Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ро921012

«;%% % 4,.» ф —:: .Ф

» (61) Дополнительное к авт. свид-ву р,ц, g+ з (22) Заявлено 2L1279 (21 ) 2857344/24-07

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений н открытий с присоединением заявки H9H 02 P 5/06 (23) ПрмормтетОпубликовано 150482. Бюллетень Ио14 (ЙЗ) УДК 621.316.71 (088 ° 8):

Дата опубликования описания 15.04.82

A.A.ÄóáåíñKèé, В.П.Дроганов, Н.А.Иванов, А.С и.Е.Д.Рыжиков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ И

ФАЗЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам точных оптико-механических систем синхронно-синфазного вращения.

Известно устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока, содержащее коммута- тор, силовой вход которого подклю" чен к питающей сети, его выходы к обмоткам двигателя, а управляющий вход через пороговую схему и коррек- тирующее звено соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора, первый вход которого соединен с датчиком скорости, а второй — с генератором опорной частоты (1).

Недостатком устройства является низкая точность стабилизации скорости и медленный вход в синхронизм.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока,,содержащее последовательно соединенные частотно-фазовый дискриминатор, корректирующее звено, коммутатор и электродвигатель, снаб» женный датчиками скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты

2 н генератор низкой чаСтоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым

5 входом частотно-фазового дискриминатора (23.

Недостатком этого устройства является зависимость эталонного сигнала от питающего напряжения и нестабильность фазы вращения ротора электродвигателя, что снижает точность стабилизации устройства.

Цель изобретения - повьааение точности стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока.

Цель достигается за счет, того, .что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скорости цепь иэ звена первой задержки, блока временной привязки, второй вход которого соединен с выходом датчика низкой частоты, звена второй задержки и элемента памяти, узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, второй

I вход — со входом звена второй задержки, а выход - со вторым входом элемента памяти, схема И, входы которой соединены с первым входом и выходом

921012 элемента памяти, и схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами схемы

И и звена первой задержки, а выход со вторым входом частотно-фазового дискриминатора.

На чертеже представлена структурная схема устройства для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя пос .оянного тока.

Устройство содержит электродвигатель 1, соединенный с питающей {0 сетью через коммутатор 2, управляющий вход которого через пороговую схему 3 и корректирующее звено 4 соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора 5, первый вход которого соединен с генератором 6 опорной частоты и синхронизирующим входом генератора 7 низкой частоты, а второй вход подключен к выходу схемы HJIH 8; Ее первый вход соеди- 70 нен со вторым выходом схемы И 9, а второй вход объединен с первым входом блока 10 временной привязки и через звено 11 первой задержки соединен с датчиком 12 скорости. 25

Второй вход блока 10 временной привязки объединен с выходом датчика

13 низкой частоты, а его выход со входом звена 14 второй задержки и вторым входом элемента 15 срав- у> нения. Выход звена 14 второй задержки объединен с первым входом схемы И 9 и синхронизирующим входом элемента 16 памяти, выход которого объединен со вторым входом схемы 35

И 9, а управляющий вход подключен к выходу элемента 15 сравнения. по частоте. С выхода частотно-фазового дискриминатора импульсы следуют с частотой опорного генератора.

Их длительность равна разности фаз между импульсами опорной частоты и импульсами датчика скорости. Для уменьшения времени переходного процесса при захвате по частоте между выходом частотно-фазового дискриминатора и управляющим входом коммутатора 2 включены последовательно корректирующее звено и пороговое устройство.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания электро- 4О двигатель 1 постоянного тока разгоняется до скорости, при которой частоты опорного генератора 6 и датчика 12 скорости равны. После этого включается канал захвата фазы, содержащий генератор 7 низкой частоты, элемент 15 сравнения, схему И 9, элемент 16 памяти, звено

14 второй задержки, датчик 13 низкой частоты, блок 10 временной привязки. Импульсный сигнал с выхода генератора 7 низкой частоты, частота следования которого соответствует частоте вращения ротора двигателя, а фаза определяет положение ротора в пространстве, поступает на первый вход элемента 15 сравнения. На второй вход этого элемента подается импульсный сигнал с выхода блока

10 временной привязки. На входы блока временной привязки подаются 60 импульсные сигналы с датчика 12 скорости через звено 11 первой задержки и с датчика 13, низкой частоты, который определяет действительную фазу поЛожения ротора в пространстве. 65

На выходе блока временной привязки формируется импульсный сигнал, соответствующий по фазе первому импульсу с датчика 12 скорости, который следует за импульсом датчика 13 низкой частоты. Это позволяет осуществить точную установку ротора по фазе в пределах одного периода частоты вращения, изменяя величину задержки с помощью звена 11 первой задержки. С выхода элемента 15 сравнения импульсный сигнал, при совпадении импульсов генератора 7 низкой частоты и импульса с выхода блока

10 временной привязки подается на управляющий вход элемента 16 памяти.

На синхронизирующий вход подается задержанный звеном 14 второй задержки импульсный сигнал с выхода блока

10 временной привязки. При этом на выходе элемента 16 памяти устанавливается сигнал, который запирает схему И 9. В случае несовпадения импульса с генератором 7 низкой частоты и импульса с выхода элемента

16 памяти устанавливается уровень постоянного напряжения, отпирающий схему И 9. При этом на второй вход этой схемы подается задержанный импульс с выхода блока временной привязки один раз за оборот двигателя. С входа .схемы И 9 за {ержанный импульс через схему ИЛИ 8 поступает на первый вход частотно-фазового дискриминатора 5. На второй вход частотно-фазового дискриминатора подаются импульсы с генератора 6 опорной частоты. При этом частотно-фазовы - дискриминатор устанавливается в состояние, которое обеспечивает некоторое торможение двигателя, не выводя его частоту за пределы синхронной. Это приводит к изменению фазы положения ротора относительно импульсов генератора 7 низкой частоты.

В случае совпадения импульса с выхода блока временной привязки и импульса с выхода генератора низ-т кой частоты запирается схема И 9 и на первый вход частотно-фазового дискриминатора подаются только задержанные импульсы с датчика 12 скорости. При этом осуществляется захват

921012 составитель В.Самохин

Редактор Л.Плисак Техред А. Бабинец КорректорС.щомак.

Заказ 2374/70 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ., г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, устройство обес- печивает стабилизацию частоты вращения ротора с точностью, определяемой точностью опорного генератора °

Так как частота датчика скорости связана с частотой датчика низкой час- 5 тоты, то одновременно с частотой стабилизируется и фаза вращения ротора, что является дополнительным преимуществом устройства, Формула изобретения

Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока содержащее последовательно соединенные 5 частотно-фазовый дискриминатор, корректирующее звено, коммутатор,датчики скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты и генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым входом частотнофазового дискриминатора, .о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации, дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скорости цепь из звена первой задержки, блока временной привязки, второй вход которого соединен с выходом датчика низкой частоты, звена второй задержки и элемента памяти, узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, второй вход — с входом звена второй задержки, а выход — с вторым входом элемента памяти, схема И, входы которой соединены с первым входом и выходом элемента памяти, и схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами схемы И и звена первой задержки, а выход - co вторым входом частотнофазового дискриминатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 343643, кл. Н 02 P 5/06, 1972.

2. Патент Японии Р 49-7683, кл. Н 02 Р 5/00, 1976.