Устройство для регулирования скорости вращения Советский патент 1984 года по МПК G05D13/62 

Изобретение относится к приборостроению и автоматике и может быть использовано для регулирования и контроля скорости вращения различно рода машин и механизмов, в частност для систем управления запуском сило вых установок. Известно устройство для контроля скорости вращения, содержащее тахогенератор переменного тока, аыпрями тель, пороговый элемент на основе операционного усилителя и интегрирующую Rt-цепь Недостатком этого устройства является его малое быстродействие, что вызвано необходимостью применения интегрирующих РС-цепей с большо постоянной времени. Кроме того, уст ройство имеет недостаточную точност и не обеспечивает возможность визуального контроля величины скорости вращения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля скорости вращения, содержащее последовательн соединенные преобразователь скорости в частоту электрического сигнала преобразователь частоты в напряжение, элемент сравнения, выполненный в виде дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход связан с исполнительн1 м Механиз мом Г 2 j. Известное устройство обладает более высокой точностью, обеспечивает возможность подключения к выходу преобразователя частоты в напряжение индикатора для контроля величины скорости вращения, но имеет недостаточное быстродействие выдачи управляющего сигнала, что вызвано необходимостью применения на выходе преобразователя частоты в напряжение сглаживающих фильтров, с большой постоянной времени для исключения ложных срабатываний, в результате чего оно имеет малое быс родействие и больщую динамическую погрешность. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства; Указанная цель достигается тем, что устройство для получения регулирования скорости вращения, содерж щее последовательно соединенные пре образователь скорости вращения в частоту, усилитель-формирователь и преобразователь частоты в напряже- ние, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, и испапиительный механизм, содержащий)-триггер и пороговый элемент, причем выход . элемента сравнения подключен к )-входуО-триггера, -выход усилителяформирователя - к С-входу Р -триггера, а первый вход элемента сравненияк входу порогового элемента, выход которого подключен к Й-входу D -триггера, на выходе которого включен исполнительный механизм. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство.для регулирования скорости вращения содержит преобразователь 1 скорости вращения в частоту (датчик), усилитель-формирователь 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, источник 4 опорного напряжения, элемент 5 сравнения, выполненный на дифференциальном усилителе, . выход которого подключен к D-входу Б-триггера 6, выход которого подключен к исполнительному механизму 7. Преобразователь частоты в напряжение содержит ждущий мультивибратор 8 и интегрирующую РС-цепь 9 (фильтр низкой частоты). R -вход D -триггера 6 подключен к выходу порогового элемента 10. Устройство работает следующим образом. , Датчик 1 вьфабатывает сигнал, частота f которого пропорциональна скорости вращения. Этот сигнал поступает на вход усилителя-формирователя 2, который на своем выходе формирует короткие импульсы длительностью t с частотой следования f , равной частоте входного сигнала f.-.. С поступлением каждого импульса с частотой ., запускается ждущий мультивибратор 8, на выходе которого формируются импульсы с постоянной длительностью t (Г , из которых с помощью интегрирующей Rc-цепи 9 выеляется постоянная составляющая. Элемент 5 сравнения сравнивает наряжение 0 с выхода PC-цепи 9 с апряжением О опорного источниа 4. При скорости вращения меньще заанной сигнал Uj.U{jf, и на выходе элеента сравнения формируется логичекий О, Поскольку на С-вход

D-триггера ноздействует тактовый импульс, то триггер устанавливается в состояние О или это состояние сохраняется, при этом исполнительный механизм 7 не включается.

Если за счет пульсаций напряжение и превысит U, и на выходе элемента сравнения появится логическая 1 длительности, равной разности времени заряда и разряда конденсатора до величины и,, но вследствие того, что на С-входе триггера отсутствует тактовый импульс, так как его длительность f меньше времени заряда конденсатора, до напряжения Upp, триггер 6 сохранит свое состояние и ложного срабатывания исполнительного механизма не произойдет. При достижении скорости вращения заданной величины на выходе эле мента сравнения постоянно формируется логическая 1, которая при поступлении тактового импульса переводит D -триггер в состояние 1, что вызьшает срабатывание исполнительного механизма.

В известном устройстве при недостаточной фильтрации напряжения Up элемент сравнения вблизи точки срабатывания реагирует на пульсации напряжения и соответственно с частотой пульсаций включается и выключаг тся исполнительньп мохлнизм

В предложенном устройства в результате введения D -триггера 6, С-вход которого связан с усилителем-формирователем 2, допустим более высокий уровень пульсаций напряжения на выходе преобразователя частоты в напряжение.

Следовательно, требуется фильтр с меньшей постоянной времени. В результате предлагаемое устройство имеет большое быстродействие и меньшую динамическую погрешность.

Для исключения ложных сигналов пр включении питания, а также при скоротях вращения, близких к нулю (при отсутствии сигналов на выходе усипителя-формирователя 2), введен пороговый элемент 10, сигнал с которого при уменьшении напряжения U на выходе преобразователя частоты в напряжение до значения, близкого к нулю, устанавливает триггер в нулевое состояние.

При необходимости визуального контроля величины скорости вращения .индикатор, например, магнитоэлектрического типа может быть подключен (через буферный каскад к выходу преобразователя частоты в напряжение.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные преобразователь скорости вращения в частоту, усилитель-формирователь , преобразователь частоты в напряжение, выход которого подключен к первому входу злемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, оно содержит D -триггер и пороговый элемент, причем выход злемента сравнения подключен кБ -входу D -триггера, выход усилителя-формирователя - к С-входуВ-триггера, а первый вход злемента сравнения - к входу порогового элемента, вькод которого подключен к R-входу Ъ -триггера, на выходе которого включен исполнительный механизм. 4: