Устройство стабилизации частоты вращения двигателя постоянного тока
Изобретение относится к области электротехники и автоматики. Целью изобретения является повышение динамической точности и расширение диапазона регулирования частоты вращения двигателя. Указанная цель достигается формированием напряжения двигателя с помош,ью п-разрядного реверсивного счетчика,счетные входы которого соединены через элементы ЗИ-НЕ с генератором опорной частоты. В зависимости от выходного сигнала частотного компаратора, сравнивающего задающую частоту с частотой сигнала частотного датчика скорости, происходит распределение импульсов опорной частоты на суммирующий либо вычитающий вход счетчика. Переполнение счетчика предотвращается с помощью элемента п И-НЕ и элемента (п-р) ИЛИ. Скорость изменения кода счетчика не зависит от частоты вращения двигателя, что способствует расщирению диапазона регулирования при функциях нагрузочного момента. 2 ил. i (Л 00 о го ю СП о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D4 б 05 D 1362
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3998218/24-24 (22) 27. 12.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Белорусский государственный университет им. В. И. Ленина (72) С. Н. Сидорук (53) 62.50 (088.8) (56) Кулесский P. А. и др. Электроприводы постоянного тока с цифровым управлением.
М.: Энергия, 1973, с. 18 — 19.
Богорад Г. 3. и др. Цифровые регуляторы и измерители скорости. N. — Л.: Энергия, 1966, с. 97. (54) УСТРОИСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ
ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электротехники и автоматики. Целью изобретения является повышение динамической точ. » 1302250 А1 ности и расширение диапазона регулирования частоты вращения двигателя. Указанная цель достигается формированием напряжения двигателя с помощью и-разрядного реверсивного счетчика, счетные входы которого соединены через элементы ЗИ-НЕ с генератором опорной частоты. В зависимости от выходного сигнала частотного компаратора, сравнивающего задающую частоту с частотой сигнала частотного датчика скорости, происходит распределение импульсов опорной частоты на суммирующий либо вычитающий вход счетчика. Переполнение счетчика предотвращается с помощью элемента и
И-НЕ и элемента (и — р) ИЛИ. Скорость изменения кода счетчика не зависит от частоты вращения двигателя, что способствует расширению диапазона регулирования при функциях нагрузочного момента. 2 ил.
1302250
Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано для стабилизации частоты вращения двигателей постоянного тока.
Целью изобретения является повышение динамической точности и расширение диапазона регулирования частоты вращения дви гателя.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.
Устройство содержит задающий генератор 1, частотный компаратор 2, частотный датчик 3 скорости, генератор 4 опорной частоты, двигатель 5 постоянного тока, цифровой широтно-импульсный модулятор 6, реверсивный счетчик 7, элемент (п — р)
ИЛИ 8, элемент и И-НЕ 9, первый и второй элементы ЗИ-НЕ 10 и 11.
На фиг. 2 приняты обозначения: q частота импульсов задающего генератора; — частота импульсов частотного датчика скорости; S — выходной сигнал частотного компаратора; f+ — сигнал на суммирующем входе реверсивного счетчика; dg— выходной код реверсивного счетчика; сигнал на вычитающем входе реверсивного счетчика; ит — частота вращения двигателя постоянного тока; Z — количество импульсов, генерируемых частотным датчиком скорости на один оборот вала; n — разрядность реверсивного счетчика; m — разрядность счетчика частотного компаратора; T Работу устройства рассмотрим на примере разгона двигателя 5 до заданной частоты вращения tu. (фиг. 2). Импульсы частоты q с выхода генератора 1 поступают на первый ,вход компаратора 2, где происходит сравнение частот q и 2 f, где f — частота импульсов датчика 3. При условии q>2f (1) сигнал S на инвертирующем выходе компаратора 2 принимает значение логической единицы, в результате чего импульсы генератора 4 через элемент ЗИ-HE 11 поступают на суммирующий вход счетчика 7, вызывая увеличение выходного кода d g последнего. В результате описанной процедуры происходят уменьшение скважности импульсов широтно-импульсного модулятора двигателя 5 и разгон, что приводит к нарушению условия (1). Выходной сигнал на неинвертирующем выходе компаратора 2 принимает значение логической единицы, разрешая прохождение импульсов генератора 4 через элемент ЗИ-НЕ 10 на вычитающий вход f счетчика 7, в результате чего dg уменьшается, двигатель тормозится и частота его вращения м приближается к заданной частоте to.. С течением времени устройство переходит в 55 установившийся автоколебательный режим, причем амплитуда пульсаций частоты вращения двигателя 5 зависит от количества импульсов Z, генерируемых датчиком 3 скорости на один оборот вала двигателя 5, а также от электромеханической и электромагнитной постоянных времени двигателя и амплитуды пульсаций активного момента нагрузки, приведенного к валу двигателя 5. Элемент п И-HE 9 устраняет переполнение счетчика 7 при d g = 2" — 1 и S = 1 путем блокировки поступления импульсов генератора 4 на суммирующий вход счетчика 7 по третьему входу элемента ЗИ-НЕ 11. Назначение элемента (и — р) ИЛИ 8 заключается в предотвращении уменьшения d g ниже 2 — 1 путем блокировки поступления импульсов генератора 4 на вычитающий вход счетчика 7 по первому входу элемента ЗИ-НЕ IO. Тем самым предотвращается уменьшение d g ниже значений, соответствующих половине зоны нечувствительности двигателя 5 по входному напряжейию, что уменьшает вероятность останова двигателя 5 при резком снижении заданной. частоты вращения ат,. Значение р может быть найдено как минимальное из всех целых р удовлетворяющих условию р+1эп — log (V„/V, ) (2) Положительный эффект в устройстве достигается введением постоянного компаратора 2, генератора опорной частоты и элементов ЗИ-HE 10 и 11, позволяющих неограниченно наращивать количество импульсов Z, генерируемых частотным датчиком 3 скорости на один оборот вала двигателя 5 без потери устойчивости устройства, что невозможно в известном устройстве. Увеличение количества импульсов Z позволяет уменьшить чистую временную задержку срабатывания частотного компаратора 2, равную периоду сигнала частотного датчика 3 скорости, что способствует улучшению динамической точности благодаря повышению частоты и уменьшению амплитуды колебаний частоты вращения двигателя 5. Малое Z, имеющее место в известном устройстве, исходя из требований устойчивости делает невозможным быстрое изменение л g, в результате чего устройство неспособно парировать резкие изменения нагрузочного момента двигателя 5 на низких частотах вращения. Последнее обстоятельство вызывает значительные пульсации частоты вращения вплоть до останова двигателя 5 на малых частотах вращения. Введение в устройство генератора 4 опорной частоты позволяет изменять dg с фиксированной скоростью независимо от частоты вращения двигателя 5, что способствует компенсации изменений нагрузочного момента, расширяя тем самым диапазон регулирования по частоте вращения. 1302250 Формула изобретения Составитель Л. Птенцова Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор Г. Решстник Заказ 947/47 Тираж 864 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ) l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство стабилизации частоты вращения двигателя постоянного тока, содержащее задающий генератор, и-разрядный реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами цифрового широтно-импульсного модулятора, подключенного выходом к якорной обмотке двигателя, вал которого механически соединен с частотным датчиком скорости, отли аюиееся тем, что, с целью повышения динамической точности и расширения диапазона регулирования частоты вращения двигателя, устройство содержит генератор опорной частоты, частотный компаратор, два элемента ЗИ-НЕ, элемент п И-НЕ и элемент (п — р) ИЛИ, причем выход задающего генератора подключен к первому входу частотного компаратора, второй вход которого соединен с выходом частотного датчика скорости, неинвертирующий выход — с третьим входом первого элемента ЗИ-НЕ, а инвертирующий выход — с первым входом второго элемента ЗИ-НЕ, второй вход последнего подключен к выходу генератора опорной частоты и второму входу первого элемента ЗИ-НЕ, третий вход— к выходу элемента И-НЕ, а выход — к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом первого элемента ЗИ-НЕ, первый вход последнего подключен к выходу элемента (п — р) ИЛИ, входы которого соединены с выходами старших (и — р) разрядов реверсивного счетчика и (n — p) входами элемента п И-НЕ, р входов которого подключены к выходам младших р разрядов реверсивного счетчика.
