Цифровой измеритель скорости вращения асинхронного электродвигателя

 

Союа Советскин

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 02. 07,7 6 (21) 237 9463/18-24 с присоединением заявки Лев (23) Приоритет(43) Опубликовайо15.11.78.Бюллетень ¹ ". о

Государственный комитет

Совета Мнннстров СИР оо делам нэобретемнй н открытнй (45) Дата оп, бликования описания 15.11.78

Ю. В. Каллиников. (72) Автор изобретения

Научно-исслетэовательский и проектный институт (71) Заявитель па комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (54) БИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования скорости вращения асинхронных электродвигателей, имеющих роторную обмотку, в пропорциональную ей частоту следования импульсов и дпя цифрового измерения скорости вращения электродвигателей в сис;темах контроля и управления автомати.— зированным электроприводом.

Известны цифровые измерители скорос- э0 ти, содержащие формирователи импупьсов, генератор опорной частоты, счетчики и логические блоки 1 .

Недостатком известных измерителей является относительно низкое быстродей- 15 ств ие, Наибопее близким техническим решением к данному изобретению является цифровой измеритель скорости вращения асинхронного электродвигателя с фазным ро- 10 тором, содержащий два формирователя импульсов, входы которых подключены к фазным обмоткам соответственно статора и ротора электродвигателя, генератор опор2 ной частоты и блок вычитания импулы:ов, выход которого подключен к импульсному выходу измерителя и ко входу счетчика результата, подсоединенного входом сброса к выходу первого делятеля частоты(21.

Недостатком прототипа являются недостаточно высокие точность и быстродействиее.

Бель изобретения — повышение точности и быстродействия измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель содержит два управляющих счетчика, второй и третий делители частоты, два блока управления, два блока переноса кода и два управляемых делителя частотъ, информационные входы которых подключены через второй делитель частоты к генератору опорной частоты, а управляющие входы — через блоки переноса кода к выходам соответствующих управляющих счетчиков, счетные входы которых соединены со входом первогс депителя частоты и пэдключены через третий делитель частоты к генератсру опорной частоты, выходы управпяемых делителей

63295 частоты подсоединены к двум входам блока вычитания импульсов, подключенного третьим входом к генератору опорной час тоты, и к первым входам соответствующих бпоков управления, вторые входы ко- у торых подключены к выходам соответствующих формирователей импульсов, а выходыко входам сброса соответствующих управляющих счетчиков, к входам сброса и управления делителей частоты и к уп- 1 равняющим входам блоков переноса кода.

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерителя скорости вращения асинхронного электродвигателя.

Измеритель содержит формирователи импульсов 1 и 2, подключенные соответственно к фазам А», В», С» статора и

А, В, С ротора асинхронного электродвигателя 3, генератор 4 опорной частоты, три депитепя частоты 5, 6, 7, два управляемых депитепя частоты 8, 9, каждый из которых может быть выполнен, например, из счетчика 10, регистра памяти 11 и бпока переноса кода 12. Кроме того, в состав измерителя входят два управляющих счетчика 13 и 14, два блока переноса кода 15 и 16, два блока управпения 17 и 18, блок вычитания импульсов 19 и счетчик результата 20. Выход

21 формирователя 1 подключен ко входу блока управления 17, а выход 22 формирователя 2 подключен ко входу блока управления 18. Выходы 23-26 блока упр авпения 17 подкпючены соответственно к управляющему входу блока переноса ко. М да 12, ко входу сброса регистра памяти

11, к управляющему входу блока переноса кода 15 и ко входу сброса управляющего счетчика 13. Аналогично выходы

27-30 блока 18 подключены к входам блоков 9, 14, 16, Выход генератора 4 подключен к входам делителей 5, 6 и к синхронизируюшему входу блока 19 вычитания импульсов. Выход депитепя 6 подключен к информационным входам управля-, емых делителей 8 и 9, выходы которых подключены к входам бпока 19 вычитания импульсов, выход которого подкпючен к счетному входу счетчика 20 результа-. та, вход сброса которого через делитель

7 подключен к выходу делителя 5, к которому подключены также счетные входы управляю»цих счетчиков 13 и 14, выходы разрядов которых через блоки переноса кода 15 и 16 подключены к управляющим входам управляемых ценителей

8и9.

Работает измеритель спедуюшим образом.

6 4

Формирователи импупьсов 1 и 2 пострдень» таким образом, что при переходе

I отрицательной и положитепьной полувопны напряжения каждой фазы обмоток статора и ротора через нупевой уровень, в них формируются импульсы. Следовательно, за каждый период колебания напряжения трехфазной сети на выходе формирователя появляется шесть импульсов. На выходе формирователя 1 образуется последовательность импульсов с частотой следования

1» "- Ы, a на выходе формирователя

2 - последовательность импульсов, спедуюшая с частотой f < «bi, Тогда т.е. если вычесть две последовательности импупьсов Г g — х И g" А, то резупьтируюшая частота будет численно равна скорости вращения в единицах оборотов в минуту. Импульсы высокой опорной частоты с выхода генератора 4- поО ступают на входы делителей 5 и 6. Коэффициент депения, делителя 5 выбирается равным К1= 10 (где» = 1, 2 ... и» ), а коэффициент деления делителя 6 выби: рвется равным числу пар попюсов электродвигателя - P, Тогда частота на выходе ценителя 5 будет равна Vz =fд 10», а на выходе делителя 6 будет paa»»aPp

Т = Ц . Эти интервалы формируются подачей импульсов управпения от блоков

17 и 18 на входы сброса 26 и 30 счетчиков 13 и 14. 3а время суммирования в счетчиках 13 и 14 образуются коды

f пропорциональные периодам частот f» и 1, поступающих с формирователей 1 и 2 на входы бпоков управления 17 и 18, Перед каждым сбросом счетчиков 13 и 14 кодый»»»»8 g переносятся через блоки 15 и 16 в предваритепьно сброшенные регист ры памяти 11 . управляемых делителей частоты 8 и 9. Эти коды являются коэффициентами деления соответствующих делитепей. Каждым импульсом с выхода вычитающего счетчика 10, поступающим на вход блока управления 17, код »»» 1 из регистра ll через блок 12.переписывает632956 ся в счетчик 10, на счетный вход которого поступают импульсы с частотой 0

После списания записанного в счетчик 10 числа иа его выходе появляется импульс, повторяюший процесс деления. На выходах управляемых делителей 8 и 9 образуются последовательности импульсов, следующих с частотами од 4 <0

V,,«o

=р4

ТЯ

$O пропорциональными мгновенным значениям . частот тока статора и ротора асинхронного двигателя. Эти последовательности импульсов поступают на блок вычитания импульсов 19, на выходе которого фор- 26 мируется последовательность импульсов, спедуюшая с частотой

1 о i g

vi " р 1 2 lo

25 численно равной при = 1 скорости врашения двигателя в единицах оборотов в минуту. Частотами „ может использоваться в качестве сигйала скорости в системах автоматизированного электропривода.

Импульсы этой частоты, суммируясь в счетчике результата 20 за временной эталонный интервал Ти щ, образует на выходах разрядов счетчика код

ЭЫХ Яф Х И численно равный при ц= С скорости вращения двигателя в об/мин. Эталонный инФ тервал образуется подачей на вход сброса счетчика 20 импульсов с выхода делителя 7, подключенного к выходу делителя 5. Благодаря увеличению вычитаемых частот в10/Р раз можно сушественно nof

45 высить чувствительность вычитаюшего блока, а также повысить точность и быстродействие устройства. Если делитель 6 сделать из кольцевого счетчика с выводами после каждого разряда на переключатель, через который осушествляется сброс делителя, то легко можно осушествить переход с одного значения Р на другое, т.е. устройство можно использовать без переналадки для электродвигателей с цюбым числом пар полюсов.

Блок вычитания импульсов может быть выполнен по известной схеме из триггера, на разные входы которого поступают вычитаемые последовательности импульсов, . и элемента И, управляемый вход которого подключен к одному из выходов триггера, а импульсный вход — к соответствующему входу триггера. Йля нормализации рабо. ты триггера при совпадении импульсов сравниваемых последовательностей можно использовать способ разнесения этих импульсов путем синхронизации этих последовательностей импульсами более высоких опорных последовательностей, сдвинутых относительно друг друга на половину периода (180 эл.град). Синхронизацию можно осуществить с помошью двух триггеров, а синхронизуюшие последовательности импульсов можно получить из опорной с помощью триггера со счетным вхоо дом, на разных выходах которого с помощью диффереицируюших элементов формируются две последовательности О, сдвинутые на Т> относительно друг дру га, Синхронизируюшие последовательности можно также получить с помощью линии задержки, равной /2 . Если необходимо в результируюшем счетчике получить число в единицах какого-либо параметра, связанного линейно со скоростью электропривода, например. производительности объемного насоса, который врашается этим электроприводом, то в делитель 5 вводит ся в качестве коэффициента цифровой код, характеризуюший коэффициент пропорциональности между скоростью и требуемым пара метро м.

Такое построение устройства расширяет его функциональные возможности и

Э область применения, позволяя совмешать функции масштабирования, умножения и счета импульсов.

Устройство намечается испольэовать для получения частотно-импульсного сигнала, пропорционального скорости, для введения обратной связи по скорости в системах автоматизированного вентильного электропривода (например, по схеме асинхронно-вентильного каскада для управления производительностью дозировочных насосных агрегатов), и для цифрового измерения скорости или пропорционального ей параметра.

Формула изобретения цифровой измеритель скорости врашения асинхронного электродвигателя, содержащий два формирсвателя и пульсов, входы которых подключены к фазным обмот 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 Богорад Г 3 Киблнцкий B, A.

"Цифровые регуляторы-измерители скорости", Энергия, 1967.

26 2, Немов Н, N "Измерение длины трубы в процессе волочения, "Автоматизация и механизация, № 11, 1975. кам соответственно статора и ротора электродвигателя, генератор опорной частоты и блок вычитания импульсов, выход которого подключен к импульсному выходу измерителя и ко входу счетчика резуль- 5 тата, подсоединенного входом сброса к выходу первого делителя частоты, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерителя, он содержит два управляющих 1а счетчика, второй и третий делители частоты, два блока управления, два блока переноса кода и два управляемых делителя частоты, информационные входы которых подключены через второй делитель частоты к генератору опорной частоты, а управляющие входы — через блоки переноса кода к выходам соответствующих управляющих счетчиков, счетные входы которых соединены со входом первого делителя частоты. и подключены через тре тий делитель частоты к генератору опорной частоты, выходь| управляемых делителей частоты подсоединены к двум входам блока вычитания импульсов, подключенного третьим входом к генератору опорной частоты, и к первым входам соответствующих блоков управления, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих формирователей импульсов, а выходы — ко входам сброса соответствующих управляющих счетчиков, ко входам сброса и управления делителей частоты и к управляющим входам блоков переноса кода.

ЦИИИПИ Заказ 6546/36 Тираж 1070 Подлисное

Филиал ППП "Патент, г, Ужгооэд. чл, Проектная, 4