Многодвигательный синфазный электропривод Советский патент 1984 года по МПК H02P5/46 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах, в которых необходим обеспечить синфазное вращение механи чески несвязанных валов, в частност при синхронной съемке несколькими кинокамерами. Известен синфазный электропривсд постоянного тока, содержащий несколь ко электродвигателей, казкдый из кот рых управляется отдельным частотнофазовым компаратором через ключ. В нем един вхся частотно-фазовог компаратора подключен к общему для всех электрсдвигателей заданвдо у генератору, а другой соединен с установленным на валу электродвигателя импульсным тахогенераторсм, ча тота которого в целое число раз выа частоты вращения вала электродвигателя ij . Недостатком указанного электропр вода являются фазовые рассогласования в пределах одного оборота вала из-за отсутствии автоматического определения фазового положения вало и исправления ошибки. Наиболее близким к предлагаемому является многодвигательный синфазный электропривод, содержащий электродвигатели постоянного тока с каналами управления, каждый из кото рых составлен из импульсных датчико скорости и положения электродвигателя, регулятора напряжения, один вход которого подключен к выходу импульсного датчика скорости, а выход к входу управляемого преобразователя, подключенного к якорной обмотке электродвигателя, общий для всех каналов управления задающий генератор 2 . Недостатком устройства является большая продолжительность входа электродвигателей в синхронизм. Это обусловлено тем, что в известном электроприводе при синхронизации управляющий вход регулятора напряжени ведюмого электродвигателя переключается с выхода ойцего задающего генератора на выход вспомогательного задающего генератора. Переключение при случайных фазах между импульсами задающих генераторов усложняет прохождение переходного процесса входа в синхронизм и, следовательно, увеличивает время синхронизации. Цель изобретения - уменьшение времени синхронизации электропривода. Поставленная цель достигается тем, что в многоцвигательный синфазный электропривод/ содержащий электродвигатели постоянного тока с каналами управления, каждый из которых составлен из импульсных датчиков скорости и положения электродвига еля, регулятора напряжения, один вход которого подключен к выходу импульсного датчика скорости, а выходк входу управляемого преобразователя, подключенного к якорной обмотке электродвигателем, общий для всех каналов управления задающий генератор, дополнительно введен общий блок делителей частоты, а в каждый канал управления фазоопределитель, запоминающий блок и переключатель, причем тактовый, вход фазоопреяелителя соединен с выходом импульсного датчика скорости, а установочный с датчиком положения, информационные входы запоминающего блока соединены с выходами фа3ООПределителя, а тактовый вход - с выходом синхронизации, блока делителей частоты, выходы запоминаюцего блока соединены с управляющими входами переключателя, каждый информационный вход которого соединен с соответствующим выходом блока делителей частоты, входсэм подключенного к задающему генератору, выход переключателя соединен с другим входом регулятора напряжения. поставленная цель достигается также тем, что блок делителей частоты содержит три делителя частоты, один из которых основной/ а два вспомогательные, логический элемент ИЛИ и логический элемент И, причем входы делителей частоты объединены и обра.зуют вход блока, выход основного делителя частоты подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока и подключен к установочному входу основного делителя частоты, выходы вспомогательных делителей частоты являются вторлм и третьим выходами блока и подключены к входам логического элемента И, выход которого соединен с вторьм входом логического элемента ИЛИ и является выходом синхронизации блока. На фиг. 1 приведена функциональная схема синфазного электропривода для двух электродвигателей; на фиг. 2 - функциональная схема блока делителей частота. 1- Многодвигательный синфазный электропривод содержит электродвигатели 1 и 2 постоянного тока с каналами управления, каждый из которялх составлен из импульсных датчиков СКОРОСТИ 3(4) и положения 5(6) электродвигателя, регулятора 7(8) напряжения, один вход которого подключен к выходу импульсного датчика 3(4) скорости, а выход - к входу управляеого преобразователя 9 (ГО), подключенного к якорной обмотке электровигателя, ойцей для всех каналов управления, задающий генератор 11. электропривод дополнительно введен ойаий блок делителей 12 частоты, а в каждый канал управления - фазорпреяелитель 13(14), запоминающий блок 15(1.6) и переключатель 17 (18) . Такт вый вход 19(20) фазоопреяелителя 13(14) соединен с выходои импульсно го датчика 3(4) скорости.а установо ный 21(22) - q датчиком 5(6) положе ния , ; Информационные вхсяы 23 - 28 запоминающего блока 15(16) соединены с выходами фазоопределителя 13(14), а тактовый вход 29(30) - с выходем 31синхронизации блока 12 делителей частоты. Выходы запсжинающего блока 15(16) соединены с управляющими вхоцами 32 - 37, первеключателя 17 (18), каждый информационный вход 38 - 43 которого соединен с соответ ствующим выходом 44 - 46 блока делителей 12 частоты, входом 47 подключенного к задающему генератору 11. Выход переключателя 17(18) соединен с другим входом регулятора ) напряжения. Блок делителей частоты (фиг,2) содержит три делителя 48 - 50, один из которых 48 - основной, а два 49и 50 - вспомогательные, логический элемент ИЛИ 51 и логический элемент И 52, Входы делителей 48 50частоты объединены и образуют . вход 47 блока. Выход основного дели теля 48 частоты подключен к первому входу логического эли 1ента ИЛИ 51, выход которого является первым выходом блока 44 и подключен к установочному входу 53 основного делителя 48 частоты, выходы вспомогател ных делителей 49 и 50 частоты явля-;ются вторым и третьим 45 и 46 выхо дами°блока и подключены к входам логического элемента И 52, выход которого соединен с втОрьм входом логического элемента ИЛИ 51 и является выходом 31 синхронизации блока делителей частоты. Устройство работает следующим об разом.. , - , . ,. ;В блоке делителей 12 частоты частота задающего генератора 11 делится основным делителем 48 часто ты на четное число П, а вспомогатель ньми делителями 49 и 50 на п I и 41+1, Таким образом,.на информационных входах 8 - 43 переключателя 17(18), соединенных с соответствукхцими выходами 44 - 46 блока делителей 12 частоты имиотся три последовательности имрульсов - с ОСНОВНОЙ частотой, с пониженной и повьаиенной. В зависимости от того, на каком из управляющих входов 32- 37 переключателя 17(18) присут ствует единичный сигнал с выходов запоминающего блс«са 15, на вход рёг лятора 7(8) напряжения поступают импульсы с основной, повышенной или . пониженной частотой. В регуляторе 7(8) напряжения происходит сравнение этих импульсов и импульсов датчика 3(4) скорбсти поступающих на другой его вхся, в результате чего,на выходе регулятора 7(8) напряжения формируется сигнал управления преобравателем 9(10), к которому подключена якорная обмотка электродвигателя 1(2). При изменении скорости вращения под действием нагрузки изменяется частота импульсов датчика скорости, соответствующим образому. изменяется сигнал управления на дхоце преобразователя 9(10) и стабилизируется корость вращения электродвигателя. Датчик 5(6) положения вьщает один импульс на каждом обороте вала электродвигателя 1(2). Частота этих импульсов в некоторое целое число К раз ниже частоты импульсов датчика 3(4) скорости. Импульсы датчика 5(6) положения поступают на установочный 21(22) , а импульсы датчика 3(4) скорости - на тактовый 19(20) входы фазоопреяелителя 13-(14) в качестве которого может быть использован счетчик, имеющий К устойчивых состояний и снабженный дешифратором с тремя выходами для передачи информации о правильной, опережающей или отстающей фазе вала электродвигателя. Пси действием входных импульсов датчика 3(4) скорости логические состояния на выходах фазоопределителя 13(14), следовательно, на информационных входах 23 - 28 запоминающего блока 15 (16) изменяются в пределах одного оборота вала электродвигателя, а в конце каждого оборота импульсом датчика 5(6) положения поступающим одновременно с последним импульсом датчика 3(4) скорости, устанавливаются исходнкши, Эти логические состояния запсмина ются запоминающим .блоком 15 (16) , выполненным, например, на U -триггерах, в момент прохода на его тактовый 29(30) вход синхроимпульса с выхода 31 синхронизации блока делителей 12 частоты Частота синхроимпульсов на выходе 31 синхронизации блока делителей частоты равна где fг частота задающего генератора;я - коэффициент деления основного делителя 48 частоты Коэффици(гнт 1 .должен быть четным числом и равняться К k. m где К - число интервалов стабилизации за один оборот вала, в конкретнсям пд)имере к 8; пт- целое число.

Коэффициент«nуказывает, через скота ко оборотов валов электродвигателей происходит контроль синхронности, в конкретномм примере на каждом восьмом обороте. Увеличение т облегчает переключение частот стабилизации при синхронизации но увеличивается и время прохождения его. еуществует некоторое значение m в зависимости от электромеханических характеристик jконкретных электродвигателей, при котором происходит устойчивое переключение.

При нечетном коэффициенте п синфазный электропривод неработоспособен.

В зависимости от того, какой из выхсздов фазООПреяелителя 13(14),находится в еуциничном состоянии в момент прихода синхроимпульса на та ктовый вход 29(30) запгжинагацего Оло/ка 15(16) т.е. опережающую или отстающую фазу вращения имеет вал электродвигателя 1(2), открчлвается тот канал переключателя 17(18),

информационный вхсп которого связан с выходом пониженной или повышенной частоты блсжа делителей 12 частоты и устраняется фазовая сшибка. По окончании процесса синхронизацки работа продолжается с основной частотой и двигатели вравваются синхронно и синфазно меяэду собой.

Применение вспсмогательных пониженной и повышенной частот позволяет уменьшить время синхронизации электррдвигатепей примерно в два раза по сравнению с известным устройством.

1 . МНОГОДВЙГАТЕЛЬШЙ СИНФАЗ 29 Я ЭЛЕКТРОПРИВОД, с дпёржащив электродвигатели постоянного тсжа с каналами управления, кажяый нз KOTOi%zx составлен из импульсных датчиков скорости и положения электродвигателя, регулятора напряжения, . один вход которого подключен к выходу имтульсного датчика скорости, а выход - к вхсяу управляемого преобразователя, подключенного к якорной обмотке электродвигателя, общий для всех Каналов управления зг ающиЯ генера.тор, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения времения синхронизации и повышения устойг чивости, в него дсиюянительно введен общий блсж делителей частоты, а в каждый канал управления фазоопределитель, запоминающий блок и переключатель, причем тактовый вход фазоопре делителя соединен t выхсщсм, импульсного датчика скорости, а установочный - с датчиком положения, икформационные входы запоминающего блока соединены с выходами фазоопреяелителя, а тактовый вход - с выходом синхронизации блока делителей частоты, выходы запоминающего блсжа соединены с управляющими входами переключателя, каждый инфО1 1ационный вход которого соединен с соответствующим выходом блока делителей частоты, входом подключенного к задающему генератору, выход перекл1#чателя соединен с другим вхсщсм регулятора напряжения. 2. Электропривод по п. 1, о т личающийся тем, что блок р делителей частоты содержит три деЛи- . ь теля, один из которых основной, а два вспомогательные, логический элемент ИЛИ и логический элемент И, |С причем входы делителей частоты объе-j динены и образуют вход блока, выход с основного делителя частоты подключен С к первому входу логического элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока и подключен к установочному входу основного делителя частоты, выходы вспомогательных дели О5 телей частоты являются вторым и третьим выходами блока и подключены к входам логического элемента И, выход которого соединен с вторым вхоел дом логического эл иента ИЛИ и являртся выходом синхронизации блока.

f

ф1/г. 1

48

t

//

4t

I

47

45

4ff

J/