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

фиг, /

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с широким диапазоном регулирования час- тоты вращения электродвигателя

Целью изобретения является ур:|)П4ше ние качества регулирования при пуске на малые частоты вращения электродви гателя.

На фиг. 1 приведена функциона.га.ная схема электропривода; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Электропривод постоянного тока со держит электродвигатель 1, последовательно соединенные генератор 2 ной частоты, первый делитель 3 час тоты, согласующий элемент 4 и сельсин 5, установленный на валу электродви гатель 1, последовательно соединенные частотно фазовый дискриминатор 6 и усилитель 7 мощности к выходу кото рого подключена якорная обмотка электродвигателя 1, последовательно соединенные измерительная обмотка сильсена 5, формирователь 8 и блок 9 коррек.ции, выход которого подключен к первому входу частотно-базового дискриминатора 6, последовательно соединенные блок 10 задания и второй делитель 11 частоты, выход которого связан с вторым входом частотно- а : зового дискриминатора 6, причем вход блока 10 задания соединен с вых,одом генератора 2 опорной частоты. Элект ропривод также содержит трехвходовой элемент И 12, двухвходовой элемент ИЛИ 13, два триггера 14 и 15, схему 16 задержки и шину 17 управления.Второй делитель 11 частоты снабжен обнуляющим входом. Входы первого триггера 14 соединены соответственно с шиной 17 управления и выходом «блока 9 коррекции, а выход соединен . с обнуляющим входом второго делителя 11 частоты, с первым входом элемента И 12 и первым входом второго триггер 15, второй вход которого подключен к выходу схемы 16 задержки, входом соединенной с выходом блока 10 задания и вторым входом элемента И 12, выход второго триггера 15 подключен к третьему входу элемента И 12, вькодом соединенного с первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом второго-делителя 11, частоты, а выход - с вторым входом частотно--фазового дискриминатора 6.

Электропривод работает следующим образом.

Частота выходного сигнала сельсина 5 определяется зависимостью

- 4 - Ц

(1)

где f - частота питания сельсина 5

сопрягающим элементом 4; f2 - угловая скорость электродвигателя .

Такой сигнал обеспечивает высокую частоту поступления информации об угловой скорости вала электродвигателя 1 в неограниченном диапазоне, в том числе и при 0.

В установившемся режиме, когда на шине управления 17 присутствует сиг нал логической единицы, сформирован-, ные формирователем 8 и обработанные в соответствии с заданным алгоритмом работы блоком коррекции 9 сигналы с сельсина 5 поступают на первый вход частотно-фазового дискриминатора 6, на второй вход которого подаются импульсы частоты задания с выхода генератора 2 эталонной частоты через блок 10 задания, делитель 11 и элемент ИЛИ 13, так как на выходе элемента И 12 присутствует логический нуль Это объясняется тем, что хотя на выходе триггера 14 и присутствует логическая единица, на выходе триггера 1 в это время сигнал логического нуля, который запрещает прохождение импульсов с выхода блока задания Ю через элемент И 12о

Частотно- фазовый дискриминатор в установившемся режиме работает в режиме фазовой автоподстройки, в котором поддерживается равенство частот

f.., - 6.. ;(2)

где fg и fg - частоты сигналов соответственно на первом и втором входах частотно-фазового дискриминатора 6

На выходе дискриминатора присутствует широтно-импульсный сигнал, относительная длительность которого пропорциональна разности фаз частот 61 6.г (временные диаграммы для этого режима работы устройства приведены на фиг. 2, участок).

При подаче сигнала на останов двигателя (когда на шине 17 управления появляется логический нуль) после прихода импульса с выхода блока 9 коррекции на выходе триггера 14 уста навливается логический нуль, что приводит к прекращению счета входных импульсов делителем 11 и обнулению содержимого его разрядов. Зат,ем пос- ле прихода импульса с выхода блока IО задания с некоторой выдержкой вре мени, формируемой схемой 16 задержки на выходе триггера 15 устанавливается логическая единица. Следующим импульсом с выхода блока 9 коррекции частотно фазовый дискриминатор 6 переводится в режим частотного сравнения, так как на его втором входе импульсы частоты задания отсутствуют На выходе дискриминатора 6 в этом случае присутствует сигнал логическо го нуля, и напряжение питания не подается на электродвигатель 1, кото- рый начинает тормозиться до останова (фиг. 2, участок II)„ При подаче сигнала на пуск элект родвигателя 1 с шины управления 17 (фиг. 2, участок III),, после прихода импульса с выхода блока 9 коррекции на выходе триггера 14 появляется логическая единица, и делитель 11 начи нает считать из нулевого состояния Выходной сигнал логической единицы триггера 14 разрешает прохождение импульса с выхода блока 10 задания через элементы И 12 и ИЛИ 13 на вход частотно-фазового дискриминатора 6, сигнал на выходе которого не меняется, но подготавливается переход к фазовому режиму работы. Задержанный схемой 16 этот же импульс переключает триггер 15 в состояние логическог нуля, который запрещает прсйсождение последующих импульсов с выхода блока 10 задания через элемент И 12. Им пульс с выхода делителя 11 с перио дом Т„ приходит раньше следующего импульса с выхода блока 9 коррекции, если на блоке 10 задания задана ну левая угловая скорость электродвигателя 1. Этот импульс приводит к по явлению единицы на выходе частотно-™ фазового дискриминатора 6 и подаче напряжения на электродвигатель. Сле™ дующий за ним импульс с выхода блока 9 коррекции отключает электродвигатель 1 от питающей сети. При этом длительность импульса управления двигателем равна 75 период следования импульсов с выхода блока 9 коррекции, 1ШИ, перейдя к значениям частот следования импульсов с учетом Т T/fg и Т, 1/f, получим Поскольку на низких скоростях враще- скорости электродвигателя получим где Z - число меток датчика. Так как у определяет среднюю ве- личину напря жения, подаваемого на электродвигатель 1, то, исходя из (7), сл-:дует, 4TOj величина напряжения, подаваемого на двигатель в момент включения, пропорциональна заданному значению угловой скорости двигателя. В дальнейшем величина J увеличи вается, напряжение на двигателе и ток через его якорную обмотку возрастают, и при достижении т&ком-величины, соответствующей моменту статического сопротивления на валу электродвигателя 1, вал начинает вращаться и плавно выходит на заданную угловую скорость. Максимальная величина задержки для привода с диапазоном регулирования угловой скорости 10000:1 (z 10, частота задания 1000 Гц) при пуске на минимальную скорость не превышает 1-2 с при отсутствии броск|)в МО-мента, развиваемого двигателем и пе- ререгулировсшия угловой скорости. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый делитель частоты, согласующий элемент и сельсин, установленный на валу электродвигателя, после-

довательно соединенные частотно-фазовый дискриминатор и усилитель монг ности к выходу которого подключена якорная обмотка электродвигателя, последовательно соединенные измерительная обмотка сельсина, формирова тель и блок коррекции, выход которо го подключен к первому входу частотно-фазового дискриминатора, последовательно соединенные блок задания и второй делитель частоты, выход которого связан с вторым вхрдом частотногфазового дискриминатора, причем вход блока задания соединен с выходо генератора опорной частоты, о т л и чающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования при пуске на малые частоты вращения электродвигателя, в него введены трехвходовый элемент И, двухвходовый

элемент ИЛИ, два триггера, схема задержки и шина управления, а второй делитель частоты снабжен обнуляющим входом, причем входы первого триггера соединены соответственно с шиной управления и выходом блока коррекции, а выход соединен с обнуляющим входом второго делителя частоты, с первым входом элемента И и первым входом второго триггера, второй вход кото рого подключен к выходу схемы задержки, входом соединенной с выходом блока задания и вторым входом элемента И, выход второго триггера подключен к третьему входу элемента И, выходом соединенного с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, а выход - с вторым входом частотно™ фазового дискриминатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с широким диапазоном регулирования. Улучшение качества регулирования при пуске на малые частоты вращения обеспечивается введением логического элемента И 12, логического элемента ИЛИ 13, двух триггеров 14 и 15, схе мы задержки 16 и шины питания 17, причем входы первого триггера 14 соединены с шиной управления I7 и выходом блока 9 коррекции, а выход соединен с обнуляющим входом делителя частоты 11, с входом элемента И 12, и первым входом второго триггера 15, второй вход которого подключен к вы- ходу схемы задержки 16, входом сое(Л диненной с выходом блока 10 задания, 2 ил.