Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе для стабилизации частоты вращения электродвигателя.

Цель изобретения - повьшение стабильности частоты вращения электродвгателя.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - схема формирователя на фиг.З - управляемая схема задержки; йа фиг.4 - диаграммы напряжений.

Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя (фиг.1) содержит блок 1 датчиков, включаю- щий в себя растровый диск 2 с метками и два точечных датчика 3 и 4, два усилителя-формирователя 5 и 6 импульсов, входами подключенные к выходам точечных датчиков 3 и 4, триггеры 7 и 8, выход усилителя-формирователя 5 подключен к первому входу триггера 7, опорный генератор 9, соединенный с управляемым делителем 10 частоты, выход которого соединен с вторым вхо дом триггера 8, последовательно соединенные формирователь 11 импульсов, интегратор 12, управляемую схему 13 задержки, фазовый детектор 14, сумматор 15, а также делитель 16 час тоты. Выход управляемого делителя 10 частоты подключен к второму входу триггера 7, выход которого.соединен с входами управляемого делителя 10 частоты и формирователя 11 импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора 15 и выходом триггера 8, первый вход которого соединен с выходом усилителя-формирователя 6. Выход опорного генератора 9 через делитель 16 частоты соединен с вторым входом фазового детектора 14. Вдаод усилителя- формирователя 5 соединен с вторым входом управляемой схемы 13 задерж- ки.

Формирователь 11 импульсов ., (фиг.2) содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, элемент И-НЕ 18, элемент И 19, ключ 20. Входы элемента ИСКЛЮ- ЧАЩЕЕ ИЛИ 17 соединены с первыми входами элемента И-НЕ 18 и элемента И 19 и являются входами формирователя 1 1 импульсов. Выход элемента И ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЖ 17 соединен с- вторы- ми входами элемента И-НЕ 18 и элемента И 19, выходы которых соединены с входами клЛча 20, выход которого

25

5

tO

fS2030 35 40 45

является выходом формирователя 11 импульсов.

Управляемая схема 13 задержки содержит последовательно соединенные генератор 21 пилообразного напряжения, дифференциальный усилитель 22 и формирователь 23 импульсов. Вход генератора 21 пилообразного напряжения и второй вход дифференциального усилителя 22 являются входами управляемой схемы 13 задержки, выходом которой является выход формирователя 23 импульсов.

Предлагаемое устройство стабилизации частоты вращения электродвига- . теля работает следующим образом.

Сигнал с точечного датчика 3, усиленный и сформированный в короткий положительный импульс (а, фиг.4) поступает на вход триггера 7 и устанавливает его в нулевое состояние (б, фиг.4). С выхода триггера 7 разрешающий потенциал поступает на вход управляемого делителя 10 частоты, который начинает отсчет эталонного интервала о (в, фиг.4). В момент заполнения счетчиков управлйе- мого делителя 10, на его выходе появляется сигнал переполнения, кото- рьй устанавливает триггеры 7 и 8 ; в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера 7 запрещает работу счетчиков управляемого делителя 10 частоты. Спустя интервал времени , равный

Т

. n-N

где п - частота вращения растрового

диска, об/с}

N - число меток растрового дис- . ка 2,

та же метка растрового диска 2 достигнет точечного датчика 4. Так как расстояние между точечными датчиками 3 и 4 равно среднему расстоянию межд метками, то на выходе триггера 8 будет формироваться последовательность положительных импульсов, длительность которых пропорциональна времени прохождения одной метки между двумя датчиками или частоте вращения растрового диска 2 и не зависи от погрешности нанесения меток (г, фиг.4). На выходе триггера 7 формируется последовательность положительных импульсов, длительность которых пропорциональна времени прохождения

3

двух соседних меток мимо точечного датчика 3 или частоте вращения растрового диска 2 с учетом геометрической погрешности расположения меток (в, фиг.4). Далее эти две последовательности импульсов с выходов тригге ров 7 и 8 поступают на формирователь 11, на выходе которого форг«ш- руется импульсный сигнал с длительностью, пропорциональной разности длительностей входных сигналов, и по лярностью, определяемой большей длительностью сигнала с триггеров 7 и 8. Если длительность импульсов на выходе триггера 7 больше, чем на выходе триггера В, то формируется отрицательный выходной импульс, в противном случае - положительный. Этот сигнал поступает на вход интегратора 12, на выходе которого образуется постоянное напряжение, пропорциональное геометрической погрешности расположения меток растрового диска 2 блока 1 датчиков. Это напряжение поступает на управляемую схему 13 задержки, в которой последовательность импульсов, поступающая через усилитель-формирователь 5 с точечного датчика 3 и представляющая собой текущую частоту с датчика, кор ректируется в соответствии с вьщелеи ным сигналом ошибки. Выходной сигнал с управляемой схемы задержки подается на фазовый детектор 14, на второй вход которого через делитель 16 частоты подается опорньй сигнал с опорного генератора 9. Сигнал с выхода фазового детектора 14 и с выхода триггера 8 подается на сзл матор 15. Выходной сигнал сумматора 15 пропор- .ционален сумме сигналов с фазового детектора 14 и триггера 8.

Формирование текущей частоты сигнала с коррекцией погрешности изготовления датчика для фазовой автоподстройки частоты значительно повышает стабильность частоты вращения электродвигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя, содержащее блок датчиков, включающий в себя растровый диск с метками и два точечных датчика, два усилителя-формирователя импульсов, входами подключенные к выходам точечных

545754

датчиков, первый и второй триггеры, выход первого усилителя-формирователя импульсов подключен к первому входу первого триггера, опорный 5 генератор, соединенный с управляемым делителем частоты, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, отличающее- с я тем, что, с целью повышения 10 стабильности частоты вращения, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов, интегратор, управляемая схема задерж

ки, фазовый детектор, сумматор, а Т5 также делитель частоты, при этом выход управляемого делителя.частоты подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с входами управляемого делителя 20 частоты и формирователя импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора и выходом второго триггера, первый вход которого соединен с выходом второго уси25 лителя-формирователя, выход опорного генератора через делитель частоты соединен с вторым входом фазового детектора, а выход первого усилителя-формирователя соединен с вто- 30 рым входом управляемой схемы задержки.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что формирователь импульсов содержит элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент И, ключ, при этом входы элемента ИСКЛЮЧАВДЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами элемента И-НЕ и элемента И и являются входами формиро-40 вателя импульсов, выход элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами элемента И-НЕ и элемента И, выходы которых соединены с входами ключа, выход которого является вы45 ходом формирователя импульсов.

, 3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что управляемая схема задержки содержит последовательно соединенные генератор пило0 образного напряжения, дифференциальный усилитель и формирователь импульсов, при этом вход генератора пилообразного напряжения и второй вход дифференциального усилителя

5 являются входами управляемой схемы задержки., выходом которой является выход формирователя импульсов.

35

фуг. Z

фиг,3

0Ui. f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации частоты вращения электродвигателя. Повышение стабильности частоты вращения обеспечивается за счет введения формирователя импульсов 11, интегратора 12, схемы задержки 13, фазового детектора 14, сумматора 15 и делителя частоты 16, причем выход управляемого делителя частоты 10 подключен к второму входу триггера 7, выход которого соединен . с входами управляемого делителя 10 и формирователя импульсов 11, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора 15 и выходом триггера 8, первый вход которого соединен с выходом усилителя-формирователя 6, В результате формирование текущей частоты сигнала с коррекцией погрешности изготовления датчика для фазовой автоподстройки частоты значительно повышает стабильность частоты вращения электродвигателя. § (Л L: фае. 7