Устройство для измерения частоты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного тока с импульсным управлением Советский патент 1984 года по МПК H02P5/00 

11 Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматизированного электро привода постоянного тока. По основному авт. св. № 913537 известно устройство для измерения частоты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного тока с импульсным управлением, содержащее логический блок, соединенный с якорем электродвигателя и выходом блока импульсного управления, элемент аналоговой памяти с управляющим и сигналь ным входами, инвертирующий фильтр низких частот и сумматор, причем управляющий вход элемента аналоговой памяти соединен с выходом логического блока, а сигнальный вход элемен.та аналоговой памяти и вход инвертирующего фильтра низких частот подключены к якорю электродвигателя, выходы инвертирующего фильтра низких частот и элемента аналоговой памяти подключены к входам сумматора, выходы сумматора и элемента аналоговой памяти являются выходами устройства 1. Недостатками известного устройств являются низкое быстродействие при измерении тока якоря и наличие пульсаций в сигнале тока, обусловленные инерционностью фильтра низких частот и наличием пульсаций в его выходном напряжении. Цель изобретения - повышение быст родействия и уменьшение пульсаций в сигнале тока якоря. Поставленная цель Достигается тем что в устройство для измерения часто ты вращения и тока якоря электродвигателя постоянного.тока с импульсным управлением введен счетный триггер, фильтр низких частот содержит входной резистор, два ключа, конденсатор резистор обратной связи и интегратор выход которого является выходом филь ра, а вход через два последовательно соединенных ключа и входной резистор подключен к входной клемме фильтра низких частот, между выходом интегратора и входным резистором включен резистор обратной связи, точка соеди нения первого и BT-opioro ключей соеди нена с общей шиной через конденсатор при этом управляющие входы ключей соединейы с прямым и инверсным выходами счетного триггера, вход кото2рого подключен к выходу логического блока. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит логический блок 1, соединенный с якорем электродвигателя 2 и выходом блока 3 импульс ного управления, элемент 4 аналоговой памяти с управляющим и сигнальным входами, инвертирующий фильтр 5 низких частот и сумматор, 6, причем управляющий вход элемента 4 аналоговой памяти соединен с выходом логического блока 3, а сигнальный вход элемента 4 аналоговой памяти и вход инвертирующего фильтра 5 низких частот подключены к якорю электродвигателя 2, выходы инвертирующего фильтра 5 низких частот и элемента 4 аналоговой памяти подключены к входам сумматора 6, выходы которого и элемента 4 аналоговой памяти являются выходами устройства. . В устройство введен счетный триггер 7, фильтр низких частот вьшолнен в виде интегратора 8, например, на операционном усилителе, выход которого является выходом фильтра, а вход через два последовательно соединенных ключа 9 и 10 и входной резистор 11 подключен к входной клемме фильтра 5 низких частот, между выходом интегратора 8 и входным резистором 11 включен резистор 12 обратной связи, а точка соединения первого 9 . и второго 10 ключей соединена с общей шиной через конденсатор . 13. Управляющие входы ключей 9 и 10 соединены с прямым и инверсным выходами счетного триггера 7, вход которого подключен к выходу логического блока 1 . Устройство работает следующим образом. При импульсном управлении электродвигателем 2 различают два интервала, формируемые блоком 3 импульсного управления. На первом интервале блок 3 импульсного управления подключает якорь электродвигателя 2 к источнику питания с напряжением llf , входящему в состав блока. При этом сигнал Цц , формируемый логическим блоком 1, обеспечивает работу элемента 4 аналоговой памяти в режиме хранения, и напряжение на его выходе не изменяется. На втором интервале блок 3 импульсного управления отключает якорь элект родвигателя 2 от источника питания и на якоре устанавливается напряжение Ef противо ЭДС, пропорционально частоте вращения электродвигателя. Сигнал и формируемый логическим блоком Н на этом интервале, переводит элемент 4 аналоговой памяти в режим слежения, и на его выходе формируется напряжение U k,Vx-,nponopциональное частоте вращения Vrf- элект родвигателя. Сигнал, пропорциональный среднему значению тока якоря электродвигателя формируется на основе известного со отношения для электродвигателя с не зависимым возбуждением: 1г-(«ё,гЧ. - средний ток, где 1д, Rj, сопротивление, среднее напряжение и проткво-ЭДС якоря электродвигателя. Сигнал управления Uy с выхода логического блока 1 поступает также на счетный вход триггера 7, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам ключей 9 и 10, благодаря чему последние работают в противофазе. Время (интервал) закрытого или открытого состояния ключей 9 и 10 равно периоду изменения напряжения на якоре электродвигателя или, что то же самое, периоду изменения сигнала управления. На интервале открытого состояния ключа 9 .(закрытого ключа 10) конденсатор 13 заряжается под действием разности напряжений ил(Е) и Ugf с выхода интегратора 8 до некоторого. напряжения Ug . В следующем интервале ключ 9 размыкается, а конденсатор 13 через замкнутый 10 подключается к входу интегратора 8. В результате интегрирования приложенного к входу интегратора 8 напряжения Up напряжение Ug на выходе его изменяется. В следующем интервале процессы повторяются. Единственным установившимся состоянием схемы фильтра 5 низких частот (при неизменной скважности напряжения lif, подаваемого на якорь электродвигателя 2) является такое состояние,, при котором в конце интервала замкнутого ключа 9 напряжение на конденсаторе 13 О 0. Это означает,,что напряжение Ug на выходе интегратора постоянно и равно сред нему напряжению u; j,p; на якоре электродвигателя 2. Таким образом, при установившемся процессе пульсации напряжения на выходе фильтра .низких частот отсутствуют. Кроме того, поскольку интегрирование напряжения происходит при неиз менном значении этого напряжения, постоянную- времени интегрирования можно выбрать намного меньше, чем в известном устройстве, чем повышается быстродействие измерения среднего значения напряжения на якоре электродвигателя и, как следствие, быстродействие измерения среднего значения тока якоря электродвигателя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОКА ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИМ- ПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св. , № 913537, о тл ича ю ще е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия и уменьшения пульсаций в сигнале тока якоря, в него введен счетный триггер, фильтр низких частот содержит ВХОДНОЙ резистор, два ключа, конденсатор, резистор обрат- ной связи и интегратор. выход которого является вьссодом фильтра, а вход через два последовательно соединенньйс ключа и входной резистор подключен к входной клемме фильтjpa низких частот, между выходом интегратора и входньм резистором.включен резистор обратной связи, точка соединения первого и второго ключей соединена с общей шиной через конденсатор, при этом управляющее входы ключей соеф1нены с прямым и инверсным выходами с.четного триггера, вход которого подключен к выходу логического блока. , (Л