Стабилизированный электропривод постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе центробежного вибро сейсмоотметчика, применяемого для глубинного исследования Земли.

Целью изобретения является повышение качества регулирования скорости и углового положения электропривода.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Стабилизированный электропривод постоянного тока содержит электродви гатель 1, якорная обмотка которого подключена к выходу вентильного преобразователя 2, последовательно соединенный задатчик 3 сигналов управ- (Ления и программный генератор 4 частоты, последовательно соединенные делитель 5 частоты с двумя выходами и фазовый дискриминатор 6, а также два сумматора -7 и 8, блок 9 интегрирования, датчик 10 частоты и фазы с двумя выходами, установленный на валу электродвигателя 1.

. Кроме того, электропривод содержит ПИД-регулятор 11, а -задатчик 3 сигналов управления снабжен вторым выходом для задания фазы. Фазовый дискриминатор 6 снабжен третьим и четвертым входами и вторым выходом. Блок 9 интегрирования выполнен из последовательно соединенных цифрового интегратора 12 и цифроаналого- вого преобразователя 13, выход которого соединен с входом ПИД-регулято- ра 11. Первый вход блока 9 интегрирования соединен с выходом первого сум матора 7. Выход второго сумматора 8 подключен к второму входу блока 9 интегрирования. Первый вход первого сумматора 7 соединен с вторым выходом датчика 10 частоты и фазы, первый выход которого соединен с вторым входом фазового дискримигнатора 6.

Выход программного генератора 4 частоты соединены с входом делителя 5 частоты, второй выход которого подключен к третьему входу фазового дискриминатора 6 и первому входу второго сумматора 8. Второй вход второго сумматора 8 соединен с первым выходом фазового дискриминатора 6, вто рым выходом подключенным к второму входу первого сумматора 7; Второй выход задатчика 3 сигналов управления соединен с четвертым входом фа

0

5

зового дискриминатора 6. Фазовый дискриминатор 6 состоит из элемента 14 задержки, счетчиков 15 и 16 импуль- сов и схемы 17 сравнения.

Электропривод работает следующим образом.

Перед запуском в за датчике 3 сиг- налов управления устанавливается заданная частота Fj и фаза электропривода. В зависимости от заданной частоты РЗ на выходе программного генератора 4 формируется непрерывная последовательность импульсов переменной частоты

где F - опорная частота,

1 - коэффициент пропорциональности;

m - разрядность счетчика программного генератора 4. Коэффициент / может быть постоянным или изменяться во времени, определяя ускорение электропривода

д

gg

0

35

50

где i - коэффициент деления, определяемый требуемыми скоростями отработки частотного диапазона в режиме линейной развертки частоты вращения электродвигателя 1.

Высокочастотная последовательность частотой F поступает на вход делителя ,5. При этом на выходах делителя формируются две последовательности импульсов: на первом выходе соответствует заданной частоте Fj, а на втором - пропорциональна заданной частоте Z Fj , где Z - постоянньш масштабный коэффициент.

Импульсы Fj, Z Fj поступают в фа- зовый дискриминатор 6, куда также

поступает заданное угловое положение . электропривода. Поскольку от датчика 10 импульсы не поступают в фазовый дискриминатор 6 и сумматор 7, то импульсы Z FJ через второй сумматор 8 переполняют цифровой интегратор 12 блока 9 интегрирования. В этом случае на выходе блока 9 интегрирования формируется максимальное напряжение

и Мйкс

и и мчхс N - q ,

N Z ,) dt.

где N - цифровая емкость цифрово1 о

интех ратора 12;

q - дискретное приращение выходного напряжения на цифроана- логовом преобразователе 13, которое поступает на ПИД- регулятор 11.

За счет пропорциональной и дифференциальной составляющих регулятора 11 на выходе вентильного преобразователя 2 устанавливается напряжение, запускающее электродвигатель 1. Разгон электродвигателя 1 осуществляется за счет интегральной составляющей регулятора 11. При этом импульсы Z F датчика 10 скорости и фазы поступают через сумматор 7 на первый вход блока 9 интегрирования. В случае равенства частот импульсных последовательностей Z Fj Z Гд устройство осуществляет подстройку фазы По импульсам FJ и F датчика 10, и при уменьшении фазового рассогласования между импульсными последовательностями F

2 я N и F. до Аи f выходное напряже L,

ние блока 9 интегрирования начинает уменьшаться, соответственно уменьшается пропорциональная и интегральная составляющие ПИД-регулятора 11.

Дифференциальная составляющая обеспечивает быстродействующее под- тормаживание скорости электродвигателя 1. При этом интервалы импульсных последовательностей F, и F заполняются в счетчиках 15 и 16 дискриминатора 6 импульсами Z Fj .

Содержимое счетчиков сравнивается в схеме 17 сравнения, и при наличии рассогласования добавляются импульсы через соответствующий сумматор 15 или 16 в импульсную последовательность Z Рд или Z FJ ,что приводит к мгновенному ускорению или замедлению электропривода. Каждые очередные импульсы F иF обнуляют счетчики 15 и 16. При достижении ошибки рассогла2 п

сования &ц -- на выходе блока 9

ii

интегрирования устанавливается напряжение Uy О, а на выходе ПИД-регу- лятора 11 устанавливается постоянное напряжение Up const, соответствующее заданной скорости электропривода. Если необходимо получить фазу частоты вращения вала электродвига- ВНШШИ Заказ 6162/55

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

теля i/j О, то с задатчика 3 сигналов управления вводится в дискриминатор 6 код фазовой выдержки N им- пульсной последовательности F. Задержка импульсов F, обеспечивается элементом 14 задержки, работающим по принципу фазовращателя.

Формула изобретения

Стабилизированный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к выходу вентильного преобразователя, последовательно соединенный задатчик сигналов управления и программный генератор частоты, последовательно соединенные делитель

частоты, с двумя выходами и фазовый дискриминатор, два сумматора, блок интегрирования, датчик частоты и фазы с двумя выходами, установленный на валу электродвигателя, первый выход которого соединен с вторым входом фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования скорости и углового положения,

в него введен ПИД-регулятор, задагчйк сигналов управления снабжен вторым выходом для задания фазы, фазовый дискриминатор снабжен третьим и четвертым входами и вторым выходом,блок интегрирования выполнен из последовательно соединенных цифрового интегратора и цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом ПИД-регулятора, первый вход

блока интегрирования соединен с выходом первого сумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу блока интегрирования, первый вход первого сумматора соединен с вторым

выходом датчика частоты и фазы, выход программного генератора частоты соединен с входом делителя частоты, второй выход которого подключен к третьему входу фазового дискримина-

тора и первому входу второго сумматора второй вход которого соединен с первым выходом фазового дискриминатора, вторым выходом подключенным к второму входу первого сумматора,

второй выход задатчика сигналов управления соединен с четвертым входом фазового дискриминатора.

раж 659 Подписное

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в центробежных сейсмоотметчиках, прйменяе- мык для глубинного исследования Земли. Цель изобретения - повьшение качества регулирования скорости и углового положения. Электропривод содержит электродвигатель (ЭД) 1, якорная обмотка к-рого подключена к выходу вентильного преобразователя 2. На валу ЭД 1 установлен датчик 10 частоты и фазы. За счет пропорциональной и дифференциальной составляюпр1х ПИД- регулятора 11 на выходе вентильного преобразователя 2 устанавливается напряжение, запускающее ЭД 1. Разгон ЭД 1 осуществляется за счет интег- ральной составляющей ПВД-регулятора 11. При наличии рассогласования между заданной и действительной импульсными последовательностями фазовый дискриминатор 6 добавляет импульсы в импульсные последовательности z Fj или Z F., что приводит к мгновенному ускорению или замедлению электропривода за счет дифференциальной составляющей ПИД-регулятора 11. 1 ил. . С @ со О1 со оо vj СО