Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности. Электропривод содержит делитель частоты и блок задания режимов, имеющий вход "запрос прерывания" и тактовую шину, подключенный к блоку измерения частоты и модуляции ширины импульса через адресную и управляющую шины, а также через шину данных, причем выход этого блока через усилитель мощности подключен к электродвигателю, связанному с импульсным датчиком частоты вращения. Блок измерения частоты и модуляции ширины импульса выполнен в из трех программируемых счетчиков, каждый из которых имеет тактовый и разрешающий входы и выход, к тактовым входам первого и второго счетчиков подключен блок задания режимов, к тактовому входу третьего счетчика подсоединен выход импульса датчика частоты вращения, выход первого счетчика непосредственно соединен с разрешающим входом второго счетчика и через упомянутый делитель частоты подключен к разрешающему входу третьего счетчика и к входу "запрос прерывания". Описанные элементы и связи позволяют оптимизировать процесс регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (") 2.йЫ.ЫЕ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4626848/24-07 (22) 28,12.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (7I ) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры Московского научно-производственного объединения «Биофизприбор» (72) Г. Н. Бойко (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1003282, кл. Н 02 P 5/06, 1983.

Патент США № 4371819, кл. Н 02 P 5/06, 1983. (54) ЭЛ Е КТРОП РИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности. Электропривод содержит делитель частоты и блок задания режимов, имеющий вход «Запрос прерывания» и тактовую шину, подключенИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического управления для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Цель изобретения — упрощение устройства при обеспечении высокой надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — алгоритм управления двигателем постоянного тока.

Электропривод" содержит электродвигатель 1, импульсный датчик 2 частоты вращения, делитель 3 частоты, блок 4 задания

ÄÄSUÄÄ 1607068 A 1

2 ный к блоку измерения частоты и модуляции ширины импульса через адресную и управляющую шины, а также через шину данных, причем выход этого блока через усилитель мощности подключен к электродвигателю, связанному с импульсным датчиком частоты вращения. Блок измерения частоты и модуляции ширины импульса выполнен в их трех программируемых счетчиков, каждый из которых имеет тактовый и разрешающий входы и выход, к тактовым входам первого и второго счетчиков подключен блок задания режимов, к тактовому входу третьего счетчика подсоединен выход импульса датчика частоты вращения, выход первого счетчика непосредственно соединен с разрешающим входом второго счетчика и через упомянутый делитель частоты подключен к разрешающему входу третьего счетчика и к входу «Запрос прерывания».

Описанные элементы и связи позволяют оптимизировать процесс регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. 3 ил. режимов, соединенный через шины адреса, данных, управления и тактовую с блоком 5 измерения частоты и модуляции ширины импульсов, выход которого через усилитель 6 мощности соединен с якорем электродвигателя 1, а вход — с импульсным датчиком 2 частоты вращения. Блок 5 измерения частоты и модуляции ширины импульсов содержит три счетчика 7 — 9, Тактовые входы первого и второго счетчиков 7 и 8 соединены с тактовой шиной блока 4. Выход счетчика 7 соединен с разрешающим входом счетчика 8 и через делитель 3 частоты с разрешающим входом счетчика 9 и входом «Запрос прерывания» блока 4. Тактовый

1607068

10 вход счетчика 9 является входом, а выход счетчика 8 является выходом блока 5.

Блок 4 может быть выполнен на базе микропроцессора КР580ВМ80, а блок 5 на микросхеме КР580ВИ53. Схема взаимоподключения этих устройств стандартна.

В алгоритме (фиг. 3) приняты следующие обозначения: п,< — заданное значение частоты вращения; п„— текущее значение частоты вращения; k, m — переменные программирования; Л вЂ” полузона контура грубого регулирования; 6 — полузона кон-тура точного регулирования; ЛМ вЂ” приращение регулирующего воздействия, определяемое реализацией; М; 1, M; — регулирующее воздействие, устанавливаемое в предыдушем и текущих циклах; М вЂ” максимальное значение регулирующего воздействия, <устанавливаемое для данного значения несу:щей частоты F„.

Предельная точность регулирования будет определяться максимальной частотой вращения привода, разрешающей способностью регулирующего воздействия и несущей частотой модуляции и подсчитывается по формуле где <1, — предельная точность регулирования; и„, — максимальная частота вращения привода;

F„— несущая частота модуляции;

F, — тактовая частота.

Устройство работает следующим образом.

При инициализации системы блок 4 в соответствии с алгоритмом (фиг. 3) выполняет следующие операции. Первый счетчик 7 программируется в режим генератора частоты и в него записывается число N, равное численно коэффициенту деления

N = — ".

Г„

4 где 1= — тактовая частота блока 4, в данном варианте равная 2 МГц; — несуLLiàÿ гастота широтно- импульсной модуляции постоянного тока, выбирается обычно в пределах

1 — 10 кГц в зависимости от типа электродвигателя.

Таким образом. данном случае чис;10 М, рассчитанное но указанной формуле, лежит в пределах 2 ° 10 — 2 ° 10-, Второй счет<як 8 программируется в режим ждущего мультивибратора и в него записывается число, соо<ветствующее регулирук1шему воздейств 1: > 1!а электропривод.

Третий счетчик 9 1 р и раммируется в режим генератора час<<,111 и в него записывается число, равное максимальной емкости счетчика 65535 (в шест<1 .1дцатирич11ом ко,Le FFFF). Так как на разрешающий вход Р

11ервого счетчика 7 пост<пипи<1 подан потен20

50 циал высокого уровня, то по окончании инициализации он начинает работать как делитель тактовой частоты F (см. фиг. 2а) на коэффициент N. На выход В этого счетчика поступает несущая частота модуляции Г„(см. фиг. 2б). Причем счетчик работает в автоматическом режиме, т. е. после окончания цикла счета он автоматически начинает его снова без вмешательства блока 4.

На выход В второго счетчика 8 поступают модулированные по ширине импульсы, т, частота следования которых равна F =F (см. фиг. 2в) „Ширина этих импульсов может быть от 0 до (— — — ), в зависимости от н частоты вращения электропривода.

Модулированный по ширине сигнал поступает на вход усилителя 6 мощности, с выхода которого на якорь электродвигателя поступакт импульсы напряжения U, промодулированные в ссютветствии с входным сигналом (см. фиг. 2г). Напряжение питания усилителя мощности выбирается несколько большим, чем необходимо для питания электродвигателя на максимальной частоте вращения, с тем, чтобы обеспечить необходимый запас на регулирование в переходных процессах. С валом электродвигателя l механически связан импульсный датчик 2 частоты вращения любого типа. В данном случае датчик 2 представляет собой оптопару, оптическая связь в которой прерывается с помощью обтюратора, сидящего на валу электродвигателя l.

Импульсы датчика 2, частота следования которых Foc пропорциональна частоте вращения (см. фиг. 2д, е), поступает на тактовый вход Т третьего счетчика 9, на разрешающий вход Р которого подаются импульсы Ь . с выхода делителя 3 (см. фиг. 2ж).

За время действия им11ульса, . в счетчике 9 происходит вычитание ка кдого импульса, подаваемого на тактовый вход Т с выхода датчика 2. Г!п1 î-:<. , записанное в счетчике, автоматически но<станавливается при поступлении переднего фронта импульса 1 ."... Таким образом,

1607068 регулирующее воздействие, которое в виде соответствующего числа по шине данных загружается в счетчик 8. При поступлении на разрешающий вход P счетчика 8 положительного фронта импульса частоты F„на выходе В этого счетчика устанавливается потенциал низкого уровня и одновременно начинается вычитание из числа, загруженного в счетчик импульсов тактовой частоты Ет.

Потенциал низкого уровня на выходе В держится до того момента, пока содержимое счетчика не станет равным О, после чего на выходе В появляется потенциал высокого уровня до поступления импульса частоты F„ (см. фиг. 26, в). Таким образом, на выходе В счетчика 8 генерируется частота F„, в которой пауза между импульсами соответствует числу, загруженному в счетчик, и является регулирующим воздействием на привод. Если величина регулирующего воздействия не изменяется, то блоку 4 совсем не обязательно загружать в счетчик одно и то же число в каждом такте частоты F, так как при поступлении на вход Р положительного потенциала в счетчике регенерируется число, соответствующее последней загрузке. Разрешающая способность регули-. рующего воздействия равняется периоду тактовой частоты 1/Р .

Устройство позволяет оптимизировать процесс регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока и может быть использовано в различных электроприводах с различными типами электродвигателей постоянного тока.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, импульсный датчик частоты вращения, делитель частоты, блок задания режимов, соединенный через шины

10 адреса, данных, управления и тактовую с блоком измерения частоты и модуляции ширины импульсов, выход которого через усилитель мощности подключен к якорю электродвигателя, а вход соединен с выходом импульсного датчика частоты врашения, отли15 чающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, блок измерения частоты и модуляции ширины импульсов выполнен из трех программируемых счетчиков, каждый из которых снабжен тактовым и разрешак>щим входом и выходом, к тактовым входам первого и второго счетчиков подключена тактовая шина блока задания режимов, а тактовый вход третьего счетчика является входом блока измерения частоты и модуляции ширины импульсов, выход пер26 вого счетчика соединен с разрешающим входом второго счетчика и через делитель частоты подключен к разрешающему входу третьего счетчика и к входу «запрос прерывания» блока задания режимов, выход второго счетчика является выходом блока из30 мерения частоты и модуляции ширины импульсов.!

607068 гн д м

Ь

Quz 3

Составитель A. Палагутин

Реда ктор О. С и еси вы х Техред А. Кравчук Корректор H. Ревская

Заказ 3555 Тираж 453 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101