Электропривод с импульсным управлением

 

Использование: в текстильной, кабельной , полимерной промышленности для регулирования и стабилизации скорости перемещения гибкого материала. Сущность: импульсы с импульсного датчика скорости 7 поступают на Т-триггер 8 и на формирователь синхроимпульсов 9. Сигналы с выходов Т-триггера 8 поступают через элементы задержки 10,11 на регулируемые формирователи временных импульсов 12, 13. Если длительность интервала времени между двумя импульсами скорости больше или меньше заданной длительности импульса , формируемого идентично регулируемыми формирователями временных импульсов 12, 13, то на выходах D-триггеров 14, 15 устанавливаются сигналы, которые через элемент ИЛИ 16 вызывают размыкание или замыкание ключа 5 и, следовательно, необходимое увеличение или уменьшение скорости двигателя, что повышает быстродействие привода. Частота автоколебаний скорости обратно пропорциональна количеству импулЈсов ТГаТ 1к1ИПШрТ:Шти на один оборот. 2 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 Р5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f.. g,.(1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4881797/07 (22) 11.11.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Московский энергетический институт (72) О, А. Бурунин и Е. С. Московская (56) Автоматизированный электропривод.

/Под ред. Н. Ф. Ильинского M. Г. Юнькова, М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 52.

Авторское свидетельство СССР

М 1684898, кл. Н 02 Р 5/06, 1989. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ИМПУЛЬСНЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ (57) Использование: в текстильной, кабельной, полимерной промышленности для регулирования и стабилизации скорости перемещения гибкого материала. Сущность: импульсы с импульсного датчика скорости 7 поступают на Т-триггер 8 и на

„„5Q„„1753572 А1 формирователь синхроимпульсов 9. Сигналы с выходов Т-триггера 8 поступают через элементы задержки 10, 11 на регулируемые формирователи временных импульсов 12, 13. Если длительность интервала времени между двумя импульсами скорости больше или меньше заданной длительности импульса, формируемого идентично регулируемыми формирователями временных импульсов

12, 13, то на выходах D-триггеров 14, 15 устанавливаются сигналы, которые через элемент ИЛИ 16 вызывают размыкание или замыкание ключа 5 и, следовательно, необходимое увеличение или уменьшение скорости двигателя, что повышает быстродействие привода. Частота автоколебаний скорости обратно пропорциональна количеству импульсов датчика сИфостй на один оборот. 2 ил.

17535?2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации скорости перемещения гибкого материала в текстильной, кабельной, полимерной и других отраслях промышленности, Известен электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен через выпрямитель, разделительный трансформатор, индуктивно-емкостной преобразователь к сети переменного тока, диод, включенный последовательно с якорем, тиристорный ключ, включенный параллельно выходу выпрямителя, тахогенератор, релейный элемент, узел принудительной коммутации тиристорного ключа (1).

Недостатком известного электропривода является низкое быстродействие, обусловленное низкой чувствительностью аналогового тахогенератора, а также низкими стабильностью и быстродействием тиристорного ключа, узлом принудительной коммутации.

Известен дискретный электропривод, содержащий два источника постоянного тока, эл ектродвигател ь постоя н ного тока, якорная обмотка которого соединена с выходом первого, а обмотка возбуждения— второго источника тока. диод, включенный последовательно с якорем электродвигателя, датчик скорости, связанный с валом двигателя, сумматор, релейный элемент, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора (2).

Недостатком известного электропривода являются низкие быстродействие и надежность, обусловленные низкой чувствительностью и надежностью аналогичного электромашинного тахогенератора;

Известен электропривод с импульсным управлением, содержащий электровигатель . постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого соединена последовательно с диодом и подключена к выходу первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбужения — к выходу второго источника тока, импульсный датчик скорости, установлен ный на валу контролируемого объекта, Ттриггер, формирователь синхроимпульсов, Р-триггер, регулируемый формирователь временных импульсов, включенный между прямым выходом Т-триггера и D-входом 0триггера, С-вход которого подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, вход которого соединен с инверсным выходом Т-триггера (3).

Недостатком известного электропривода является недостаточно высокое быстродействие при низких скоростях вращения, Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод с импульсным управлением, содержащий электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого соединена после5

10 довательно с диодом и подключена к выходу первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбуждения— к выходу второго источника тока, импульсный датчик скорости, установленный на ва15 лч контролируемого объекта, Т-триггер, первый D-триггер, формирователь синхроимпульсов, первый регулируемый формирователь временных импульсов, причем выход импульсного датчика скорости .соединен с входом Т-триггера; выход формирователя синхроимпульсов соединен с С;входом, а

20 триггера, С-вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, вход формирователя синхроимпульсов соединен с входом Т-триггеров, выходы — триггеров соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу полупроводникового коммутатора, при этом регулируемые формирователи временных

45 импульсов имеют идентичные согласованно управляемые задающие цепи.

Анализ патентных материалов и научнотехнической литературы показал, что предложенное устройство отличается от известных параллельными связями Т-триггера и элемента ИЛИ по цепям (элемент задержки, регулируемый формирователь временных импульсов, D-триггер) тактируе50 мым от одного формирователя синхроимпульсов, что соответствует критерию

"существенные отличия".

ПолОжительный эффект от использования изобретения заключается в повышении

55 выход регулируемого формирователя временных импульсов — с 0-входом первого

D-триггера, введены второй регулируемый формирователь временных импульсов, вто25 рой D-триггер, два элемента задержки, элемент ИЛИ, причем прямой выход Т-триггера соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого регулируемого формирователя

30 временных импульсов, инверсный выход Ттриггера соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регулируемого формирователя временных импульсов, выход второго

35 регулируемого формирователя временных импульсов соединен с D-входом второго 01753572

5 6 в два раза быстродействия за счет "отработ- заданной длительнбсти Л ь д., пропорциоки" каждого импульса с выхода датчика ско- нальной величйне заданной скорости (фиг. рости, 2д,е соответственно).

На фиг. 1 приведена функциональная (В качестве формирователей 12, 13 мосхема электропривода; на фиг. 2 — графики гут быть использованы одновибраторы, нанапряжений, поясняющие работу схемы. 5 пример, К155АГ1 с идентичными

Электропривод с импульсным управле- согласованно рег 7лируемйми RC-цепями; R нием содержит два источника 1 и 2 тока, можно изменять, напрймер, с йомощью электродвигатель постоянного тока незави- сдвоенного переменного резистора или изсимого возбуждения, якорная обмотка 3 ко- менением 0з на входах идентичных резиторого соединена последовательно с 10 стивных оптопар или полевых

- диодом 4 и подключена к выходу первого транзисторов). источника 1 тока и полупроводникового Эти импульсы поступают на D-входы 0коммутатора 5, а обмотка 6 возбуждения — триггеров 14 и 15 соответственно. Если скок выходу второго источника 2 тока. Выход рость двигателя чуть выше заданной, то импульсного датчика 7 скорости, установ- 15 синхроимпульс поступает на С-входы 0ленного на валу контролируемого объекта, триггеров 14, 15 до окончания действия имсоединен с входом Т-триггера 8 и формиро- пульса на их 0-входах. Так, пусть в момент вателем 9 синхроимпульсов: Прямой и ин- t> прихода синхроимпульса на С-входы имеверсный выходы Т-триггера 8 через цепи, ется сигнал лог. 1 íà D-входе 0-триггера 14. состоящие иэ элементов задержки 10, 11 и 20 В результате на вйходе 0-триггера 14 устарегулируемых формирователей 12, 13 вре- навливается сигнал лог. 1 (фиг, 2ж), который менных импульсов. соединены с 0-входами через элемент ИЛИ 16 дает команду на

D-триггеров 14, 15 соответственно. С-входы . включение полуйроводникового (транзикоторых соединены с выходом формирова- сторного) ключа 5 (фиг. 2и). Ключ 5 закорателя 9 синхроимпульсов. Выходы 0-тригге- 25 чивает цепь питания электродвигателя, ток ров 14, 15 соединены с входами элемента 2 в нем уменьшается, поэтому уменьшается

ИЛИ, выход которого подключен к управля- . скорость электродвигателя. Это приводит к ющемувходуполупроводниковогокоммута- увеличению интервал времейй между потора 5. Входы источников 1 и 2 тока следующими сигналамй с импульсного дат подключены к питающей сети. Регулируе - 30 чика скорости 7. В результате в момент tz мые формирователи 12, 13 временных им- следующий синхроимпульс поступает на Спульсов имеют идентичные согласованно входы D-триггеров 14 и 15 при наличии сигуправляемые задающие цепи. налов лог. 0 на их входах. В результате на

Устройство работает следующим обра- выходе D-триггера 15 сохраняется (фиг. 2з), 35 а на выходе 0-триггера 14 устанавливается

При вращении двигателя импульсный (фиг,2ж) сигнал лог. О, который черезэледатчик 7 скорости выдает последователь- мент ИЛИ 16 дает команду на включение ность импульсов (фиг. 2а), расстояние меж- полупроводникового ключа 5 (фиг. 2и). Цепь ду которыми пропорционально значению якоря 3 электродвигателя дешунтируется, мгновенной скорости контролируемого обь- 40 ток в нем увеличивается, что приводит к екта. Эта последовательность импульсов увеличению скорости двигателя и уменьшепоступает на вход Т-триггера 8, на прямом нию интервала времени между выходными и инверсном выходах которого появляются сигналами импульсного датчика 7 скорости, импульсы с частотой в два раза меньшей Врезультатевмоменттзпоследующийсин(фиг. 2в,г соответственно) и на вход форми- 45 хроимпульс поступает на С входы D-триггерователя 9 синхроимпульсов, который по ров 14 и 15 при наличии сигналов лог. 1 на фронту указанных импульсов формирует D-входе D-триггера 14 и лог. 0 íà D-входе очень короткие синхроимпульсы (фиг. 2б). 0-триггера 15; На выходе D-триггера устаИмпульсы с выходов Т-триггера 8 поступают навливается сигнал лог. 1 (фиг. 2ж), который через элементы задержки 10, 11 на входы 50 дает команду на включение полупроводнирегулируемых формирователей 12, 13 вре- кового ключа 5. менных импульсов соответственно. Дли- Если же в момент t з после включения тельность временной задержки Лто, полупроводникового; ключа5скоростьдвиобеспечиваемой элементами 10, 11, должна гателя все еще выше заданной или продолбыть чуть больше длительности синхроим- 55 жает расти, синхроимпульс поступает на пульсов Ьt<. Регулируемые формирователи С-входы D-триггеров 14 и 15 при наличии

12, 13 временных импульсов формируют по- сигналов лог, 0 íà D-входе D-триггера 14 и следовательность импульсов одинаковой лог. 1 íà D-входе D-триггера 15, В результате на выходе — триггера 14 устанавливается

1753572

Составитель О.Бурунин

Техред М,Моргентал Корректор Н.Слабодяник

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 2774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сигнал nor.. О, а на выходе 0-триггера 15— сигнал лог. 1. Поэтому на выходе элемента

ИЛИ 16 сохраняется сигнал лог, 1, поддерживающий полупроводниковый коммутатор

5 во включенном состоянии. 5

Полупроводниковый коммутатор 5 отключится, как только скорость на валу контролируемого объекта будет чуть ниже заданной, когда длительность интервала времени между двумя последующими им- 10 пульсами датчика скорости будет выше заданной.

Далее схема работает аналогично описанному выше.

Таким образом, предложенный элект- 15 ропривод имеет более высокое быстродействие за счет "отработки" каждого временного интервала между двумя последующими импульсами с выхода датчика скорости. 20

Формула изобретения

Электропривод с импульсным управлением, содержащий электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, 25 якорная обмотка которого соединена последовательно с диодом и подключена к выходам первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбуждения — к выходу второго источни- 30 ка тока, импульсный датчик скорости, установленный на валу контролируемого объекта, Т-триггер, первый О-триггер, формирователь синхроимпульсов, первый регулируемый формирователь временных импульсов, причем выход импульсного датчика скорости соединен с входом Т-триггера, выход формирователя синхроимпульсов с Свходом, а выход регулируемого формирователя временных импульсов — с

О-входом первого 0-триггера, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй регулируемый формирователь временных импульсов, второй О-триггер, два элемента задержки, элемент ИЛИ, причем прямой выход Т-триггера соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого регулируемого формирователя временных импульсов, инверсный выход Т-триггера — с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регулируемого формирователя временных импульсов, выход второго регулируемого формирователя временных импульсов соединен с О-входом второго 0триггера, С-вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, вход формирователя синхроимпульсов соединен с входом Т-триггера, выходы 0-триггеров— с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу полупроводниковог коммутатора. при этом регулируемые формирователи временных импульсов имеют идентичные согласованно управляемые задающие цепи.