Электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока.

Цель изо(5ретения - повышение точности регулирования.

На фиг. 1 представлена структурная схема электронривода; на фиг. 2 - схема выделения и преобразования управляющего сигнала.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к выходу усилителя 2 мощности, задатчик 3 сигналов управления, интегрирующий преобразователь 4, датчик 5 частоты вращения электродвигателя.

10

ных импульсов одноБибраторов 7 определяется соотнощением То М/Гсг,.Сумматор 8 предназначен для суммирования сигналов с BBI- ходов цифровых одновибраторов 7 и подачи результирующего сигнала на вход интегрирующего преобразователя 4, который выполняет функции интегрирования сигнала с выхода сумматора 8 и коррекции динамических характеристик электропривода.

Электропривод работает следующим образом.

В начальный момент (при включении) на выходах цифровых одновибраторов 7 образуются сигналы нулевого уровня и на выходе сумматора 8 появляется импульс отрицательВыход интегрирующего преобразователя 4 . ной полярности относительно входа интег25

30

соединен с входом усилителя 2 мощности. Кроме того, электропривод содержит распределитель 6 импульсов, вход которого соединен с выходом датчика 5 частоты вращения электродвигателя, четыре цифровых одно- вибратора 7 с повторным запуском, сумма- 20 тор 8 с четырьмя входами. Каждый из выходов распределителя 6 импульсов соединен соответствено с первыми входами цифровых одновибраторов 7, информационными входами, подключенными к информационному выходу задатчика 3 сигналов управления, первый выход которого соединен с вторыми входами цифровых одновибраторов 7, третьи входы которых подключены к второму выходу задатчика 3 сигналов управления. Выходы цифровых одновибраторов 7 соединены с соответствующими входами сумматора 8. Интегрирующий преобразователь 4 выполнен в виде ,интегрирующего операционного усилителя 9, снабженного цепью коррекции, состоящей из последовательно соединенных переменного резистора 10 и конденсатора И, подключенных между выходом сумматора 8 и инвертирующим входом интегрирующего операционного усилителя 9.

Сумматор 8 может бЬ1ть выполнен на четырех резисторах 12-15. В контур обратной связи операционного усилителя 9 вклю- 40 чен конденсатор 16. Между инвертирующим входом усилителя 9 и выходом сумматора 8 включен переменный резистор 17 На неинвертирующий вход усилителя 9 подключен переменный резистор 18 для плавной подстройки частоты вращ ения электропривода.

Распределитель 6 импульсов предназначен для поочередного запуска цифровых одновибраторов 7 импульсами от датчика 5 частоты вращения. Количество цифровых одновибраторов в общем случае равно 2п (где n€N) и они имеют 2п входов, коммутируемых распределителем 6 импульсов и 2п выходов. Цифровые одновибраторы 7 выполнены в виде одновибраторов с повторным

рирующего преобразователя 4. При этом напряжение на выходе интегрирую1цего преобразователя 4, подаваемое через усилитель 2 мощности на электродвигатель 1, увеличивается, вал двигателя начинает вращаться, а сигналы от датчика 5 частоты вращения с частотой, пропорциональной скорости вращения, поступают на вход распределителя импульсов. Распределитель 6 импульсов поочередно запускает одновибраторы 7, на выходах которых образуются последовательности импульсов заданной длительности To M/foii.(Сумматор 8 выделяет с учетом знака управляющие импульсы, длительность и амплитуда которых зависят от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интервалами Выделенные импульсы преобразуются интегрирующим преобразователем 4. Напряжение с выхода интегрируюн,его преобразователя 4 через усилитель 2 мощности поступает на электродвигатель 7 и изменяет частоту

, вращения вала электродвигателя в сторону уменьшения разности между фактическим и заданным временными интервалами.

В установивщемся режиме выполняется равенство TQC период им- нульсов обратной связи (интервал времени между соседними выходными импульсами датчика 5 частоты врапдения, п - число пар цифровых одновибраторов.

При поступлении на вход «Стоп цифровых одновибраторов 7 управляющего сигнала на выходах одновибраторов образуются сигналы, имеющие уровень логической единицы, а на выходе сумматора 8 появляется сигнал положительной нолярности относительно входа интегрирующего преобразователя 4. При этом напряжение на выходе

CQ интегрирующего преобразователя 4 уменьшается и электродвигатель 1 останавливается.

Поскольку To M/foii частота вращения электродвигателя ( /Тис т, где гп - число импульсов, формируемых датчиком час45

запуском и снабжены тремя управляющими55 ™ вращения за один оборот вала дви- входами, предназначенными для установкигателя, то

кода М, подачи сигнала опорной частоты,,

fpn и сигнала «Стоп. Длительность выход- л -

0

ных импульсов одноБибраторов 7 определяется соотнощением То М/Гсг,.Сумматор 8 предназначен для суммирования сигналов с BBI- ходов цифровых одновибраторов 7 и подачи результирующего сигнала на вход интегрирующего преобразователя 4, который выполняет функции интегрирования сигнала с выхода сумматора 8 и коррекции динамических характеристик электропривода.

Электропривод работает следующим образом.

В начальный момент (при включении) на выходах цифровых одновибраторов 7 образуются сигналы нулевого уровня и на выходе сумматора 8 появляется импульс отрицатель ной полярности относительно входа интег5

0

0

0

рирующего преобразователя 4. При этом напряжение на выходе интегрирую1цего преобразователя 4, подаваемое через усилитель 2 мощности на электродвигатель 1, увеличивается, вал двигателя начинает вращаться, а сигналы от датчика 5 частоты вращения с частотой, пропорциональной скорости вращения, поступают на вход распределителя импульсов. Распределитель 6 импульсов поочередно запускает одновибраторы 7, на выходах которых образуются последовательности импульсов заданной длительности To M/foii.(Сумматор 8 выделяет с учетом знака управляющие импульсы, длительность и амплитуда которых зависят от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интервалами Выделенные импульсы преобразуются интегрирующим преобразователем 4. Напряжение с выхода интегрируюн,его преобразователя 4 через усилитель 2 мощности поступает на электродвигатель 7 и изменяет частоту

вращения вала электродвигателя в сторону уменьшения разности между фактическим и заданным временными интервалами.

В установивщемся режиме выполняется равенство TQC период им- нульсов обратной связи (интервал времени между соседними выходными импульсами датчика 5 частоты врапдения, п - число пар , цифровых одновибраторов.

При поступлении на вход «Стоп цифровых одновибраторов 7 управляющего сигнала на выходах одновибраторов образуются сигналы, имеющие уровень логической единицы, а на выходе сумматора 8 появляется сигнал положительной нолярности относительно входа интегрирующего преобразователя 4. При этом напряжение на выходе

Q интегрирующего преобразователя 4 уменьшается и электродвигатель 1 останавливается.

Поскольку To M/foii частота вращения электродвигателя ( /Тис т, где гп - число импульсов, формируемых датчиком час5

Таким образом, в электроприводе частота вращения вала электродвигателя прямо пропорциональна опорной частоте и обратно пропорциональна коду М. Последнее соотношение можно также записать следующим образом:

То «-Тл

Электропривод позволяет одновременно повысить статическую и динамическую точность регулирования. Это достигается путем устранения погрещности делительного устройства датчика частоты вращения, а также благодаря увеличению частоты управляющих сигналов «внутри оборота вала двигателя без ухудшения точности формирования заданных временных интервалов.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к выходу усилителя мощности, задатчик сигналов управления, интегрирующий преобразователь, датчик частоты вращения электродвигателя, выходом

0

5

0

связанный с входом интегрирующего преобразователя, выход которого подсоединен к входу усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены раснределите. н. импульсов, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения электро - двигателя, 2п цифровых одновибраторов с повторным запуском и сумматор с 2:1 входами, каждый из выходов распределителя имнуль- сов соединен соответственно с первыми входами цифровых одновибраторов, информационными входами подключенными к информационному выходу задатчика сигна. юв управления, первый выход которого соединен с вторыми входами цифровых одновибраторов, третьими входами подключенными к второму вы.чоду задатчика сигналов управления, выходы цифровых одновибраторов соединены с соответствующими сумматора, интегрирующий преобразовате. и. выполнен в виде интегрируюп1ег() операционного усилителя, снабженного цепью коррекции, состоянхей из носледовате.() соединенных переменного резистора и конденсатора, нодк. 1юченных между выходом сумматора и инвертируюпшм входом интегрирующего операционного уси. 1ите, 1я.

J foh

М

Редактор Н. Бобкова Заказ 1447/52

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и ()

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4.5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. , i. Проектная. 4

Составитель Т. Рожкова Техред И. ВересКорректор С. Черни

Тираж 661Подписное

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока. Целью изобретения является повыа1ение точности регулирования. Электропривод содержит электродвигатель 1, при включении к-ро- го на 2п входах цифровых одновибраторов 7 образуются сигна.чы нулсвогч) уровня, на выходе сумматора 8 появ.пяется имну.аьс, увеличивается напряжение, подаваемое с выхода интегрирующего 11реобразовате. 1я 4 через усилитель 2 мопиюсти на электродвигатель 1. Сигналы от датчика 5 частоты вращения поступают на распределитель 6 импульсов, к-рый поочередно запускает цифровые одновибраторы 7, образуя на их выходах последовательности импу.чьсов заданной длительности. Сумматор 8 выде.пяет с учетом знака управ.чяющие импульсы, тельность и амплитуда к-рых зависят от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интерва.:|ам11. Одновременно повышается статическая и динамическая точность регулирования за счет устранения погрешности делительного устройства датчика частоты вращения и увеличения частоты управляюп1их сигна. юв «внутри оборота вала двигате. ш. 2 и. 1. о о (Л со о со ю со ND