Устройство для стабилизации скорости электропривода Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации скорости вращения электродвигателей в системах автоматического управления электроприводами.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходах элементов устройства.

.

Устройство содержит задатчик 1 скорости, подключенньй к нему преобразователь 2 задающего параметра в частоту, импульсный датчик 3 скорости, генератор 4 импульсов, суммирующие счетчики 5 и 6, выходы которых через регистры 7 и 8 памяти соединены с входами цифроаналогового преобразователя 9-разности двух кодов, триггер 10, счетчики 11-13 двух импульсов, инверторы 14 и 15, логические элементы И 16-19, при этом выход преобразователя 2 задающего параметра в частоту подключен к счетному входу счетчика 11 двух импульсов и входу триггера 10, выход импульсного датчика 3 скорости через логический элемент И 16 соединен со счетным . входом счетчика 12 двух импульсов, второй вход логического элемента И 16 подключен к выходу триггера 10, один выход счетчика 11 подключен к одному входу логического элемента И 17, к второму входу которого через инверто 14 подключен один выход счетчика 12, второй выход счетчика 11 соединен с одним входом логического элемента И 18, к второму входу которого через инвертор 15 подключен второй выход счетчика 12. Вторые выходы счетчи- . ков 11 и 12 подключены к входам логического элемента И 19, выход гене- 4 импульсов соединен с третьими входами логических элементов И 17-19, выход логического элемента И 17 подключен к счетному входу суммирующего счетчика 5, выход логичес- кого элемента И 18 соединен со счетным входом суммирующего счетчика 6. Выход логического элемента И 19 подключен к счетному входу счетчика 13 двух импульсов, один выход кото .рого соединен с входами Запись кода регистров 7 и 8 памяти, а второй

t,-t;

выход соединен с входом Установка отрицательный знак).

239822 2

суммирующих счетчиков 5 и 6, счетчиков 11 и 12 двух импульсов и триггера 10.

Инвертирующий выход триггера 10 5 подключен к входу Установка О счетчика 13 двух импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На вход преобразователя 2 от за- 10 датчика 1 скорости поступает сигнал, равный или пропордиональный скорости электропривода. Преобразователь 2 преобразует входной сигнал в непрерывную последовательность импульсов с

частотой (Р,д,.), пропорциональной

о 3

заданной скорости. Значение действительной скорости электропривода снимается с импульсного датчика 3 ско- рости в виде последовательности им- пульсов, с частотой (F.), пропорциональной .мгновенной скорости.

Действительная скорость электропривода равна заданной при равен5 Т

стве Гд

или ТА Т

Т.

где

0

д J-,,0. соответствующие значения периода указанных частот.

На фиг. 2а,Б показаны временные диаграммы прохождения импульсов, снимаемых с преобразователя 2 и им- пульсного датчика 3 скорости.

В общем случае импульсные последовательности сдвинуты относительно друг друга для каждого периода:

3 где Тд- + t ,

,

временной интервал между первыми импульсами первой и второй импульсными после-- довательностями , временной интервал между вторыми импульсами этих последовательностей ; временной интерва.п, общий для периодов обеих импульс- ньгх последовательностей.

При рассмотрении их взаимного расположения выделяют три случая:

действительная и заданная скорости равны ( ), тогда t, ц , t О (сигнал ошибки скорости от- сутствует);

действительная скорость больше заданной (), тогда t, t, Ц t +ut (сигнал ошибки скоро

55

сти имеет положительньш знак);

действительная скорость меньше ), тогда t, t , -4t (сигнал ошибки имеет

заданной (Т.

t,-t;

- отрицательный знак).

3

При включении устройства с выхо- да преобразователя 2 на счетньй вход счетчика 11 двух импульсов поступают импульсы заданной частоты. Первый импульс переключает триггер 10, которы разрешает прохождение импульсов от датчика 3 скорости на счетный вход счетчика 12 двух импульсов и устанавливает на первом выходе .счетчика 11 сигнал логической единицы, который разрешает прохождение счетных импульсов от генератора 4 импульсов через логический элемент И 17 на вхо суммирующего счетчика 5 (фиг. 2В,г ) При появлении первого импульса на входе счетчика 12 от датчика 3 .скорости на первом выходе этого счетчика устанавливается сигнал логической .единицы, которьш через .инвертор 14 запрещает прохождение счетных импульсов от генератора 4 импульсов на вхо суммирующего счетчика 5 (фиг. 2г,х;1. Подсчитанное в двоичном коде число счетных импульсов поступает с выхода суммирующего счетчика 5 на вход регистра 7 памяти.

При появлении второго импульса от преобразователя 2 с первого выхода счетчика 11 снимается, а на втором входе этого счетчика устанавливается сигнал логической единицы, которьй разрешает прохождение счетных импульсов от генератора 4 импульсов на входе суммирующего счетчика 6 (фиг.

29,j).

При появлении второго импульса от датчика 3 скорости с первого выхода счетчика 12 снимается, а на втором выходе этого счетчика устанавливается сигнал логической единицы, который через инвертор 15 запрещает прохождение счетных импульсов от генератора 4 импульсов на вход сум- мирующего счетчика 6 (фиг.2е,j).

Подсчитанное в двоичном коде число счетных импульсов поступает с выхода суммирующего счетчика 6 на вход регистра 8 памяти.

Так как в счетчиках 11 и 12 записано по два импульса (на вторых вы- . ходах обоих счетчиков существуют логические единицы), то на счетный вход счетчика 13 двух импульсов поступают через логический элемент И .19 тактовые импульсы от генератора 4 импульсов. По первому импульсу (первый выход счетчика 13) вьщается команда Запись кода в регистры 7 и 8 па8224

мяти, по которой производится перезапись кода с входа на выход. В регистре памяти код запоминается до следующей перезаписи.

По второму импульсу (второй выход счетчика 13) выдается команда Установка О, по которой устанавливаются в исходное положение суммирующие счетчики 5 и 6, счетчики 11 и 12 двух импульсов и триггер 10. Сигнал от инверсного выхода триггера 10 устанавливает счетчик 13 в исходное положение. Цикл работы устройства -повторяется при поступлении сле- дующих импульсов, при этом на входе цифроаналогового преобразователя 9 . разности кодов сохраняется информа- ция, полученная от предьщущего цикла работы устройства.

На первом входе цифроаналогового преобразователя 9 в цифровой форме установлено значение временного интервала t, а на втором - значение временного интервала t (фиг. 2сх,&). Цифроаналоговый преобразователь преобразует разность установленных на входах кодов в аналоговый сигнал (напряжение), величина и знак которого соответствует значению ошибки скорости (it).

Напряжение с выхода .устройства поступает в систему управления скоростью электропривода.

В цифровых системах управления электроприводом возможно применение устройства без цифроаналогового преобразователя, при этом значения двоичных кодов с выходов регистров памяти подаются на вход вычитающего счетчика, с выхода которого информа-. ция поступает в цифровую систему управления электроприводом.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повьшение быстродействия и точности стабилиза- ции скорости электропривода. Это достигается тем, что измерение сигнала ошибки производится за меньший промежуток времени, а именно, между двумя соседними импульсами импульс- ного датчика скорости и задатчика скорости.

Устройство не требует применения высокостабильного генератора эталонной частоты, так как погрешность от нестабильности генератора исключается при обработке входной информации в цифроаналоговом преобразователе разности кодов.

Формула -изобретения

Устройство для стабилизации скорости электропривода, содержащее задат- чик .скорости, подключенный к нему пре образователь задающего параметра в частоту, импульсный датчик скорости, генератор импульсов, два суммирующих счетчика, выходы которых через регистры памяти соединены с .входами циф- роаналогового преобразователя разност двух кодов, отл ичающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены триггер, три счетчика двух импульсов, два инвертора, четыре логических элемента И, при этом выход преобразователя задающего параметра в частоту подключен к счетному входу первого счетчика двух импульсов и входу триггера выход импульсного датчика скорости .через первый логический элемент И соединен со счетным входом второго счетчика двух импульсов, второй вход первого логического элемента И под- ключен к выходу триггера, один выход первого счетчика двух импульсов подключен к одному входу второго логического элемента И, к второму входу которого через первый инвертор под-

Сигнал на 9ыг.оде

Н злеменгпа И выхода

ТзаЗ

ключен один выход второго счетчика двух импульсов, второй выход первого счетчика соединен с одним входом третьего логического элемента И, к второму входу которого через второй инвертор подключен второй выход второго счетчика, одновременно вторые выходы первого и второго счетчиков подключены к входам четвертого логического элемента И, выход генератора импульсов соединен с третьими входами второго, третьего и четвертого логических элементов И, выход-второго логического элемента И подключен к счетному входу первого суммирующего счетчика, выход третьего .логического элемента И соединен, со счетным входом второго сумкирующего счетчика, выход четвертого логического элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика двух импульсов, один выход которого соединен с входами Запись кода регистров памяти, а второй выход соединен с входом Установка О ,суммирующих счетчиков, первого и вто- iporo счетчиков двух импульсов и триггера, инвертирующий выход триггера, подключен к входу Установка О тре-i тьего счетчика двух импульсов.

J t

Фиг. 2

Составитель Ю. Воробьев . Редакто р А.Ш а„до р;Техред О.Солко Корректор Е. Сирохман

Заказ 3406/55 i Тираж 631

RHutmu г- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий |13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, гГужгородГулГпроёктнаТГ4

Изобретение относится к электротехнике и используется для стабилизации скорости вращения электродвигателей в системах автоматического управления. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Устройство содержит задат- чик 1 скорости (ЗС), преобразователь 2 задающего параметра в частоту, им- пульсньй датчик 3 скорости (ДС), генератор 4 импульсов, суммирующие счетчики 5 и 6, регистры 7 и 8 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦП) 9 разности двух кодов. ЦП 9 преобразует разность установленн1 р на -входах кодов в аналоговый сигнал (напряжение) ,- величина и знак которого соответствуют значению ошибки скорости. Повьшение быстродействия и точности стабилизации скорости достигается благодаря тому, что измерение сигнала ошибки производится за меньший промежуток времени - между двумя соседними импульсами ЗС 1 и ДС 3. 2 ил. с (Л