Электропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P5/16 

со со

О5

со

ГчЭ

Изобретение отноептся к у;1ектротехнике и может быть исио, ьзова ю в аппаратуре т очной маснитной за11иси для автоматичее- кого регулирования скорости вращения электродви1 ате. 1я.

Цель изобретения - повышение точности управления скоростью электродвигателя.

На фиг. I представлена блок-схема элект- ронривода; на фиг. 2 -- временные диагра.ммы, поясняющие его работу.

Электропривод содержит электродвигатель с датчиком 2 скорости, установ- ленны.м на его валу, генератор 3 стабильной частоты, задатчик 4 скорости, последовательно соединенные счетчик 5 и регистр 6, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, делитель 8 частоты и сумматор 9. Кроме того, электропривод содержит пороговый элемент 10, вход которого соединен с выходом датчика 2 скорости электродвигателя 1, а выход - с входом де;1ителя 8 частоты, выходами подключенным к соответствуюн1им информационным входам коммутатора 11. Управ- ляюндие входы коммутатора 11 соединены е выходами задатчика 4 скорости и управ- ляюнд.ими входами управляемого источника 12 опорного напряжения. Выход управляемого источника 12 опорного напряжения подключен к первому входу су.мматора 9, выполненного в виде аналогового сум.ми- руюнлего усилителя, и к аналоговому входу ЦАП 7. Выход ЦАП 7 соединен с вторым входом сумматора 9. Выход сум.ма- тора 9 подключен к обмотке электродвигателя I. Выход коммутатора 11 соединен с входом первого формирователя 13 импульсов, последовательно соединенного с вторым, третьим и четвертым формирователями 14-16 импульсов. 13ыход первого формирователя 13 импульсов юдключен к входу логического элемента И 17, вторым входом соединенного е выходо.м генератора 3 стабильной частоты. Выход генератора 3 стабильной частоты подключен к входу счетчика 5, установочным входом соединенного е выходом четвертого формировате.ля 16 импульсов. Выход второго формирователя 14 импульсов подключен к установочному входу регистра 6. Вход разрешения записи регистра 6 соединен с выходом третьего формирователем 15 импульсов.

Электропривод работает следующим образом.

От источника 12 через сумматор 9 на обмотку электродвигателя 1 поступает опорное напряжение, и электродвигатель 1 начинает вращаться. На выходе датчика 2 скорости появляется сигнал 18, преобразуемый пороговым элементом 10 в прямоугольный сигнал 19. Пороговый элемент 10 представляет собой детектор нуль-пересечений и может быть выполнен, например, на компараторе. Прямоугольный сигнал поступает на вход де.лителя 8 частоты. В качестве

делителя 8 использован двоичный счетчик, так как номинальные скорости вращения э.аектродвигателя 1 задаются дискретно. Число выходов делителя 10 частоты равно

числу поминальных скоростей электродвигателя 1, задаваемых в двоичном коде за- датчиком 4 скорости.

Сигналы с выходов делителя 8 через коммутатор 11 поступают на вход формирователя импульсов. В зависимости от

скорости вращения электродвигателя 1 на вход формирователя 13 подключаются соответствующие выходы делителя 8, ПОЭТОМУ при любой из номинальных скоростей вращения электродвигателя 1 на вход формирователя 13 поступает сигнал 20 одной и той же номинальной частоты. Мгновенная частота сигнала 20 изменяется пропорционально скорости вращения электродвигателя 1.

Формирователь 13 по каждому фронту

сигнала 20 выдает отрицательный короткий импульс постоянной длительности, и на его выходе образуется последовательность 21, посту |ающая на вход логического элемента И 17. На его второй вход

поступает сигнал высокой частоты от генератора 3 стабильной частоты.

На выходе логического элемента И 17 образуется последовательность 22, поступающая на информационный вход двоичного счетчика 5. С его выходов через регистр 6

сигналь в параллельном коде поступают на цифровые входы ЦАП 7.

Последовательность работы счетчика 5 и регистра 6 определяется -формирователями 14-16. Сигнал с выхода формирователя 13 поступает на формирователь 14,

формирующий из последовательности 21 последовательность 23 коротких импульсов, обнуляющих параллельный региетр 6. По заднему фронту импульсов последовательности

23формирователь 15 формирует последовательность 24 коротких импульсов, разрешающих запись информации из счетчика 5 в регистр 6.

Формирователь 16 формирует по заднему фронту импульсов последовательности

24последовательность 25 коротких импуль- сов, обнуляющих счетчик 5.

Таки.м образом, больший временной интервал, образуемый в последовательности 21 заполняется импульсами высокой частоты, количество которых в каждом интервале подсчитывается счетчиком 5, т. е. преобразуется в цифровой параллельный код. Последний переписывается в предварительно обнуленный регистр 6, после чего счетчик 5 обнуляется. С выходов регистра 6 код поступает на цифровые входы преобразователя.

Частота генератора 3 выбрана такой, чтобы при номинальной скорости вращения электродвигателя 1 происходило заполнение всех разрядов счетчика 5, кроме старшего.

При этом на выходе преобразователя 7 присутствует аналоговый сигнал с напряжением, равным половине напряжения, поступающего на вход преобразователя 7 от источника 12. С выхода преобразователя 7 аналоговый сигнал, пропорциональный скорости вращения электродвигателя 1, поступает на вход сумматора 9, на другой вход которого от источника 12 опорного напряжения поступает постоянный ток с напряжением, соответствующим выбранной номинальной скорости вращения электродвигателя 1.

С выхода сумматора 9 на обмотку электродвигателя 1 поступает аналоговый сигнал, величина напряжения которого обратно пропорциональна скорости вращения двигателя.

Точность измерения временных интервалов в цепи обратной связи может быть сколь угодно высокой и определяется разрядностью ЦАП. Это позволяет существенно повысить точность измерения мгновенных отклонений скорости вращения ротора электродвигателя, т. е. точность управления скоростью его вращения.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель с датчиком скорости, установленным на его валу, генератор стабильной частоты, задатчик скорости, последовательно соединенные счетчик, регистр, цифроаналого0

0

5

0

вый преобразователь, делитель частоты и сумматор, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в него введены коммутатор, четыре последовательно соединенных формирователя импульсов, логический элемент И, управляе.мый источник опорного напряжения и пороговый элемент, сумматор выполнен в виде аналогового сум.ми- рующего усилителя, вход порогового элемента соединен с выходом датчика скорости элекродвигателя, а выход - с входом делителя частоты, выходами подключенного к соответствующим информационным входам коммутатора, управляющие входы которого соответственно соединены с выхода.ми задат- чика скорости и управляющими входами управляемого источника опорного напряжения, выходом подключенного к первому входу сумматора и аналоговому входу щф- роаналогового преобразователя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выходом подключенного к обмотке электродвигателя, выход коммутатора соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого подключен к входу логического элемента И, выход генератора стабильной частоты подключен к второму входу логического элемента И, выходом соединенного с входом счетчика, установочным входом подключенного к выходу четвертого формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен с установочным входом регистра, вход разрешения записи которого подключен к выходу третьего формирователя импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и м. б. использовано в аппаратуре точной магнитной записи для автоматического регулирования скорости вращения электродвигателя. Цель изобретения - повышение точности управления скоростью электродвигателя. Сигнал с выхода датчика 2, сопряженного с валом электродвигателя 1, через пороговый элемент 10, делитель 8 частоты и коммутатор И, коммутируемый задатчиком 4 дискретного переключения скоростей, поступает на формирователь 13 импульсов, формирующий последовательность импульсов, поступающих на первый вход логического элемента И 17. На второй в.чод элемента И 17 от генератора 3 поступает сигнал высокой частоты, образуя на выходе элемента И 17 последовательность импульсов, подсчитываемую двоичным счетчиком 5 и заносимую в регистр 6, выходы которого соединены с входами цифро- аналогового преобразователя (ЦАП) 7. Обнуление счетчика 5, занесение информации в регистр 6 и его обнуление производят формирователи 14, 15 и 16 соответственно. Выход ЦАП 7 соединен с входом сумматора 9, второй вход которого подключен к источнику 12 опорного напряжения. Источник 12 управляется от сигналов задатчика 4. Выход сумматора 9 соединен с обмоткой электродвигателя 1. 2 ил. (Л

т

i3

20 21

гг

П

г

15

t t

t t

-t

-t -t -t