Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

QllHCAHHK

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii957400 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.81 (2l ) 3262829/24-07 (5I)M. Кл.

Н 02 P 5/06 с присоединением заявки М

)ееудерстщнны0 квмнтвт

СССР пв лолам нэабрвтеннй н втнрмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень Лт 33 (53) УДК621.313. .71 8.5(088. 8) Дата опубликования описания 07.09.82

Ю. В. Закорюкин, Б. А, Староверов, В. Г. Терехов, Н. Н. Земцов и И. В. Рябоконов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОБВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение отностггся к электротехнике и может бьггь использовано в системах автоматического регулирования скоросги врашення электропривода, в частности в системах, содержащих фазо5 вый дискриминатор в канале регулирования и сельсин в качесгве датчика скорости вала исполнительного двигателя.

Известно устройство, содержащее пос. ледовательно соединенные фазовый дис о криминатор, силовой преобразователь, двигатель, сельсин, устройство коррекции, Первый вход фазового дискриминатора подключен к выходу ус гройства кор15 рекции, второй вход соединен с источником эталонной частоты. Обмотки возбуждения сельсиня подключены к управляемому генератору (. )

Данно устрой=тво позволяет получить gp большой диапазон регулирования с высокой плавностью. Но наличие двух независимых генераторов (управляемого генератора и источникя эталонной частоты, в качестве которого используется силовая сеть), даже при высокой стабильности каждого из них, не позволяет поддерживать скорость вращения при большом диапазоне регулирования с точностью выше чем 2%.

Кроме того, если управляемый генератор имеет плавную перестройку частоты, трудно получить точность уровня скорости вьпце 1%, Если в качестве управляемого генератора применяется независимый кварцевый генератор с делителем, теряется плавность регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является ус гройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее генератор эталонной частоты, выход которого через последовательно соединенные первый делитель частоты и согласующий элемент соединен с сельсином, установленным на валу электродвигателя, измерительная обмотка сельсиня через фон ирователь и блок коррекции соединена с

957400 ф и согласующий элемент 3 соединен с сельсином 4, установленный на валу электродвигателя 5, измерительная обмотка сельсина 4 через формирователь 6 и блок

, 7 коррекции соединена с входом фазового дискриминатора 8, выход которого через силовой ключ 9 подключен к якорной обмотке электродвигателя 5, блок 10 сопряжения коэффициентов деления, входы

10 которого соединены с блоками 11 и 12 задания скорости, а выход — с делителем

2 частоты, делитель 13 частоты первым входом подключен к генератору 1 эталонной частоты, вторым — к блоку 11

И задания скорости, а выход делителя 13 соединен с фазовым дискриминатором 8, Устройство работает следующим образом.

Импульсы частоты, получаемой щ делением в К раз эталонной частоты генератора 1 импульсов делителя 13 (где

K — - коэффициент деления, задаваемый блоком 11 задания скорости), сравниваются по фазе с импульсами ц,, посту23 пающими с блока 7 коррекции. С приходом каждого импульса частоты э фазовый дискриминатор 8 подключает через силовой ключ 9 исполнительный двигатель 5 к сети, а с приходом каждого импульса щ чистоты 1 выдается сигнал на тормоHl( жение исполнительного двигателя, т.е. среднее напряжение нв двигателе получается пропорциональным разности фвз сравниваемых частот.

3$

Вращение вала исполнительного двига-. теля 5 и механически сВязанного с ним ротора сельсина со скоростью, пропорциональной среднему напряжению на двигателе, приводит к появлению на измери46 с тельной обмотке сельеина сигнала с час,тотой f,,кжорая определяется как

Ы р, („) 3 вх. дом фазового дискриминв:" ïà, выход которого через силовой ключ подключен к якорной обмотке электродвигателя, первый блок задания скорости, связанный с первым делителем частоты (2)

Такое устройство имеет большой диапазон регулирования, ио из-зв дискретности изменения чистоты питания сельсина малую точность и плавность.

Ступень регулирования скорости такого регулятора определяется выражением э о

ЬЫ = р N(N-""il где

5—

Учитывая, что коэффициент умножения

5 трудно получить более 1000, эталонная частота У, в рассматриваемом регуляторе равна чистоте силовой сети—

50 Гц, а частота, подаваемая в обмотку сельсина не должна быть киже,50 Гц, получим, что самая мелкая ступень в этом регуляторе равна И «11;„»0, 5 р с п |я регуляторов с диапазоном регулирования 500 43п л 60,6 р/с плавность регулирования > 20%.

Кроме того, точность поддержания скорости из-за нестабильности частоты силовой сети не превышает «,%.

Цель изобретения — повышение плавности и точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены второй делитель частоты, второй блок задания скорости и блок сс пряжения коэффициентов деления, входы которого соединены соответственно с с первым и вторым блоком задания скорости, а выход — с первым делителем частоты, второй делитель частоты первым входом подключен к генератору эталонной частоты, вторым — к первому блоку задания скорости, а выход второго делителя частоты соединен с фазовым дискриминатором.

Нв чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для регулирования скорости содесокит генератор 1 эталонной частоты, выход которого через последовательно соединенные делитель 2 частоты и эталонная частота коэффициент умножения умножителя; коэффициент деления делителя; число полюсов сельсина, где f — частота сигнала напряжения на измерительной обмотке сельсина; частота сигнала, подаваемая в обмотку возбуждения сельсина;

43 — скорость вращения вала исполнительного двигателя «

P — число пар полюсов сельсина.

Прямоугольные импульсы с частотой

1, сформированные формирователем 6 из сигнала, снимаемого с измерительной обмотки сельсина 4, подаются в блок 7 коррекции, который в переходных режимах изменяет фазу сигнала f ц «в величину, пропорциональную отклонению ско2 /сю = — (- ) р э о (2) Частота f> определяется из выраже эт

Э () где э - частота эталонного генератора

1 импульсов;

k — коэффициент деления делителя 13.

Частота, подаваемая в,обмотку возбуждения сельсина определяется коэффициентом деления )Ч делителя 2 эт

0 ц

Коэффициент деления И определяе гся в блоке 10 сопряжения коэффициентов деления, причем "т (5j где «« — значение, задаваемое блоком

12 задания скорости.

Подставляя в (2) выражения (3), (4) и (5), получим

«2" эг " " i 2« эг

И =—, (e)

P к k

Регулирований скорости на минима п ную величину возможно изменением К или «1 на единицу. Найдем приращение скорости ЬЯ К при изменении коэффициента

К на единицу. д „,, « "" э« "( д к « 1 « к=

4«(и 2к п+ 3 эс п«1 п)«к(п пЧ

Принимая, что К > 4.««

2 эг 2п д() л р ыэ

Приращение скорости дЫ.п при изменении коэффициента на единицу определяется вы ажением р (Ь

24 э»«» 1

» » »М1™» k »,1»,» = р

29 1э„ К 2 эг 1 р к к к(2п и)п и Р

Если принять эг 10 Гц K=4-10 « =1 p=l. то получим 4Я « =0,19 10 р с, 6U>«« =

- 3

=0,39 р/с.

S 95 рости вращения д«,, повышая тем са« устойчивость устройства. Б установившемся режиме частоты f Э и fu равны.

Заменяя в (1) 3««на1Э выразим скорость

7400- 6

Таким образом, устройство имеет два канала регулирования скорости: грубый и точный; обеспечивая на два порядка выше точность и плавность регулирования.

Минимальная скорость при данных условиях эт и= . — О4р!с р («, «)к

Таким образом, величина относит ельйого приращения скорости между сосед- ними ступенями не превышает 0,005%.

Уровень скорости в установившемся режиме не зависит от напряжения и частоты питающей сети, колебаний температуры окружающей среды и определяется только нестабильностью частоты эталонного генератора. При выполнении

1 эталонного генератора с использованием кварцевого резонатора точность поддержания скорости 10 4 10 формула изобретения

Устройство для регулирования скорос-. ти электродвигателя постоянного тока, содержащее генератор эталонной частсеы, выход которого через последовательно соединенные первый делитель частоты и согласующий элемент соединен с сельсином, установленным на валу электродвиravana, измерительная обмотка сельсина, через формирователь и блок коррекции соединена с входом фазового дискриминатора, выход которого через силовой ключ подключен к якорной обмотке электродвигателя, первый блок задания скорости, связанный с первым делителем частогы, отличающеес ятем, ! что, с целью повышения плавности и точности регулирования, в него дополнительно введены второй делитель часФ тоты, второй блок задания скорости и блок сопряжения коэффициентов деления, входы которого соединены соответственно с первым и вторым блоком задания скорости, а выход - с первым делителем частоты, второй делитель частоты первым входом подключен к генератору эталонной частоты, вторым - к первому блоку зада ния скорос ги, а выход второго делителя частоты соединен с фазовым дискриминатором.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

1.kohs, L8mmricb Q.-Freque««z- a««a8oфе Drech-zc«her e(e8unge«« - Ре(еЬфtechni c 1968, ¹ 11, 12.

2. Астатические электропривода с дискретными силовыми преобразователями. Под ред. P. М. Трахтенберга, и

Б. А. Староверова.

957400

Составитель М. Кряхтунова

Редактор Н. Безродная Техред Т.Маточка Корректор р,. Ференц

Заказ 6620/47 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытия

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1