Цифровой регулятор частоты

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электрических машин. Цель изобретения - повышение точности регулятора. Регулятор имеет астатическую характеристику регулирования, а тракт измерения и преобразования регулируемого параметра чисто цифровой, что не вносит дополнительной погрешности. Регулятор содержит формирователь импульса 1, задающий генератор 2, блок распределения импульсов 3, счетчики 4, 5, элементы задержки 6, 7, триггер 8, усилитель мощности 10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 регулирования частоты вращения электрических машин. Цель изобретенияповышение точности регулятора. Регулятор имеет астатическую характеристику регулирования, а тракт измерения и преобразования регулируемого параметра чисто цифровой, что не вносит дополнительной погрешности. Регулятор содержит формирователь импульса

I, задающий генератор 2, блок распределения импульсов 3, счетчики 4, 5, элементы задержки 6,7, триггер 8, усилитель мощности IO. 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4298975/24-24 (22) 20. 08 .87 (4Ь) 23.11.89. Бюл. Р 43 (72) А.H.Палагутин (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 1001027, кл. G 05 D 13/62, 1981.

Авторское свидетельство СССР

NI 1239830, кл. G 05 D !3/Ь2, 1984. (54 ) ЦИФЮВ011 РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для

„„80„„524027 А 1 (5)) 4 С 05 D 13/62 G 05 В 11 26

1 524027

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в системах регулирования частоты вращения электрических машин а также в друЭ

5 гих системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

На фиг. l представлена функциональ- 10 ная схема регулятора, на фиг. 2 — вре— менная диаграмма, поясняющая его работу.

Цифровой регулятор частоты содержит формирователь 1 импульса, задающий генератор 2, блок 3 распределения импульсов, второй и первый счетчики 4 и 5, первый и второй элементы

6 и 7 задержки, триггер 8, шину 9 нулевого потенциала, усилитель 10 мощности, объект 11 регулирования, делитель 12 частоты, триггер 13, одновибраторы 14, регистр 15 сдвига.

Регулятор работает следующим образом. 25

Входной формирователь 1 формирует прямоугольные импульсы с периодом ре— гулируемой частоты. Эти импульсы, как и импульсы с генератора 2 (фиг.2а) поступают на блок 3, который формирует следующие последовательности им45 пульсов управления.

На первом (фиг.2в) выходе блока 3 импульсы следуют с частотой Г, коРщим F <;««<, /N rye F синх частота генератора 2; N — целое положительное число.

Длительность импульс oE< на эт их выходах, как и сдвиг между ними, равна

Т,„„„, де т,„„„= 1/Г,„„„.

Частота F Äхх определяет частоту переключения, например, ключевого усилителя 1О моцности, и соответственно, величину его динамических пав терь .

На третьем выходе (фиг.2г) блока

3 импульсы следуют с частотой F кратной частоте F „ . Частота F определяется величиной шага квантования коэффициента эап<н|нения вых< диого

50 сигнала, поступающего на (ключевой) усилитель 10 мощности.

lia четвертом ньг:.оде блока

3 импульсы длительностью, меньшей

Т /2, следуют с частотой, равной си «х

55 текущему значению регулируемой чаев таты.

На пятом выходе блока Э импульсы следуют с частотой, равной номиналь— ному значен ию ре гупируемай частоты

Р„,, и длительностью меньшей, чем

Т „„ /2. Частота Р „„„ получается путем деления Fcu<,x II целое число К (фиг.2б).

Импульсы на чеTBE ýòÎM и пятОм вы ходах блока 3 запускаются по фронту и, соотве I ñòâåííï,

<.ав генератора 2,

По импульсам с первого выхода блока 3 с частотой F содержимое счет«|им чика 4 переписывается в счетчик 5, содержимое которого декрементируется с частотой F по импульсам с третьего выхода блока 3.

Триггер 8 устанавливается в единицу по входу установки ($) импульсам с второго выхода блок;I 3 и сбрасывается

« « в О по в х аду сброса импульсом с выхода з а с л< а сче - чика 5 ч е р е з время Т, равное Т = Q ° 1 /F, г де Q — число, н аход яце е с я в счетчике 4 на момент э аписи его содержимого в счетчик 5.

Так им образом, на выходе триггера

8 формируется последовательность широтномодулированных импульсов с заданной частотой F и длительностью, ««< м определяемой значением Q. Для (1 = 0 и Q > Г1 коэффициент заполнения равен соответственно нулю и единице. В случае выполнения равенства Г р, = F н<| м содержимое первого счетчика 4 такое, что каэЬфициент заполнения имеет величину, необходимую для поддержания заданной скорости.

Таким образом, цифровой регулятор скорости с измерительным органом в виде реверсивного счетчика обладает астатической характеристикой.

В гом случае, если число Q превышает разрядность счетчика 4, то по сигналу с выхода переноса через элемент 6 задержки записывается максимальное число, определяемое разрядностью этого счетчика. Если число Q уменьшается до нуля, то IIo "нгнапу выхода заема через элемент 7 эадерж1524027 ки в счетчик 4 записывается "0". Тем самым исключается ложная работа регулятора, связанная с переполнением счетчика 4.

Цифровой регулятор частоты позволяет обеспечить точность регулирования, определяемую лишь точностью задающего генератора, так как весь тракт измерения и преобразования регулируемого параметра чисто цифровой и не вносит дополнительной погрешности.

Формула и э обре т е н и я

Цифровой регулятор частоты, содержащий задающий генератор, усилитель мощности, выход которого подключен к выходу регулятора, вход которого подключен к входу формирователя импульса, а также первый элемент задержки и первый счетчик, выход заема которого соединен с входом сброса триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, в него введены блок распределения импульсов, второй счетчик и второй элемент задержки, причем вы ходы задающего генератора и формирователя импульса подключены соответственно к тактовому и инфОрмационному входам блока распределения импульсов, первый выход которого подключен к входу разрешения записи первого счетчика, счетный вход на вычитание которого соединен с третьим выходом блока распределения импульсов, второй вход которого подклйчен к входу установки триггера, подключенного выходом к входу усилителя мощности, инбормаци15 оннйй вход первого счетчика соединен с информационным выходом счетчика, выходы переноса и заема которого подключены соответственно через первый и второй элементы.задержки, соотвеf

20 ственно к входу разрешения записи и к входу сброса второго счетчика, счетный вход на суммирование и счетный вход на вычитание которого подключены соответственно к четвертому

25 и пятому выходам блока распределения импульсов, информационный вход триггера подключен к шине нулевого потенциала.

1524027

Составитель Е.Власов

Редактор Л.Зайцева Техред М.Дидык Корректор M. Васильева

Заказ 7042/49 Тираж 788 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-излательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101