Дискретный электропривод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««911456

Союз Советснмк

Соцмалмстмчесимк

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29. 06. 78 (2 l ) 2636271/ I 8-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень № 9 (51)М. Кл.

G 05 8 11/14

Гввударотвенный комитет (53) УДК 62-50 (088.8) ио делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 07. 03 .82 (72) Авторы изобретения

Б.B. Новоселов, 8.М. Архипов, Н.А. окичев„, - Б.И. Платанный и P.X. Ибатова (71) Заявитель

* (54) ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИ80Д

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, а именно к следящим приводам с повышенными требованиями по термостабильности и помехозащищенности.

Известны следящие приводы с частотно-импульсным управлением, в которых формирование корректирующих сигналов производится в частотно-импульсной форме, а двигатель управляется аналоговым сигналом, получающимся преобразованием из частотноимпульсного. Такие приводы могут иметь высокие динамические характеристики в силу того, что в них используется довольно сложные корректирующие устройства, реализация которых при частотно-импульсной форме сигнала осуществляется сравнительно простыми средствами $ 1j.

Однако вследствие того, что в контуре регулирования присутствует сигнал в аналоговой форме, необходимо принимать дополнительно специальные меры для обеспечения термо стабильности и помехозащищенности такого привода. Как правило, такие приводы обладают весьма низкой точностью и устойчивостью, что делает их практически непригодными для использования в системах с повышенными требованиями по точности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является то дискретный электропривод, содержащий последовательно соединенные первый и второй умножители, делитель, фазовый дискриминатор, усилитель мощности, двигатель, редук" тор и дифференциальный датчик,второй вход которого соединен с выходом привода стабильной скорости, первый выход - с первым входом логического блока и входом привода стабильной скоррсти, а второй выходсо вторым входом логического блока, третий вход которого, соединен с выходом преобразователя код-фаза, 911456 ф четвертый вход - со вторым выходом первого умножителя, первый выходс первым входом преобразователя код- фаза, а второй выход - с первым входом первого умножителя, второй вход которого, соединен со вторым входом преобразователя код-фаза, выход двигателя через датчик ско рости соединен со вторым входом фазового дискриминатора. В таком электроприводе за счет использоВания фазового дискриминатора с релейной характеристикой аналоговый сигнал полностью исключен из контура регулирования, за счет чего обеспечивается его высокая термостабильность и помехозащищенность P2).

Однако при использовании в известном электроприводе в качестве фазового дискриминатора даже безгистерезисного реле или с отрицательным гистерезисом, которые при частотно-импульсном сигнале реализуются сравнительно просто, частота автоколебаний электропривода получается довольно низкой, а амплитуда — соответственно большой, т.е. получается колебательный переходный процесс с медленным затуханием, заканчивающийся автоколебаниями с большим размахом, что зачастую приводит к нарушению работоспособности привода, не говоря уже о том, что точность таких приводов весьма низка, что делает их практически неприменимыми.

S

10 IS

20 синфазен с импульсом, поступающим с неподвижного статора 9 и являющимся тактовым. Если к тому же отсут25

Цель изобретения - повышение точности электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе установлены дешифратор, первый и второй вентили, первые входы которых соединены через дешифратор со вторым выходом второго умножителя, вторые входы объединены, третьи входы соединены с выходом фазового дискриминатора, а выходы подключены соответственно к третьим и четвертым входам второго умножителя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого электропривода.

Злектропривод содержит фазовый дискриминатор 1, усилитель 2 мощности, двигатель 3, датчик 4 скорости, редуктор 5, дифференциальный датчик 6, статор 7, ротор 8, неподвижный статор 9, привод 10 ста.бильной скорости, логический блок 11, преобразователь 12 код-фаза, первый и второй умножители 13 и 14, первый и второй вентили 15 и 16, дешифратор

17, делитель 18. На чертеже обозначены также oLy - сигнал задания, f - опорная частота, f — эталон-. ная частота.

Электропривод работает следующим образом.

При неподвижном выходном вале редуктора 5 за счет вращения приводом

10 стабильной скорости ротора 8 в обмотках неподвижного 9 и подвижного 7 статоров наводятся ЭДС одинаковой частоты, определяемой количе,ством зубцов статора 7 и скоростью привода 10 стабильной скорости. Если код задающего угла а 3 = О, то импульс с преобразователя 12 код-фаза ствует сдвиг между зубцами неподвижного 9 и подвижного 7 статоров, то импульс с подвижного статора 7 синфазен с импульсом с неподвижного статора 9, а следовательно, и с импульсом с преобразователя 12 код-фаза.

В этом случае рассогласование электропривода,. с частотно-импульсным управлением, определяемое рассогласованием по фазе между импульсом с преобразователя 12 код-фаза и импульсом с подвижного статора 7, равно нулю. Пусть код задающего угла о1 0 и изменяется во времени с какой-то скоростью. В этом случае импульс с

;преобразователя 12 код-фаза все время сдвинут по фазе относительно импульса с неподвижного статора 9,являющегося тактовым, на.величину,пропорциональную задаваемому коду. Логический блок 11 на время, равное сдвигу фаз между импульсами преобразователя 12 код-фаза и с подвижного статора 7, разрешает прохождение импульсов частоты f на счетчик

3 двоичного умножителя 13, где формируется код ошибки привода. С выхода двоичного умножителя 13 снимается частота, пропорциональная сформированному коду ошибки, и поступает на умножитель,14. На выход двоичного умножителя 14 эта частота проходит с коэффициентом, определяемым кодом, записанным в реверсивном счетчике д0оичного умножителя 14.B .исходном состоянии все триггеры ум40

Дискретный электропривод, содержащий последовательно соединенные первый и второй умножители,делитель, Фазовый дискриминатор, усилитель мощности, двигатель, редуктор и дифференциальный датчик, второй вход которого соединен с выходом привода стабильной скорости, первый выходс первым входом логического блока и входом привода стабильной. скорости,а второй выход - со вторым входом логического блока, третий вход которо55 го соединен с в,ходом преобразователя код -фаза, четвертый вход - со . вторым выходом первого умножителя, первый выход - с первым входом пре5 91 ножителя 14, за искпючением тригге- ра старшего разряда, находятся в нулевом соствянии. Частота с двоичного умножителя 13 проходит на выход двоичного умножителя 14 с коэффициентом умножителя К = 0,5. Если эта частота, прошедшая через делитель 18, больше частоты с датчика 4 скорости, то на выходе фазового. дискриминатора 1 формируется сигнал, по которому двигатель 3 ускоряется.

Этот же сигнал разрешает прохождение через вентиль 16 импульсов опорной частоты Го. на вычитающий вход реверсивного счетчика двоичного умножителя 14, в результате чего частота на выходе двоичного умножителя 14 уменьшается. За счет ускорения двигателя, а также за счет уменьшения частоты с выхода двоичного умножителя 14, .частота с частотного датчика 4 скорости становйтся больше частоты с делителя 18, в результате чего сигнал на выходе фазового дискриминатора 1 изменяется на противоположный, т.е. двигатель 3 начинает тормозиться. Этот же сигнал, поступая на инвертирующий вход вентиля

15, разрешает прохождение через него импульсов опорной частоты f0 на с суммирующий вход реверсивного счетчика двоичного умножителя 14, и частота на его выходе начинает опять увеличиваться (даже если на его вход поступает постоянная частота с двоичного умножителя 13). Увеличение частоты на выходе двоичного умножителя 14 и уменьшение скорости двигателя 3 приводит опять к тому, что частота с делителя 18 становится больше частоты .с частотного датчика

4 скорости, что приводит опять к изменению сигнала на выходе фазового дискриминатора 1. Этот сигнал разрешает прохождение импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика двоичного умножителя 14 и описанные процессы повторяются. За счет изменения.частоты с выхода двоичного умножителя 14 s соответствии с сигналом с фазового дискриминатора 1 частота переключений этого сигнала получается значительно большеи, чем в случае, когда значение частоты с делителя 18 определяется только сигналом рассогласования с двоичного умножителя 13 ° Дешифратор 17 эащи щает реверсивный счетчик двоичного умножителя 14 от переполнения и за1456 6 прещает прохождение импульсов на суммирующий вход, когда все триггеры реверсивного счетчика в единичном состоянии, а на вычитающий вход— когда все триггеры в нулевом состоянии. Следует отметить, что частота ! импульсов опорной частоты Го нахо,дится в соответствии с постоянной времени привода. Таким образом, из10 менение частоты на вйходе двоичного умножителя 14 в соответствии с сигналом с фазового дискриминатора

1 позволяет значительно увеличить частоту автоколебаний привода с час15 тотно-импульсным управлением, а следовательно, и уменьшить амплитуду этих автоколебаний, т.е. реализовать скользящий режим.

Технико-экономический эффект от

20 предлагаемого решения заключается в значительном повышении точности следящего привода с частотно-импульс- ным управлением за счет увеличения частоты и уменьшения амплитуды автоколебаний в установившемся режиме.

Предлагаемое решение позволяет создать высокоточный, быстродействующий следящий привод с частотно-импульсным управлением, практически нечувствительный как к параметрическим воздействиям (дрейф нуля, старение элементов и т.д.1, так и к изменению температуры в силу того, что аналоговый сигнал -полностью исключается из контура регулирования, а 35 следовательно, отпадает необходимость в специапьных мерах для.обеспечения термостабильности и помехозащищенности.

Формула изобретения

Составитель Г. Нефедова

Редактор С. Патрушева Техред M.Ðåéâåñ Корректор С Шекмар.Тиран 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«Ь

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 1123/37 образователя код-фаза, а второй выход - с первым входом первого умножителя, второй вход которого соединен со вторым входом преобразовате ля код-фаза, выход двигателя через датчик скорости соединен со вторым входом фазового дискриминатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности электропривода, в нем установлены дешифратор, первый и второй вентили, первые входы которых соединены через дешифратор со вторым выходом второго умножителя, вторые входы — объеди11456 8 иены, третьи входы соединены с выходом фазового дискриминатора, а выходы подключены соответственно к третьим и четвертым входам второ5 го умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Ь" 2310754/18-24, кл. (1 05 В 11/30, 31.01.77.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке t 2473871/18-24, кл. G 05 В 11/14, 06.04.77 (прототип1.