А.Б.Шустов, Д.А.Ныс, А.А.Баталин, Д.А.Кац и А.М.Лурье (53) 621.316 ° 718.5 (088.8) (56) Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропривода.

М.: Энергия, 1979, с. 354, рис. 8-8а.

Авторское свидетельство СССР й" 1020949, кл. Н 02 Р 5/16,,1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения частоты вращения электродвигателя постоянного тока. Повышение точности регулирования обеспечивается за счет введения в электропривод элемента 6 с зоной нечувствительности, включенного между датчиком 4 напряжения и первым входом сумматора 5. Выход последнего через апериодическое звено 9 связан с инвертирующим входом элемента 7 сравнения, неинвертирующий вход которого соединен с выходом датчика 3 тока.

Вход релейного элемента 8 подключен к выходу элемента 7 сравнения, а выход подключен к второму входу сумматора 5 и связан через инвертирующий масштабный элемент 10 с выходом устройства. 2 ил.

1275728

di

° Ф

L =-r i+U+VяД л

V = V signai;

aI = i - i*9

U = U -1aU(signU °

> У

di

1 — = -r i+U--К >,> яд Р е у

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, Цель изобретения — повышение точности, На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 — вид выходного сигнала устройства.

Устройство для определения час- 10 тоты вращения электродвигателя i постониного тока содержит измерительный резистор 2, который включен последовательно с электродвигателем 1, датчик 3 тока, входы которого подключе- 15 ны к измерительному резистору 2, датчик 4 напряжения, входы которого подсоединены к электродвигателю 1, сумматор 5. С целью повышения точности в устройство введены элемент 6 с зо- 2Î ной нечувствительности, включенный между датчиком 4 напряжения и первым входом сумматора 5, элемент сравнения,„ релейный элемент 8, апериодическое звено 9 и инвертирующий масштабный элемент 10, причем выход датчика 4 напряжения через элемент 6 с зоной нечувствительности соединен с первым входом сумматора 5, выход которого через апериодическое звено 30

9 связан с инвертирующим входом элемента 7 сравнения, неинвертирующий вход которого соединен с выходомдатчика 3 тока, вход релейного элемента 8 подключен к выходу элемента 7 з сравнения, а выход подсоединеь> к вто-рому входу сумматора " и csÿзан через инвертирующий масштабный элемент 10 с выходом устройства.

Устройство работает следующим об- 4О разом.

Уравнение динамической электромеханической характеристики электро>

1двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеег вид; 41 где i — ток якоря двигателя;

U — напряжение на якоре двигателя

r — активное сопротивление — индуктивность яксрной цепи

Ке — коэффициент эависяший оТ типа двигателя.

Устройство представляет собой электронную модель >электродвигателя 1, работающую в реальном масштабе времени и описываемую уравнениягде i* — вычисленный модельный ток; — рассогласование по току электродвигателя и модели;

V — - выходной сигнал релейного элемента 8

V — постоянный положительный коэффициент, — напряжение на выходе датчика 4 напряжения

6Б — величина зоны нечувствительности элемента 6.

Ток электродвигателя 1 определяется по измерению падения напряжения на низкоомном резисторе 2. Вычисление модельного тока i* исходя из первого уравнения системы (1) происходит с помощью сумматора 5 и апериодического звена 9, второе урав-, нение решается релейным элементом 8, третье — элементом 7 сравнения.

Ладение напряжения в щеточных контактах имитируется элементом 6 эоны нечувствительности (четвертое уравнение системы (1)) .

Если в модели, описываемой уравнениями (1), возникнет отслеживание тока (скользящий режим), т.е. a i=O, то среднее значение сигнала V равно:

V = -Ку. ср е

Сигнал Ч имеет разрывный (модулированный во времени) характер.

Для того; чтобы в устройстве возник скользящий режим на линии hi=0 чеобходимо и достаточно, чтобы

dai

4 О, т.е. чтобы величины ai

Йt

dal и с, имели разные знаки. Так как с1t

dKi .— = -г.- ai-К и-Ч signai

dr > о то условие разных знаков соблюдается при Ч ъ rÿ ai Ksuiр что пРактически можно выполнить всегда. Фактически на второй вход сумматора 5 подается величина эквивалентная ЗДС вращения электродвигателя 1, с противоположным знаком.

1275728

Для получения на выходе устройк ства величины u, соответствующей угловой скорости двигателя, сигнал

Ч пропускается через элемент 10.

Формула изобретения

Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее измерительный резистор, соединенный последоваОр кр

Vy

Ке

Составитель В.Трофимеж

Редактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай

Заказ 6579/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород; ул. Проектная, 4.

На фиг. 2 изображен вид выходного

% сигнала 41 устройства и среднее значение Ы, () этого сигнала, которое равно угловой скорости я двигателя.

Выбрав частоту переключения релейного элемента на уровне 20-50 кГц, можно обеспечить вычисление угловой скорости двигателя без динамической ошибки для любого современного быстродействующего электропривода, тельно с электродвигателем, датчик тока, входы которого подключены к измерительному резистору, датчик напряжения, входы которого подключены :

5 к электродвигателю, сумматор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент с зоной нечувствительности, включенный между датчи10 ком напряжения и первым входом сумматора, элемент сравнения, релейный элемент, апериодическое звено и инвертирующий масштабный элемент, вход которого соединен с выходом релейно-. го элемента и вторым входом сумматора, выходом подключенного к входу. апериодического звена, выход которо-. го соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого-. O,ñîåäèíåí с выходом датчика тока, а выход подключен к входу релейного элемента.