Система управления двигателем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВй вСФП (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влено08. 10. 75 (Я) 2180913/18-24 с присоединением заявки Юю -, (23) Приорнтет— (43) Опубликоваио05.07.78,Бюллетень А@ 25 (45) Дата опубликования описания Я.06. 5. (!1) б14422

Союз Советских

Социалистических

Республик

2 (51) М. Кл.

$05 B l 1/0 l

Гвсудврстввмммй юитвт

Фвавтв Ммммстрвв ИР

QQ ДВЛ&М 4305pQJONll н вткрмтмй (53) уЛК62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. П. Рязанов, В. Г. Мирян н С. Q. Сафонов

Смоаеискяй филиал Московского ордена Леиииа знерт етическот о яиститута (1) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЭИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области управления электрическими двигателями.

Известны системы управления двигателями 1).

Однако такие системы ие обеспечивают устойчивость и одинаковость показателей качествр регулирования в заданном диапазоне скоfmeteA вращения вала.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система для управления двигателем (2), содержащая-последовательно. соединенные время-импульсная пре образователь, подключенный ко входу системы, сравнивающее устройство, блок управления, двигатель, датчик скорости и триггер.

Эта система не обладгет постоянными динамическими свойствами и при некоторых значениях уставки может оказаться неустойчивой.

Целью изобретения является повышение быстродействия и постоянство ее динамических свойств при любом значении уставки.

Поставленная цель достигается тем, что предложенная система содержит- квадратор, вход которого соединен со входом системы, а выход подсоединен ко второму входу сравнивающего устройства.

Структурная схема системы дана на. чертеже, где обозначены

U0 — входной сигналы системы, U, —.U > — выходные сигналы соответственно блоков f — Ь, се — скорость вращения вале двигателя.

Система содержит время-импульсный прев.. образователь 1, триггер 2, сравнивающее устройство 3, блок упразления 4, датчик скорости 5, двигатель. б и кввдратор 7.

Система работает следующим образом.

С приходом импульса U> на вход трнггеуа 2 триггер переключается и íà его выходе появляется напряжение U, которое присутствует до прихода второго импульса U с датчика скорости 5. Таким образом, выходной сигнал U> триггера представлен прямоугольl5 иым положительным импульсом длительности

T. Одновременно с переключением триггера запускается преобразователь t, н на его выходе появляется положительный прямоугольный импульс U1 длительностью Т,. Длительность Т, обратно пропорциональна величине сигнала U< и является импульсной уставкой системы. Если скорость двигателя меньше заданной, на выходе сравнивающего устройства 3 появляется положительный прямоугольный импульс U3 длительности AT, кото25 рый поступает на вход интегратора 4. Напря614422

25 (5) 3 жение это возрастает, а следовательно возрастает и скорость о).

Затем процесс работы повторяется.

При сбросе скорости система работает по описанному выше-алгоритму с той лиШь разницей, что при Т, >Т на выходе сравнивающего устройства 3 вырабатывается отрицательное напряжение U3 длительностью AT, обеспечивающее уменьшение величины напряжения U<, а следовательно и скора::ти ьз.

Датчик скорости 5 выполнен в анде диска, насаженного на вал двигателя 6. В диске

)О проделаны отверстия, расположенные по окружности с постоянным угловым расстоянием.

С одной стороны диска размещен источник, света,.а с другой — фотоэлемент. При вращении вала на выходе фотоэлемента появляются импульсы датчика скорости 5. Если вал вра- щается с требуемой скоростью оо . ю о, то

©о о)о То (1)

Математически элементы системы описываются следующими соотношениями:

3а.

20 двигатель

dt

{2)

Ц/ а 1(Q ()

--"-. 8, М= = ). ) ) ) сравнивающее устройство

Ат Т вЂ” Т время-импульсный преобразователь

То О ю (6) где.а — угол aosopma вала двигателя; время1 30

К;, Ко и Ко коэффициенты передачи элементов;

Ф(Л Т) — функция, описывающая логику раба гы сравнивающего устройства 3.

Величина В физически определяет амплитуду импульсов сигнала U3.

-В Sigh Л Тпри Л,Т+ 0

Ф(ЛТ) = с (7) .Опри Л Т 0

Исключая из формул (3) и (4) величину

U, можно получить соотношение вида 4п

-г- -гг - Ф(")

Для удобства изучения динамики системы целесообразно провести нормирование выражений

° (о) «8) а) Нормирование по величине скорости. . Пусть V ф (9) . тогда d о мо dV и формулы (2) и (8) преобразуются к виду соо ф (Ы).

К " dt - (lo) Д 1 да б) Нормирование йо величине угла поворо- Я та вала.

Пусть х (1l ) тогда d а ао dx и вторую формулу систе° а 1 I!и илзииа яйиРять В виде

4 в) Нормирование по величине выхода сравн и в ающего устройства.

Пусть «(Л Т) = Ф (Л T) В, тогда первую формулу системы (10) можно привести к виду — - ))лт)

К,В Л г) Нормирование по времени, (l3) т К)В, t

A ge. (14) Пусть (l5) М

raepа + l() B — обобщенный динамический параметр системы; у (6) — нормированная характеристика сравнивающего устройства.

Математически можно записать: р(6)-Sign 6 прн 6 0 (16)

Опри6 0

Используя формулы (1) и (6), можно для параметра р вывести соотношение вида (l7)

Анализируя выражения (15) и (17), можно прийти к выводу о зависимости динамических свойств системы от величины аналоговой установки. Действительно, выражение (17) в правой части содержит только одну изменяющуюся величину, а именно 1)о. С ее изменением изменяется н параметр и . Если обеспечить выполнение условия

В=К и 2, { l8) то в соответствии с выражением (17)

Ко К„B Х, K, Ê, U, К, R)@

К Ц Ка V, IC e зависимость величины р от 13о исчезает.

Это достигается за счет введения в функциональную схему систем квадратора, связывающего вход системы со сравнивающим устройством 3 и обеспечивающего зависимость амплитуды В сигнала U> от квадрата входного сигнала U)).

Блаюдаря введению предложенной функциональной связи удается повысить быстродействие системы, а следовательно, улучшить экономические показатели объекта.

Формула изобретекия

Система чппавления двигателем, содержатогда Ю т - - - и 6 = — — К ) В, tCã ь Ы где т — относительное время;

6 — относительная величина ошибки регулирования.

С учетом формулы (14) и сопутствующих ей выражений формулы (12) и (13) можно свести в систему .рида

= (6) 6I4422

Составнтель Г. Нефедова

Техред О. Луговая Корректор Н. Яцемнрская

Тнраж f033 Подннсное

Редактор Л. Утехнна

Заказ 3696/41

0НИИПИ Государственного комнтетв Совета Мнкнстров (ХСР по делам изобретений н откр ытнй

t l 3035, Москва, Ж -35, Рву шск ая наб. д. 4/5

Фнлнал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4

5 пульсный. преобразователь, подсоединенный ко входу системы, сравнивающее устройство, блок управлеНия, двигатель, датчик скорости и триггер, отличающаяся тем, что, с целью повыше ния быстродействия системы, она содержит квадратор, вход которого соединен со входом системы, а выход подсоединен ко второму входу сравнивающего устройства.

tr

Источники информации, принятые во вннмаиие при экспертизе:

I Технический справочник «Микроэлектродвигатели для систем автоматики». Под ред.

Э. А. Лодогникова и Ф. М. Юферова, М., э «Энергия», !969, с, l2.

2. Авторское свидетельство СССР № 4 I 2595, G 05 D l300, 29.0S.74.