Устройство для разгона и торможения электропривода

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического управления скоростью вращения в системах программного управления электроприводом станков, промышленных роботов, технологического оборудования . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления разгона/торможения до любого заданного значения cko- рости с заданным ускорением на основных участках и с замедленным ускоееличина jfCftopeH. PfflUHUHa CftopaerrnJ рением на участках начала и окончания разгона/торможения, величина которых определяется в зависимости от заданного значения скорости. Устройство для разгона и торможения электропривода содержит генератор 1 опорной частоты, пять делителей частоты 2,3,4,17,18, ключ 5, счетчик 6 импульсов , четыре элемента И 9,10,15, 16, три реверсивных счетчика 8,19, 20, блок 7 совпадения, элемент НЕ II, элемент И-ИЛИ 22, блок 21 дифференцирующих цепочек, три триггера 12-14. Изобретение позволяет репшть задачу определения начала и величины участка подхода к заданному значению скорости ДР и осуществить разгон/торможение с постоянным максимальньм ускорением до скорости ,с,д - ik F при разгоне или F1 + uF при торможении , а на участках начала и окончания разгона/торможения - с замедленным ускорением. 3 ил. (Л оо 4 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВСЕСГ11304 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Феи снор (2I) 4103755/24-24 (22) 01.08.86 (46) 15,02.88. Бюл. У 6 (72) А.В.Полунин и А.М.Пехота (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1149221, кл. G 05 В 19/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1177795, кл. С 05 В 19/18, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЗИ РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического управления скоростью вращес ния в системах программного управления электроприводом станков, промьппленных роботов, технологического оборудования. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем осуществления разгона/торможения до любого заданного значения cicoрости с заданным ускорением на основных участках и с замедленным ускоЮьмиюиг

„.Я0„„1 41 2 А1 (51) 4 G 05 В 19/18 рением на участках начала и окончания разгона/торможения, величина которых определяется в зависимости от заданного значения скорости. Устройство для разгона и торможения электропривода содержит генератор 1 опорной частоты, пять делителей частоты

2,3,4,17,18, ключ 5, счетчик 6 импульсов, четыре элемента И 9 10 15

16, три реверсивных счетчика 8,19, 20, блок 7 совпадения, элемент НЕ Il элемент И-ИЛИ 22, блок 21 дифференцирующих цепочек, три триггера 12-14.

Изобретение позволяет решить задачу определения начала и величины участка подхода к заданному значению скорости ДР и осуществить разгон/тормоC жение с постоянным максимальным ускорением до скорости Р1=à — ь F npu разгоне или Fl Р + ь F при торможении, а на участках начала и окончания разгона/торможения — с замедленным ускорением. 3 ил.

1374182

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического управления скоростью вращения.в системах программного управле5 ния электроприводом станков, промьппленных роботов, технологического оборудования.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устрой- lp ства путем введения дополнительно к линейному изменению скорости с постоянным ускорением участков с уменьшенным ускорением на начальных участках разгона/торможения и при под- 15 ходе к заданному значению скорости.

На фиг.l приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства; на фиг.3 — график зависимости часто- 20 ты выходных импульсов устройства от времени на участках разгона, равномерного перемещения и торможения.

Устройство (фиг.l) содержит генератор 1 опорной частоты, первый, вто- 25 рой, третий управляемые делители 2-4 частоты, ключ 5, счетчик 6 импульсов, блок 7 совпадения, реверсивный счетчик 8 импульсов, первый и второй элементы И 9, 10, элемент НЕ 11, пер- 30 вый, второй и третий триггеры 12-14, третий и четвертый элементы И 15, 16, четвертый и пятый управляемые делители 17, 18 частоты, второй и третий реверсивные счетчики 19, 20, блок 21 дифференцирующих цепочек и элемент

И-ИЛИ 22.

Блок 21 дифференцирующих цепочек состоит из трех объединенных по выходу дифференцирующих К-С-цепочек. 40

В состав блока входят три конденсатора, первые входы которых подключены к первому, второму и третьему входам блока, вторые входы конденсаторов объединены, соединены с выхо- 45 дом блока и через резистор — с общей нулевой шиной устройства.

В устройстве второй реверсивный счетчик 19, функционирующих в различных режимах работы, позволяет определить границу и величину участка подхода в зависимости от заданного значения скорости и осуществить начало и окончание разгона /торможения с замедленным ускорением. 55

Второй реверсивный счетчик 19 используется в трех режимах работы: регистра при занесении и хранении кода величины заданной скорости Р, делителя частоты при определении величины участка подхода gF арифметического устройства при определении границы участка подхода к заданному значению скорости.

В первом режиме работы счетчик используется в качестве регистра. Занесение и хранение кода заданного значения скорости в счетчике осуществляется в процессе одного цикла разгона/ торможения три раза: при поступлении сигнала установки заданного значения скорости, после определения величины участка подхода к заданному значению скорости и при достижении электроприводом граничного значения скорости, отделяющего основной участок разгона от участка подхода к заданному значению скорости.

Определение величины участка подхода (кода ДР) осуществляется использованием второго реверсивного счетчика 19 в режиме вычитания и счета кода величины F „ с одновременной работой четвертого делителя 17 частоты в режиме деления кода Р на М, третьего реверсивного счетчика 20 .в режиме счета и хранения кода йР и второго триггера 13, определяющего начало и окончание режима определения величины кода и Р. Коэффициент деления М четвертого делителя 17 частоты определяет соотношение между

Величинами Рэ д и а F.

Определение границы окончания разгона/торможения с максимальным ускорением Fl = Fqa* a g F осуществляется с помощью второго реверсивного счетчика 19, работающего в режиме суммирования или вычитания, третьего триггера 14, определяющего начало и окончание режима расчета кода частоты

F, третьего элемента И 15, третьего реверсивного счетчика 20, работающего в режиме вычитания кода 1 Р и определяющего время сброса третьего триггера 14, а также четвертого эле- мента И 16 при торможении или. элемента И-ИЛИ при разгоне. Во время определения величины кода gF и границы подхода к заданному значению скорости F, т.е. на начальном участке, разгон/торможение осуществляется с эамеденным ускорением, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 12 установлен, триггеры 13 и 14 сбро1374182 шены. Для разгона/торможения электропривода до заданной скорости на вход управления делителя 2 частоты подается двоичный код величины уско5 рения, на вход элемента НЕ 11 — управляющий сигнал разгона или торможения, на информационные входы реверсивного счетчика 19 импульсов— код заданного значения скорости, íà lð сбросовый вход реверсивного счетчика

20 импульсов, установочный вход второго 13 триггера и третий вход блока 21 дифференцирующих цепочек — импульсный сигнал на установку заданной 15 скорости.

По переднему фронту сигнала установки скорости сбрасывается в нулевое состояние реверсивный счетчик 20 импульсов, устанавливается в единич- 20 ное состояние второй триггер 13 и импульсом, поступающим с блока 21 дифференцирующих цепочек на вход предварительной записи второго реверсивного счетчика 19 импульсов, осущест- 25 вляется запись заданной величины скорости электропривода в счетчик 19 °

Единичный сигнал с выхода второго триггера 13 разрешает прохождение импульсов генератора 1 опорной частоты через первые входы И элемента

22 И-ИЛИ на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 19 импульсов и через четвертый делитель 17 импульсов на суммирующий вход третьего реверсивного счетчика 20 импульсов °

Триггер 13 сбрасывается в нулевое состояние сигналом заема с выхода реверсивного счетчика 19 импульсов. Таким образом, за время установки триггера 13 на тактовйй вход делителя частоты 17 поступает число импульсов

N генератора 1 опорной частоты, заД равйое коду заданного значения ско= рости. 45

Число импульсов, поступившее с выхода делителя 17 частоты на суммирующий вход реверсивного счетчика

20 импульсов, определяется коэффициентом M деления делителя 17 частоты.

/M

Коэффициент M определяет величину участка ДГ (фиг.3) замедленного подхода к заданному значению скорости электропривода ° Так, при M=IО участок 11Р составляет lOX от F»<, при

М = 20 АР составляет 5Х от F

Сигнал заема с выхода реверсивного счетчика 19 импульсов сбрасывает в нулевое состояние триггер 13 и устанавливает в единичное состояние триггер 14. По переднему фронту сигнала с выхода триггера 14 импульсом с выхода блока 21 дифференцирующих цепочек в счетчик 19 записывается заданное значение величины скорости

N „ . Единичный сигнал с выхода триггера 14 разрешает прохождение импульсов генератора 1 опорной частоты через элемент И 15 на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 m пульсов и на входы элемента И-ИЛИ 22 и элемента И 16. При единичном сигнале на шине 1Разгон/торможение" импульсы с выхода элемента И 15 поступают через элемент -HJIH 22 на вычитающий вход реверсивного счетчика 19 (режим разгона), а при нулевом сигнале (режим торможения) через элемент И 16 — на суммирующий вход счетчика 19. Триггеры 12 и !4 сбрасываются в нулевое состояние сигнала заема с выхода счетчика 20, который вырабатывается после поступления на вычитающий вход счетчика N импульсов. Таким образом, на выходе счетчика 19 после сброса триггеров 12 и 14 устанавливается код, равный числу Neap, -11, при.разгоне, и И +И1 при торможении, что соответствует скорости электропривода Е + Ь F ..

Сигнал с выхода триггера 12 поступает на управляющий вход делителя

18 частоты и определяют коэффициент деления делителя 18. При нулевом сигнале на управляющем входе коэффициент деления делителя 18 частоты равен единице, при единичном сигнале равен числу P которое определяет, во сколько раэ ускорение на основном участке разгона/торможения (участки

О А, В Г) отличается от ускорения на начальных участках (участки 00, ВВ1 и участках подхода к заданному значению скорости (участки АБ и ГД,фиг.3) .

Начальный участок замедленного разгона/торможения начинается с момента поступления сигнала установки заданного значения скорости и заканчивается при появлении сигнала на выходе заема реверсивного счетчика

20 импульсов. Длительность начального участка разгона/торможения

N n + N< н ти

Основной участок разгона/торможения осуществляется до скорости F»вЂ”

1374182

-дР при разгоне и Р +дР при торможении, Импульсы с постоянной частотой

f, Е„ /и где и — код, соответствующий заданному ускорению при разгоне и торможении, поступающий на входе делителя 2 частоты, поступают с выхода делителя 2 частоты через делитель 18 частоты на входы элементов 9 и 10. При наличии сигнала "Разгон" и разрешающего сигнала с выхода блока 7 совпадения, полученного в результате сравнения кода вьг хода счетчика 19 с кодом реверсивного счетчика 8, импульсы с частотой

f через элемент И 9 поступают на суммирующий вход счетчика 8, в результате чего код на выходе счетчика увеличивается от "0" до N „по линейному закону.

Код числа N реверсивного счетчика

8 поступает на входы управляемого делителя 3 частоты, в результате чего частота F на его выходе иэменяет3 ся обратно пропорционально числу N

Fз .ти /" °

На счетчике б формируется код N пропорциональный частоте F

И,= КР, = К f ÄÄ/Ы.

Код N поступает на управляющие входы делителя 4 частоты, изменяя его выходную частоту по sакону

F =, /N = N/К, в результате чего происходит разгон электропривода по линейному закону с заданным ускорением (участок 0 А, фиг.3) .

При достижении электроприв:дом скорОсти F од ЬР, КОД РевеРсивнОго счетчика 19, равный значению N

-М1, и код реверсивного счетчика 8 импульсов сравниваются (А, фиг.2 и 3)

Сигнал с выхода блока 7 совпадений устанавливает в единичное состояние триггер 12, по которому коэффициент деления делителя 18 частоты изменяется с "1" до числа P. По переднему фронту единичного сигнала с выхода триггера 12 в блоке 21 дифференцирующих цепочек вырабатывается импульсный сигнал, по которому в реверсивный счетчик 19 импульсов записывается код заданного значения скорости

N ° На выходе блока 7 совпадений при этом устанавливается разрешающий сигнал, продолжается поступление импульсов на суммирующий вход ревер5

45 сивного счетчика 8 импульсов через элемент И 9 с выхода делителя 18 частоты и разгон электропривода с уменьшенным ускорением.

При достижении электроприводом заданной скорости код реверсивного счетчика 19 импульсов, соответствующий заданной скорости N < и код реверсивного счетчика 8 сравниваются (Б, фиг.2 и 3) и блок 7 совпадения запрещает прохождение импульсов через элемент И 9 на суммирующий вход счетчика 8, Код на выходах реверсивного счетчика 8 остается постоянным, равным N следовательно, частота импульсов на выходе устройства остается постоянной, соответствующей заданному значению скорости электропривода (участок Б-В, фиг.3).

В режиме торможения до заданного значения скорости импульсы с выхода делителя 18 частоты через элемент

И 10 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, код которого уменьшается, уменьшая пропорционально частоту F. Электропривод тормозится с замедленным ускорением на начальном участке и участке подхода к заданному значению скорости (участки В-В и Г-Д, фиг.3) и с максимальным ускорением на основном участке торможения (участок В-Г).

Задавая различные коды и на вход управляемого делителя 2 частоты, можно изменять ускорения на основных участках разгона и торможения.

Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять разгон/торможение до любого заданного значения скорости с постоянным ускорением на основных участках и с замедленным ускорением на участках начала и окончания разгона/торможения, что расширяет его функциональные возможности применения для различного технологического оборудования.

Кроме того, повышаются надежность и быстродействие, улучшаются условия работы узлов механооборудования, так как исключаются рывки, скручивание валов кинематических узлов механооборудования при начале раэгона/торможения, обеспечивается плавность подхода к заданному значению скорости, уменьшаются перерегулирование и время нахождения скорости в область допустимой ошибки слежения, 7 13741

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для разгона и торможения электроприв ода, содержащее генератор опорной частоты, выход которого подключен к тактовым входам первого, второго и третьего управляемых делителей частоты, соединенных управляющими входами с выходами счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу ключа, связанного входами с шиной "Пуск" и с выходом первого делителя частоты, подключенного входами к первым входам блока совпадения и выходам реверсивного счетчика импульсов, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, подключенного первым входом к выходу элемента НЕ, соединенного входом с шиной "Разгон/торможение" и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока совпадений, 25 третий вход первого и второй вход второго элементов И соединены между собой, а управляющие входы второго делителя частоты подключены к входу устройства "Величина ускорения",о т- gp л и я а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к линейному изменению скорости с постоянным ускорением участков с уменьшенным ускорением на начальных участках разгона/торможения и при подходе к заданному значению скорости, в него дополнительно введены первый, второй и третий триг- 4р геры, третий и четвертый элементы И, четвертый и пятый управляемые делители частоты, второй и третий реверсивные счетчики, блок дифференцирующих цепочек и элемент И-ИЛИ, первый 4g вход которого подключен соответственно к выходу третьего элемента И, первому входу четвертого элемента И, вычитающему входу третьего реверспнного счетчика, второй вход — к входу элемента НЕ, третий вход — к генератору опорной частоты, тактовому входу четвертого делителя частоты, первому входу третьего элемента И, а четвертый вход — к управляющему входу четвертого делителя частоты, выходу второго триггера, сбросовый вход которого соединен с выходом заема второго реверсивного счетчика и установ очным входом третьего триггера, подключенного сбросовым входом к выходу заема третьего реверсивного счетчика и сбросовому входу первого триггера, установочный вход которого соединен с вторьи входом первого элемента И и третьим входом второго элемента И, а выход — с управляющим входом пятого делителя частоты и первым входом блока дифференцирующих цепочек, второй вход которого подключен к установочному-входу второго триггера, шине "Установка скорости" и к сбросовому входу третьего реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом четвертого делителя частоты, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И и третьим входом блока дифференцирующих цепочек, подключенного выходом к входу предварительной записи второго реверсивного счетчика, вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с выходами элемента И-ИЛИ и четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, информационные выходы второго реверсивного счетчика соединены с вторыми входами блока совпадений, а информационные входы — с шиной "Величина скорости", тактовый вход пятого делителя частоты соединен с выходом второго делитЕля частоты, а выход — с третьим входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И.

1374!82

Составитель А. Исправникова

Редактор Н.Швыдкая Техред И,Попович Корректор А.Тяско

Заказ 601/43 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4.4

Ъ

tg ч

<Ч

Ь tsъ т = ь

Ь и е щц ч э @

С

Ы с

Ф