Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1i 11 777785

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.79 (21) 2704832/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07,11.80 (51) М Кл з

H 02Р 5/06

Государственный комитет

ССС,Р по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.2 (088.8) (72) Автор изобретения

В. П. Галас

Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

ВРАЩЕН ИЯ ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к стабилизированным электроприводам, имеющим широкий диапазон регулирования скорости, Известны устройства для стабилизации скорости электродвигателя в функции фазового рассогласования сигналов с частотного датчика скорости и задающего генератора, выявляемого с помощью фазового дискриминатора и усиливаемого силовым 10 преобразователем (1).

Такие электроприводы обеспечивают высокие качества динамики и точность поддерживания заданного уровня скорости, однако диапазон скоростей в них не превы- 15 шает D = 10: 1.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для стабилизации скорости вращения электродвигате- 20 ля, содержащее основной регулятор, входы которого соединены с выходами датчиков скорости и установленных на валу вспомогательного двигателя, упр авляемого от вспомогательного регулятора, один из вхо- 25 дов которого подключен к задающему генератору, а второй — к выходу первого датчика. Выход основного регулятора подключен к входу основного двигателя, выход которого связан с входом второго датчика, 30 благодаря чему производится вращение считывающей головки второго датчика:(2).

Колебания скорости вспомогательного двигателя приводят к фазовым качаниям как задающих импульсов, так и импульсов обратной связи и при отработке частично компенсируются.

Недостатком известного устройства является то, что величина этой компенсации в устройстве зависит от уровня выходной скорости электропривода, по мере увеличения выходной скорости эффективность компенсации уменьшается, что приводит к колебаниям скорости основного двигателя и, следовательно, к уменьшению точности поддержания заданной скорости.

Целью изобретения является увеличение точности стабилизации скорости в широком диапазоне ее изменения.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее задающий генератор, первый и второй датчики скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя, регулятор скорости, к выходу которого подключен стабилизируемый электродвигатель, выходной вал которого механически связан с считывающей головкой второго датчика скорости, введены преобразователь частоты, сглаживающие делители и первый и второй сумматоры, первые входы. которых подклю777785 чены соответственно к выходам первого и второго датчиков скорости, а выходы через первый и второй сглаживающие делители соответственно подключены к двум разным входам регулятора, второй вход первого сумматора подключен к входу преобразователя частоты, а второй вход другого сумматора подключен к выходу преобразователя, вход которого связан с выходом задающего генератора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для стабилизации скорости вращения электродвигателя.

Устройство для стабилизации скорости электродвигателя содержит регулятор 1, датчики 2 и 3 скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя 4, задающий генератор 5, преобразователь 6 частоты, сумматоры 7 и 8, сглаживающие делители 9 и 10 и основной двигатель 11.

Устройство работает следующим образом: рассмотрим случай задания нулевого уровня скорости основного двигателя 11.

При этом коэффициент К6 преобразователя

6 устанавливается равным К6 — — 1, на сумматоры 7 и 8 в этом случае будут поступать равные частоты, соответствующие по величине частоте fs с выхода задающего генератора 5. Ввиду того, что датчики 2 и

3 имеют одинаковое число меток, с их выходов на сумматоры 7 и 8 будут поступать равные частоты f2 и f3, которые после сложения с частотой /5 и деления в (К9 — К,о) раз сглаживающими делителями 9 и 10, также равными по величине, будут поступать на входы регулятора 1. Равенство входных частот регулятора 1, в соответствии с логикой работы устройства, определяет нулевую скорость основного двигателя

11, вследствие чего в системе устанавливается установившееся равновесие.

При необходимости задания определенного уровня скорости двигателя 11 коэффициент преобразователя 6 устанавливается отличным от единицы и соответствует выбранному уровню скорости. В этом случае на сумматоры 7 и 8 будут поступать неравные по величине частоты f5 и f6— = /ьКв. В результате сложения их попарно с равными по величине частотами fq u f3 на входы регулятора 1 будут поступать неравные частоты /9 и f o с выходом сглаживающих делителей 9 и 10. Это вызовет вращение двигателя 11 со скоростью, при которой восстановится равенство частот на входе регулятора 1, т. е. устанавливается новое равновесие в системе. Уровень выходной скорости двигателя 11 в этом случае будет определяться только разностью частот f5 и f6 и не зависеть от характера вращения вала вспомогательного двигателя 4. Справедливость этого утверждения легко доказывается. Исходя из условия равенства частот на входах регулятора 1 в установившемся режиме работа с учетом того, что частоты с

65 выходов датчиков 2 и 3 определяются соотношениями:

У

f ã — " в

2гг (2) где f2 и f3 — частоты с выходов датчиков2и3;

Z2 и Z3 — число меток датчиков 2 и 3;

Wo u Wo — скорости вспомогательного и основного двигателей соответственно, Для схемы, приведенной на фиг. 1, справедливо соотношение:

К. (f + ./ гКв) — К о (.12 + Л) (3)

С учетом соотношений (1) и (2), а также равенства (К2 —— Кщ) выражение (3) можно записать в виде:

"в + ЛКе = (юо + в)в) + / 21 (4) откуда < в = (К, — 1). (5) 2вГв 2

Формула (5) доказывает независимость скорости основного двигателя 11 от уровня и пульсаций скорости вспомогательного двигателя 4. Уменьшение или увеличение скорости со двигателя 4 приводит к одновременному и равному по величине изменению уровней частот на входе регулятора 1, разность же частот f2 и fs, соответствующая заданному уровню скорости двигателя 11, остается неизменной и равной разности частот f5 и f6, задаваемой преобразователем

6. Вследствие этого в предложенном устройстве по сравнению с известным (2) исчезает необходимость в стабилизации скорости вспомогательного двигателя 4. Испытание привода, практически реализующего данное устройство, доказало его работоспособность и показало, что в данном устройстве может быть достигнут диапазон

D=10000: 1 при высокой равномерности вращения и точности поддержания заданного уровня на нижней скорости не хуже

0,1О/о, на высокой скорости 0,01%.

Таким образом, исключение системы стабилизации скорости вспомогательного двигателя 4 и введение новых элементов— преобразователя, сумматоров и сглаживающих делителей с соответствующими связями позволяет получить положительный технический эффект, а именно увеличить точность поддержания заданного уровня скорости в широком диапазоне их изменения.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя, содержащее задающий генератор, первый и второй дат777785 и—

Составитель M. Кряхтунова

Редактор Т. Загребельная Техред В. Серякова Корректор В, Борисова

Заказ 2538/9 Изд. № 580 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i13035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 чики скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя, регулятор скорости, к выходу которого подключен стабилизирусмый электродвигатель, выходной вал которого механически связан с считывающей головкой второго датчика скорости, отлича ющееся тем, что, с целью увеличения точности стабилизации в широком диапазоне скоростей, устройство снабжено преобразователем частоты, сглаживающими делителями и первым и вторым сумматорами, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков скорости, а выходы через первый и второй сглажива|ощие делители соответственно подключены к двум разным входам регулятора, второй вход первого сумматора подключен к входу преобразователя частоты, а второй вход другого сумматора подключен к выходу пре5 образователя, вход которого связан с выходом задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Трахтенберг P. M, Астатический дискретный регулятор скорости электропривода. — «Автоматика и телемеханика», № 3, 1966.

15 2. Авторское свидетельство СССР № 498700, кл. Н 02Р 5/06, 1976.