Электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение точности стабилизации скорости.

На чертеже приведена схема электропривода постоянного тока.

Электропривод постоянного тока содержит двигатель 1, подключенный к выходу усилителя 2 мощности, последовательно соединенные задатчик 3 скорости и элемент 4 сравнения, интегра тор 5, ключ 6, датчик 7 скорости, выход которого соединен с вторым входом элемента 4 сравления, элемент 8 сравнения, пороговый элемент 9, измеритель 10 модуля, задатчик 11 эталонных напряжений, нулевой релейный элемент 12, п компараторов 13, п релейных элементов 14, п масштабных элементов 15, п-1 элементов И 16, п-1 элементов НЕ 17.

Элемент 8 сравнения включен между ключом 6 и усилителем 2 мощности и соединен входом с выходом датчика 7 скорости. Пороговый элемент 9 включе между выходом интегратора 5 и управляющим входом ключа 6. Выход измерителя 10 модуля соединен с первыми входами п компараторов 13, вторые входы которых соединены с выходами задатчика 11 эталонных напряжений, соединенными также через замыкающие контакты соответствующих п релейных элементов 14 с входами соответствующих п масштабных элементов 15, выходы которых объединены и соединены с входом ключа 6. Выходы (п-1)-х компараторов 13 соединены с первыми входами соответствующих (п-1)-х элементов И 16, выходы которых соединены с входами соответствующих (п-1)-х релейных элементов 14, а входы нулевого и п-го релейных элементов 12 и 14 соединены с выходами соответственно первого и п-го компараторов 13 Вторые входы элементов И 16 соединены с выходами соответствующих элементов НЕ 17, входы которых связаны с выходами тех компараторов 13, номер которых на единицу больше их номера Выход элемента 4 сравнения соединен с входом интегратора 5, а нулевой выход задатчика 11 эталонных напряжений через размыкающий контакт нуле

Q

0 5

0

5

0

5

0

5

вого релейного элемента 12 связан с входом ключа 6.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

Напряжение с выхода задатчика 3 скорости поступает на вход элемента 4 сравнения, а с его выхода на вход интегратора 5. На выходе интегратора 5 напряжение начинает расти по «линейному закону, причем скорость нарастания пропорциональна входному сигналу. В момент достижения выходным напряжением интегратора 5 величины порога срабатывания порогового элемента 9 на выходе последнего появляется напряжение, соответствующее величине логической 1. Это напряжение замыкает ключ 6, через который соответствующее эталонное напряжение поступает на первый вход элемента 8 сравнения. С выхода элемента 8 сравнения напряжение подается на усилитель 2, а с него на двигатель 1. Двигатель 1 начинает вращаться со скоростью, соответствующей эталонному напряжению.

Датчик 7 скорости вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости вращения двигателя 1, которое подается на вторые входы элементов 4 и 8 сравнения. В элементе 8 сравнения сигнал, пропорциональный скорости вращения, сравнивается с эталонным напряжением и поддерживает постоянство скорости вращения двигателя 1. В элементе 4 сравнения этот сигнал сравнивается с задающим и, будучи заведомо больше последнего, меняет знак выходного напряжения элемента 4 сравнения. В результате начинает уменьшаться напряжение на выходе интегратора 5. По окончании времени, равного постоянной времени порогового элемента 9, напряжение-логической 1 на его выходе исчезает, ключ 6 размыкается и двигатель 1 останавливается, а интегратор 5 вновь начинает накапливать сигнал ошибки на своем выходе, причем не с нуля, а с того уровня, до которого он разрядился сигналом датчика скорости за предыдущий интервал включенного состояния электродвигателя 1.

Эталонное напряжение, подаваемое на вход ключа 6, формируется следующим образом. Измеритель 10 модуля вырабатывает напряжение, пропорциональное абсолютной величине задающего

сигнала. Это напряжение прикладывается к первым входам компараторов 13, к вторым входам которых прикладываются эталонные напряжения с соответствующих выходов задатчика 11. Если сигнал с выхода измерителя 10 меньше первого (наименьшего) эталонного напряжения, то ни один из компараторов 13 не срабатывает, следовательно, все замыкающие контакты релейных элементов 14 разомкнуты и на вход ключа 6 поступает только напряжение, снимаемое с нулевого выхода эадатчика 11 через замкнутый контакт нулевого релейного элемента 12. Это напряжение задает минимальную постоянную скорость электродвигателя 1, развиваемую им в течение интервала включенного состояния.

Если сигнал с выхода измерителя 10 превьш1ает несколько эталонных напряжений, то включатся все те компараторы 13, к входу которых приложено эта10

зон регулирования скорости двигател за счет обеспечения низких скоросте при сохранении высокой точности.

Это достигается тем, что малые входные сигналы, которые лежат в пр делах зоны нечувствительности элеме тов привода (усилителя, двигателя, датчика скорости и т.д.), накаплива ются интегратором до уровня, заведом превышающего величину наибольшей зоны нечувствительности, после чего включается двигатель, который вращается с постоянной заданной скоростью 15 определенное время. Благодаря тому, что величина заданной скорости выбирается зависящей от величины входног сигнала, колебания скорости вокруг среднего значения могут быть сведены к минимуму путем увеличения количест ва ступеней переключения эталонных напряжений. Поддержание заданной вел чины среднего значения скорости с вы сокой точностью обеспечивается нали20

лонное напряжение, меньшее по величи- 25 чием главной отрицательной обратной

0

зон регулирования скорости двигателя за счет обеспечения низких скоростей при сохранении высокой точности.

Это достигается тем, что малые входные сигналы, которые лежат в пределах зоны нечувствительности элементов привода (усилителя, двигателя, датчика скорости и т.д.), накапливаются интегратором до уровня, заведомо превышающего величину наибольшей зоны нечувствительности, после чего включается двигатель, который вращается с постоянной заданной скоростью 5 определенное время. Благодаря тому, что величина заданной скорости выбирается зависящей от величины входного сигнала, колебания скорости вокруг среднего значения могут быть сведены к минимуму путем увеличения количества ступеней переключения эталонных напряжений. Поддержание заданной величины среднего значения скорости с высокой точностью обеспечивается нали0

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повышение точности стабилизации скорости. Электропривод содержит задатчик 3 скорости, напряжение с к-рого поступает на вход интегратора 5. При достижении величины порога срабатывания элемента 9 замыкается ключ 6, двигатель 1 приходит во вращение. Сигнал обратной связи суммируется с эталонным в элементе 8 сравнения, к-рый через усилитель 2 управляет двигателем 1. Сигнал ошибки по скорости накапливается в интеграторе 5 до величины, превьшающей зону нечувствительности всех элементов привода, после чего последний ( включают в работу с постоянной скоростью в течение заданного отрезка времени. 1 ил. (Л со ю СП

не выходного сигнала измерителя 10. Например, срабатывают первый и второй компараторы 13. При этом напряжение логической 1 с выхода первого компаратора прикладывается к входу нуле- зо рости вращения электродвигателя путем

вого релейного элемента 12, который срабатывает и размыкает свой контакт, и к первому входу первого элемента И 16, на второй вход которого поступает сигнал логического О с выхода первого элемента НЕ 17, поскольку второй компаратор 13 тоже сработал. Поэтому первый релейный элемент 14 не включается и контакт его остает35

получения сколь угодно низких значений средней скорости при сохранении высокой точности поддержания заданного значения скорости.

Формула изобретения

ся разомкнутым, а сигнал 1

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, пoдкJlю- с выхода 4Q ценный к выходу усилителя мощности, второго компаратора 13 поступает так- последовательно соединенные задатчик же на первый вход второго элемента И скорости и первый элемент сравнения, 16, к второму входу которого приложен а также интегратор, ключ и датчик сигнал 1 с выхода второго элемен- скорости, выход которого соединен с та НЕ 17, поскольку третий компаратор 45 вторым входом первого элемента срав- 13 отключен. Поэтому на выходе второ- нения, отличающийся тем.

го элемента И 16 появляется сигнал логической 1. Этот сигнал включает второй релейный элемент 14, который замыкает свой замыкающий контакт. Через этот контакт эталонное напряжение с второго выхода задатчика 11 эталонных напряжений через второй масштабный элемент 15 поступает на вход ключа 6, обеспечивая необходимую величи- элементов, п-1 элементов И, п-1 эле- ну скорости вращения электродвигате- ментов НЕ, при этом второй элемент ля

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается широкий диапасравнения включен между ключом и усилителем мощности и соединен входом с выходом датчика скорости, пороговый

связи по скорости.

Электропривод позволяет обеспечить широкий диапазон регулирования ско

получения сколь угодно низких значений средней скорости при сохранении высокой точности поддержания заданного значения скорости.

Формула изобретения

что, с целью расширения диапазона регулирования и повьш1ения точности стабилизации скорости, в него введены второй элемент сравнения, пороговый элемент, измеритель модуля, зат датчик эталонных напряжений, нулевой релейный элемент, п компараторов, п релейных элементов, п масштабных

элементов, п-1 элементов И, п-1 эле- ментов НЕ, при этом второй элемент

сравнения включен между ключом и усилителем мощности и соединен входом с выходом датчика скорости, пороговый

элемент включен между выходом интегратора и управляющим входом ключа, выход измерителя модуля соединен с первыми входами п-х компараторов, вторые входы которых соединены с вы- ходами задатчика эталонных напряжений, соединенных также через замыкающие контакты соответствующих п-х релейных элементов с входами соответствующих п-х масштабных элементов, выходы которых объединены и соединены с входом ключа, выходы (п-1)-х компараторов соединены с первыми входами соответствующих (п-1)-х элементов И, выходы которых соединены с

входами соответствующих (п-1)-х релейных элементов, а вход нулевого и п-го релейных элементов соединены с выходами соответственно первого и п-го компараторов, вторые входы элементов И соединены с выходами соответствующих элементов НЕ, входы которых связаны с выходами тех компараторов, номер которых на единицу больше их номера, выход первого элемента сравнения соединен с входом интегратора, а нулевой выход задатчика эталонных напряжений через размыкающий контакт нулевого релейного элемента

15 связан с входом ключа.