Электропривод постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

ния по ускоренито 13 повышает точность стабилизации скорости и быстродействие электропривода за счет вве дения производной отклонения скорости в сигнал управления электроприводомj позволяет уменьшить запаздывание управляющего воздействия. Информация о знаке ускорения с выходов триггера 19 поступает на входы элементов И 20 ,,

I

Изобретение откосится к электро-- технике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе постоянного тока для стабшшзадии скорости приводного механизма,

Целью изобретения является повыпге кие быстродействия и точности стабр:- лнзации скорости.

На фиг. приведена схема электропривода постоянного тока; на фиг.2 временная диаграмма его работы.

Электропривод постоянного тока (фиг,) содержит двигатепь , соеди- .ненный через усилитель 2 мощности с инверсным выходом блока 3 определения отклонения скорости; содержащего последовательно соедикенные генератор 4 эталонной частоты, счетчик 5 дешифратор 6, триггер 7 и триггер 8, прямой и инверсный выходы которого являются выходами блока 3 определения отклонения корасти; датчик 9 скоростиJ выход которого через формирователь 10 Импульсов соединен с входом элемента 11 задержки (одно- вибратор); триггер 12 пускзэ блок 13 управ-ления по ускорению и триггер 14 останова. Блок 13 управления по ускоренито подерлсит два элемента И-Ш 5 и 16, выходы которых через гчет чик 17 и триггеры 18,19 соединенъ с входами элементпр и 20j21, выходы которых являются выходами блока 13 управле-- ния по ускорению и соединег гы с входами усилителя 2 мощности. Второй вход второго элемента И 21 сор.динек с инверсным выходом блока 3 оггреде- .ления отклонения скорости, прямой выход которого соединен с входом сброса триггера 12 пуска и вторым

2I5 на другие входы которых поступают сигналы знака отклонения скорости Т 8. Сигналы с выходов элементов И 20, 2 и Т 8 поступают на УМ 2, который обеспечивает ток двигателя, противодействующий отклонению скорости (по направлению), при этом величина тока зависит от знака ускорения. 2 ил,

входом элемента И 20. Выходы триггера 12 пуска и триггера 1А останова соединены с входами усилителя 2 мощности. Вход сброса счетчика 17 и выходы синхронизации триггеров 8,19 соединены с выходом формирователя 0 импульсов. Входы сброса триггеров 7 и 18 соединены с инверсными ньЕходом элемента 1 1 задержки, прямой Бьгхол которого соединен с входом сброса счетчика 5, Прямой и инверсный выходы датчика 9 скорости соединены соответственно с входами элементов И-НЕ 15, 16, другие входы элементов И-НЕ 15s 16 соединены с выходом генератора 4 эталонной частоты. Датчик 9 скорости выполнен, например, в виде зубчатого диска 22, соединенного с валом электродвигателя Ij лампочки 23, фототранзистора 24, соединенных с входом формирователя 25 импульсов, прямой и инверсный выходы которого,являются выходами датчика 9 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

При пуске триггер 12 устанавливается в единичное состояние, которое включает усилитель 2 мощности и вызывает разгон электродвигателя 1. Сигналы генератора 4 поступают на тактовый вход счетчика 5, а с его выхода - на дешифратор 6, который выполнен так, что на его выходе появляется сигнал: через время, соответствующее номинальному периоду дат- шка 9 скорости (по заполнении счетчика -5 до числа, соответствующего но ин;шьному периоду синхронизации скорости). Сигнал логического О на выходе дешифратора 6 устанавливает триггер 7 в состояние логической 1, свидетельствующее о том, что н этом периоде (в начале разгона) скорость меньше номинальной.

При скорости вращения, меньшей номинальной, сигнал дегаифратора 6 приходит на триггер 7 раньше, чем сигнал одновибратора 11, срабатывающего от формирователя 10 импульсов синхронизации скорости (вырабатываются в начале каждого периода датчика 9 скорости) и устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Сигнал логического О с его инверсного выхода устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, соответствующее скорости, меньшей номинальной, которое подтверждается пришедшим вслед сигналом формирователя 10 импульсов, так как на информационном входе триггера 8 - уровень логического О (с инверсного выхода триггера 7). После окончания сигнала формирователя 10 импульсов от его заднего фронта срабатывает одновибратор 1 1, который устанавливает счетчик 5 и триггер 7 в исходное (нулевое) состояние. При этом нулевое состояние триггера 8 сохраняется до получения результата в следующем периоде измерения. Если скорость вращения стала выше номинальной, то сигнал одновибратора 1 появляется раньше сигнала дешифратора 6 и своим передним фронтом устанавливает триггер 8 в единичное состояние, соответствующее скорости вьшзе номинальной, так как на его информационном входе в этот момент - уровень логической 1 (с инверсного выхода триггера 7 ).

Сигналы генератора 4, поступаквдие на первые входы элементов И-НЕ 15,16, проходят поочередно на входы прямого и обратного счета счетчика 17 (в первом полупериоде датчика 9 скорости - на вход прямого счета, во втором - на вход обратного счета).

В случае нарастания скорости в течение периода число импульсов, поступивших на вход обратного счета, меньше числа импульсов, прошедших на вход прямого счета, и импульс заема на выходе заема счетчика 17 в этом периоде не вырабатывается. Б начале .следующего периода импульс одновибратора 1 устанавливает счетчик 17 в нулевое состояние, а триггер 19 по входу синхронизации - в единичное состояние (в это время на его инфор- мационноь; - уровень логической

0

5

0

5

0

5

0

5

1). Задержанный импульс с инверсного выхода одновибратора 11, поступающий на вход сброса триггера 18, подтверждает единичное состояние на его инверсном выходе и на входах информационном и сброса триггера 19 до момента поступления информации об изменении знака ускорения4

В случае падения скорости в течение периода ее измерения число им- пь льсов, поступивших на вход обратного счета счетчика 17, оказывается больше числа импульсов, прошедших перед этим на вход прямого счета,и на выходе заема вырабатывается импульс заема, устанавливающий триггер 18 в единичное состояние. Сигнал логического О с его инверсного выхода устанавливает триггер 19 в нулевое состояние, свидетельствующее о падении скорости в данном периоде измерения. Это состояние сохраняется до очередного изменения знака ускорения. В начале следующего периода импульс одновибратора 11 устанавливает счетчик 17 в нулевое состояние, а на триггере 9 по входу синхронизации подтверждает нулевое состояние (до конца периода измерения, в котором изменяется знак ускорения). Задержанный импульс с инверснот о выхода одновибратора 11 устанавливает триггер 18 в нулевое состояние, которое сохраняется до поступления импульса заема на его установочньш вход (в следующем периоде измерения, если скорость по-прежнему падает).

Информация о знаке ускорения с прямог о и HHBepcFioro выходов триггера 19 поступает на входы элементов И 20,21, на другие входы которых по- ступают сигналы знака отклонения скорости с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно. Один из этих сигналов, а также сигналы с выходов элементов И 20,21 поступают на управляющие входы усилителя 2 мощности, который обеспечивает ток двигателя, противодействующий отклонению скорости (по направлению) , при этом вели шна тока зависит от знака ускорения.

Так, например, при убывании скорости, меньшей номинальной, в двигатель подается максимальньш ток разгона (в реж1гме стабилизации скорости). При нарастании скорости, меньшей номи нальной (на инверсном выходе

триггера 8 - , на выходе элементов И 20,21 - О), ток ра:1гона уменьшается. При нарастании скороеги выше номинальной (на выходе элемента И 20 - 1) включается под- тормажнваюпщй ток. Когда скорость Начинает падать, подтормаживающий ток уменьшается или выключается (н зависимости от моментов инерции и трения в электроприводе). Когда скорость падает ниже ноьшнального значения, н двигатель подается ток разгона, и так далее.

-

При останове электропривода триг гер 1А устанавливается в единичное состояние, которое через усилитель 2 мощности вызывает торможение электро привода противовклютением двигателя (по отношению к направлению тока раз гона при пуске). При этом скорость падает до нуля, а затем начинает нарастать в противоположном направлении. По первому сигналу о нарастании скорости, поступающему с выхода триггера 19 на вход установки в О триггера 14, прекращается торможение электропривода (двигатель обесточивается) .

Введение производной отклонения скорости в сигнал управления электро приводом уменьшает запаздывание управляющего воздействия (по отношению к действительному отклонению скорости от номинальной). За счет этого по вьшается точность стабилизации скорости и быстродействия электропривода.

Формула изобретен и я Ю

Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель, соединенньш через усилитель мощности с инверсным выходом блока определения отклонения скорости, содержащего последователь10

(5

20

25

30

Ю

35

но соединегигые генерг тор эталонной чаг/готы,, перньгй счетчик, деигифратор, первьш -григгер и второй тригг-ер, прямой ц- ин1 ерсный выходы которого являются выходами блока определения отклонения скорости, датчик скорости, вр1гход которого через формирователь импульсов соединен с входом элемента я.адержки, отличающийся тем, что, с целью поныгаения быстро- дейстрвия и точности стабилизации скорости, н него введены триггер ггуска, блок управления по ускорению и триггер останова, а блок управления по ускорению содержит второй счетчик, третий и четвертый тригг-еры, два элемента И, два элемента И-НЕ, выходы которых через второй счетчик, третий и четвертый триггеры соединены с одними входами первого и второго элементов И, выходы которых являются выходами блока управления по ускорению и соединены с входами усилителя мощности, при этом второй вход второго элемента И соединен с инверсным выходом блока определения отклонения скорости, прямой выход которого соединен с входом сброса триггера пуска и вторым входом первого элемента И, выходы триггера пуска и триггера останова соединен) с входами усилителя мощности, вход сброса второго счетчика и выходы синхронизации второго ичетвертого триггеров соединены с выходом формирователя импульсов, входы сброса первого и третьего триг- г еров соединены с инверсным выходом -элемента задержки, црямой выход которого соединен с входом сброса первого счетчика, прямой и инверсный выходы датчика скорости соединены соответственно с входами первого и второго элементов И-НЕ, другие входы элементов И-НР соединены с выходом генератора эталонной частоты.

Отклонение снарости iV-Vo)

Си гноя ff- fl ff tauypamopct jЦ,

1-й ffbixod

оатчина

CHopocmttd

Cut нал fOi вооатели fJ

1-й ffbtxoff., mpuese/xi 8

(f M

8б/ход exeffif U-HE f5

Выход схемы и-не 16

Выпад заема cvemvuMa 17

f-u Выход inpuetepa 18

(Vf)

ТЪн яиоря двигателя 1

Изобретение используется в автоматизированном электроприводе постоянного тока для стабилизации скорости приводного механизма. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности стабилизации скорости. Устройство содержит двигатель 1, усилитель мощности (УМ) 2, блок определения отклонения скорости (БООС) 3, который состоит из генератора эталонной частоты 4, счетчика 5, дешифратора 6, триггера (Т) 7 и 8. Датчик скорости 9 через формирователь импульсов 10 соединен с элементом задержки 11, Введение триггера пуска 12, триггера останова 14 и блока управлес 9 (Л to to CD фиг f

Составитель Ю.Воробьев Редактор Н.Швыдкая Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

Заказ 1960/55

Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,