Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах. Целью изобретения является повьшение точности. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 12 прямоугольных импульсов и цифровой интегратор 13. Вход цифрового интегратора 13 соединен с выходом релейного элемента 9, а выход является выходом устройства. Вход преобразователя 14 код-напряжение соединен с выходом цифрового интегратора 13, а выход через масштабный элемент 1I соединен с входом сумматора 6. В данном устройстве повышение точности определения д частоты вращения достигается за счет S использования эффекта цифровой фильтрации высокочастотной помехи на выходе релейного элемента 9. 1 ил. (Л

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Р 5/!6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«2»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4148433/24-07 (22) 13. 11.86 (46) 07.10.88. Бюл. У 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам и Институт проблем управления (72) Д.В.Изосимов, С.Е.Рывкин, А.Г.Лукьянов, Н.Е.Костылева, А.В.Шустов, А.М.Юркевич и А.А.Гужавин (53) 628.31 6.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1020949, кл. Н 02 Р 5/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1275728, кл. H 02 P 5/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро„.Я0„„142 269 А i технике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах.

Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 12 прямоугольных импульсов и цифровой интегратор 13. Вход цифрового интегратора 13 соединен с выходом релейного элемента 9, а выход является выходом устройства. Вход преобразователя

14 код-напряжение соединен с выходом цифрового интегратора 13 а выход через .масштабный элемент 1! соединен с входом сумматора 6. В данном устройстве повышение точности определения частоты вращения достигается за счет использования эффекта цифровой фильт- /у рации высокочастотной помехи на выходе релейного элемента 9. ил.

1429269

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ав тома тизиров анных элек троп рив одах постоянного тока.

Целью изобретения является повышание точности.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для определения частоты вращения электродвигателя 1 постс1янного тока содержит измерительный резистор 2, включенный последовательнс1 с электродвигателем 1, датчик 3 тс ка, входы которого подключены к измерительному резистору 2, датчик 4 напряжения, входы которого подсоединены к двигателю 1, элемент 5 с зоной нечувствительности, сумматор 6, апериодическое звено 7, элемент 8 сравнения, релейный элемент 9, масштабнь1й элемент 10 масштабный элемент

11!, тактовый генератор 12 прямоугольнь1х импульсов, цифровой интегратор !

13, имеющий входы изменения направления счета и тактовый, а также выход кода скорости, преобразователь 14 код-напряжение. Причем выход датчика 4 через элемент 5 с зоной нечувствительности связан с первым входом сумматора 6. Выход сумматора 6 через апериодическое звено 7 связан с первым входом элемента 8 сравнения, в горой вход которого соединен с выходом датчика 3 тока. Вход релейного элемента 9 подключен к выходу элемента 8 сравнения, а выход — к второму входу сумматора 6. Выход тактового генератора 12 соединен с тактовым входом цифрового интегратора

13, вход изменения направления счета которого соединен с выходом элемента 9. Выход кода скорости цифрового интегратора 13 образует выход устройства и соединен с входом преобразователя 14 коднапряжение.

Выход преобразователя 14 код-напряжение через элемент 11 масштабирования связан с третьим входом сумматора 6. Для согласования характеристик блоков устройства между выходом релейного элемента 9 и вторым входом сумматора 6 может быть включен вспомогательный масштабный элемент 10.

Устройство работает следующим образом.

Уравнение динамической электромеханической характеристики электродвигателя постоянного тока незавигимого возбуждения имеет вид:

5 dr

-r ° i+U-Ки (1) е где 1 — ток якоря двигателя„

U — напряжение на якоре; г - активное сопротивление;

10 1. — индуктивность якорной цепи;

К е коэффициент ° зависящий От типа электродвигателя;

М вЂ” частота вращения, Устройство представляет из себя

f5 электронную модель электродвигателя

1, работающую в реальном масштабе времени и приближенно описываемую уравнениями:

С!1 4

L-— -==-- r +U+KU — К(о de Я е (2.1) го

U = Signai, (2.2)

25 (2.3) (2.4) — Ь U signU;

U °

/ Э

du+

dt. (2,5) .А

30 где i — вычисленный модельный ток;

Ь1 — рассогласование по току электродвигателя и модели;

U — выходной сигнал релейного элемента 9;

35 К, — постоянный положительный коэффициент; напряжение на выходе датчи3 ка 4 напряжения;

AU — величина зоны нечувствитель—

40 ности элемента 5; — вычисленная скорость вращения электродвигателя на выходе преобразователя 14; л — постоянная интегрирования

45 интегратора 13, определяемая частотой работы генератора 12.

Ток электродвигателя 1 определяется по измерению падения напряжения на низкоомном резисторе 2. Вычисление модельного тока, исходя из уравнения (2,1), происходит с помощью сумматора 6 и апериодического звена 7; уравнение (2,2) решается релейным элементом 9; уравнение (2 ° 3) элементом 8 сравнения, Падение напряжения на щеточных контактах имитируется элементом 5 с зоной нечувствительности — уравнение {2.4). Уравне25

Составитель В. Трофименко Техред A. Кравчук Корректор М. Шароши

Редактор А, Ворович

Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5140/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 14292 ние (2.5) решается цифровым интегратором 13 с последующим преобразованием цифрового кода в аналоговую величину с помощью преобразователя 14.

Если в устройстве вычисленное зна— чение Q не совпадает с реальным зна1 чением частоты вращения двигателя (a3 то на выходе звена 7 вычисленный ток

° Ф также неравен измеренному току (при условии соответствия параметров т и L модели и двигателя). Появившееся рассогласование i через релейный элемент 9 воздействует на интегратор 13 и соответственно изменяет 15 код скорости в ту или иную сторону. Изменение кода скорости прекращается лишь в том случае, если среднее значение параметра U станет равным нулю, что соответствует режиму работы модели, при котором i = i . При . таком режиме обеспечивается равенство О = а

Величина К Я, добавляемая при вычисЭ

° + лении модельного тока i, необходима для устойчивой работы устройства.

Образование кода вычисленной частоты вращения электродвигателя происходит в цифровом интеграторе 13. На вход изменения направления счета поступает величина U, Повышение точности определения частоты вращения достигается за счет использования эффекта цифровой фильтрации высокочастотной помехи на выходе релейного элемента 9, б9

Формула изобретения

Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее измерительный резистор, предназначенный для последовательного включения в якорную цепь электродвигателя, датчик тока, входы которого подключены к измерительному резистору, датчик напряжения, входы которого предназначены для подключения к якорной обмотке электродвигателя, сумматор, элемент с зоной нечувствительности, включенный между датчиком напряжения и первым входом сумматора, элемент сравнения, релейный элемент, инвертирующий масштабный элемент и апериодическое звено, включенное между выходом сумматора и первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход Подключен к входу релейного элемента, выход которого соединен с вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены цифровой интегратор с генератором тактовых импульсов, преобразователь код — напряжение, включенный между выходом цифрового интегратора и входом инвертирующего масштабного элемента, выход которого соединен с третьим входом сумматора, вход изменения направления счета цифрового интегратора подключен к выходу релейного элемента, а выход является выходом устройства.