Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности. Устройство содержит два делителя частоты 14,15 с переменным коэффициентом деления, включенных между вторым и третьим выходами преобразователя код-частота 2 и соответственно первым 5 и вторым 6 элементами И. Два постоянных запоминающих устройства 12 и 13 связывают задатчик скорости 1 с входами установки коэффициентов деления делителей частоты 14 и 15. Вход начальной установки суммирующего счетчика 17 через первый регистр 9 соединен с выходом вычитающего счетчика 7, а входы обоих счетчиков 7 и 17 - с выходом первого элемента И 5. В данном устройстве при изменении заданной скорости обеспечиваются постоянство коэффициентов преобразования угловой и скоростной ошибок, а также измерение скоростной ошибки в течение одного периода импульсов сигнала обратной связи. 2 ил.

С010З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИД=ТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4333790/24-07 (22) 27.11.87 (46) 15.09.89. Бюл. ¹ 34 (71) Омский политехнический институт (72) А.В.Бубнов, В.Н.Зажирко,В.Г.Кавко, А.M.Ìóäðèê и А.М.Сутормин (53) 621.316.718.5(088.8) . (56) Башарин А.В. и др. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982, с ° 167-169.

Авторское свидетельство СССР № 1239822, кл. Н 02 Р 5/06, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности. Устройство .содержит два делителя 14, 15 час/y1

„„Я0„„1508332 А 1

2 тоты с переменным коэффициентом деления, включенных между вторым и третьим выходами преобразователя 2 код-частота и соответственно первым

5 и вторым 6 элементами И. Два постоянных запоминающих устройства 12 и 13 связывают задатчик 1 скорости с входами установки коэффициентов деления делителей 14 и 15 частоты.

Вход начальной установки суммирующего счетчика 1 через первый регистр

9 соединен с выходом вычитающего счетчика 7, а входы обоих счетчиков

7 и 17 — с выходом первого элемента

И 5. В данном устройстве при изменении заданной скорости обеспечиваются постоянство коэффициентов преобразования угловой и скоростной ошибок, а также измерение скоростной ошибки в течение одного периода импульсов сигнала обратной связи. 2 ил.

150833

4Р

Преобразователь 2 код-частота содержит генератор 19 импульсов, выход которого подключен к входам делителей 20 и 21 частоты и делителя

22 с переменным коэффициентом деле3

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации частоты вращения электроприводов в системах автомати5 че с кого управления .

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2схема преобразователя код — частота.

Устройство содержит задатчик 1 скорости, подключенный к нему преобразователь 2 код — частота, первый выход которого соединен с одним, а выход импульсного датчика 3 (ИД) скорости — с другим входом импульсного частотно-фазового дискриминатора (ИЧФД) 4, связанного с первым 5 и вторым 6 элементами И, выходы кото- 2р рых подключены соответственно к входам вычитающего счетчика 7 и первого суммирующего счетчика, два регистра 9 и 10, цифроаналоговый преобразователь 11, первое 12 и второе 25

13 постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), соединенные входами с задатчиком 1 скорости,.а выходами — с входами установки коэффициентов деления соответственно первого 14 и второго 15 делителей частоты с переменным коэффициентом деления, связывающим первый 5 и второй 6 элементы

И соответственно со вторым и третьим выходами преобразователя 2 код — час35 тата, блок 16 начальной установки кодов, подключенный к входам начальной установки вычитающего счетчика ,7 и первого суммирующего счетчика

8, второй суммирующий счетчик 17, вход начальной установки которого через первый регистр 9 соединен с выходом вычитающего счетчика 7. а счетный вход — с выходом первого элемента И 5, сумматор 18 входы

45 которого подключены к выходам суммирующих счетчиков 8 и 17 ° а выход через второй, регистр 10 — к входу цифроаналогового преобразователя 11. . При этом входы "Запись кода" счетчиков 7, 8 и 17 и регистров 9 и 10 соединен с выходом импульсного частотно-фазового дискриминатора 4.

4 ния. На входы установки коэффициента деления делителя 22 подают код

Н задания скорости от задатчика 1 скорости.

Устройство работает следующим образом.

На вход преобразователя 2 от за-, датчика 1 скорости поступает код Мд, пропорциональный заданной частоте вращения электропривода. Преобразователь 2 преобразует код в последовательность импульсов с частотой f

Сигнал с преобразователя 2 поступает на один из входов ИЧФД 4, на второй вход которого поступает сигнал с импульсного датчика 3 скорости.

ИЧФД 4 формирует на своем выходе импульсный сигнал, скважность которого пропорциональна угловой ошибке и Ц (фазовое рассогласование между импульсами сигналов задания и обратной связи}. Сигнал логической единицы, поступающий от ИЧФД 4, разрешает прохождение импульсов f,„„„ „ = =f, К,, где f z — частота сигнала на входе делителя 14 с переменным коэффициен-. том К, деления, и f ч = f К где f — частота сигнала на входе делителя 15 с переменным коэффициентом К деления, соответственно через элементы И 5 и 6 на входы вычитающего 7 и суммирующего 8 счетчиков.

Приход с, дискриминатора 4 сигнала логического нуля запрещает прохождение импульсных сигналов f z« и Е вч через элементы И 5 и 6, в результате чего на выходе счетчиков 7 и 8 формируется код, пропорциональный угловой ошибке aq и д(р, где д p =

li — — смещенная угловая ошибZ ка, Z — число меток ИД.

В момент времени t = .Т 2 (где

Т = f ) содержимое счетчика 8 равь но нулю, причем с момента t = 0 оно изменяется на

Тз f т

° 2Т,К, К, 2

rpe K„ — коэффициент пропорциональности код-напряжение, К - коэффициент деления делителя 15 с переменным коэффициентом деления.

Таким образом, сигнал U >< на выходе счетчика 8 связан с сигналом угловой ошибки Д g = ) у g t где о

1508332

+ И K 4<(где По

К4 =

Е (К Е з) /а=2 и Е

Пд,„= U 4g — Бд

20 fт 1 (дЧ (К) -8V,, )

К1Ш Т3

Ккд>М () о

25 гдеМ=1с, ды(К) — ошибка по скорости в К-й момент времени, Т

Е1 Т3 коэффициент преобразования

35 ошибки по скорости.

Для поддержания постоянным коэффициента преобразования ошибки по скорости во всем диапазоне регулирования необходимо выполнение условия

Предварительная запись в счетчик

8 производится в дополнительном коде по заднему фронту импульсов выходного сигнала импульсного частотно-фазового дискриминатора 4, посту- 40 пающего на С-вход "Запись кода" счетчика 8. Для поддержания постоянной величины коэффициента К д преобразования угловой ошибки необходимо выполнение условия

const.

Зто обеспечивается соответствующим законом программирования ПЗУ 12, в результате чего коэффициент делителя 14 (К ) деления изменяется при изменении кода N задания скорости в соответствии с зависимостью К 1 ь — заданная частота вращения привода, определяемая следующим образом:

+ и Ак +

К К

dp 0 2 — содержимое счетчика 8 в момент времени t = О, коэффициент преобразования угловой ошибки, угловое расстояние между метками ИД, Чо

4 " 4 2 — смещенная угловая ошибка, получаемая за счет постоянного смещения выходноrо сиrнала дискриминатора 4 на 7(/2.

При д к= О значение сигнала на выходе счетчика 8 должно быть равным

U л = О, поэтому начальное содержимое счетчика 8 выбирают равным в результате чего его выходной сигнал равен

И, К„К„, д .(ц, -

К вЂ” — — const

Е2 fqKg

2 5 к 3 где К = N - f — коэффициент преоб3 разования.код-частота.

Это обеспечивается соответствующим законом программирования ПЗУ 13, в результате чего коэффициент деления делителя 15 {К ) изменяется при изменении кода N> задания скорости в соответствии с зависимостью

Е,К Е, К

"зк4 Kdd "э

В счетчик 7 по заднему фронту импульса дискриминатора 4 из блока 16 начальной установки кода записывается код, соответствующий U = 0 (в дополнительном коде).

Выходной сигнал U, К вЂ” Щ аq "К, счетчика 7 поступает через регистр .9 на вход начальной установки суммирующего счетчика 17 сигнал на выходе которого пропорционален ошибке по скорости и равен — период сигнала задания на выходе преобразователя 2, г,т, f,. к аы к,r,è к,к,M

Код с выхода счетчика 17 подают на один из входов сумматора 18, на второй вход которого поступает код со счетчика 8.

1508332

С выхода сумматора 18 сигнал, равный

Д Cf М

П см Кн К а tp q КцКд<> о 5

Формула и зобре тения

IVg

Фиг2

Составитель С.Алексеев

Техред М.Ходанич Корректор С.черни

Редактор А.Ревин

Заказ 5550/56 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 (к лц + к Mdu)), 4 поступает через регистр 10 на вход цифроаналогового преобразователя 11, где преобразуется в аналоговый сиг10 нал управления, подаваемый в систему управления частотой вращения электропривода.

Использование предлагаемого устройства для стабилизации частоты вращения обеспечивает по сравнению с прототипом повышение быстродействия и точности электропривода за счет вычисления ошибки по скорости, равной д.ы, за один такт работы уст-. ройства и поддержания постоянного коэффициента преобразования угловой и скоростной ..ошибки во всем диапазоне регулирования. 25

Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя, содержащее задатчик скорости, подклю ченный к нему преобразователь код— частота, первый выход которого связан с одним, а выход импульсного датчика скорости — с другим входами импульсного частотно-фазового дискрими- 35 натора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, два регистра, первый и второй суммирующие счетчики, входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов

И, цифроаналоговый преобразователь, подключенный к выходу второго регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены первый и второй делители частоты с переменным коэффициентом деления, входы которых соединены с выходами преобразователя код-частота, а выходы— с другими входами соответственно первого и второго элементов И, первое и второе постоянные запоминающие устройства, входами соединенные с задатчиком скорости, а выходами — с входами устансвки коэффициентов деления соответственно первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления, вычитающий счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход через первый регистр соединен с входом начальной установки второго суммирующего счетчика, блок начальной установки кодов, подключенный к входам начальной установки первого суммирующего и вычитающего счетчиков, сумматор, входы которого подключены к выходам суммирующих счетчиков, а выход — к входу второго регистра, входы "Запись кода" счетчиков и регистров соединены с выходом импульсного частотно-фазового дискриминатора.