Цифровой элетропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

0ue.f

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

Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты вращения электропривода.

На фиг,1 изображена функциональная схема цифрового электропривода; на фиг,2 - схема преобразования сигналов с выхода блока цифровых одновибрато- ров.

Цифровой электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к выходу усилителя 2 мощности, датчик 3 частоты вращения электродвигателя, выход которого соединен с входом распределителя 4 импульсов, и блок 5 циф ровых одновибраторов с Повторным запуском. Первые входы блока 5 соединены с соответствующими выходами распределителя 4 импульсов. Кроме того, цифровой электропривод содержит задат чик 6 сигналов управления, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к вторым, третьим и информационным входам цифровых одновибраторов блока 5, сумматора 7 с 2п входами, выход которого соединен с одним из входов интегри-. рующего преобразователя 8, дешифратор 9 с 2п входами и коммутатор 10, подключенный к входу интегрирующего преобразователя 8, Выход дешифратора 9 соединен с входом коммутатора 10, а его 2п входов подключены к соответствующим выходам блока 5 цифровых одновибраторов. Выход интегрирующего преобразователя 8 подключен к входу усилителя 2 мощности.

Электропривод работает следующим образом.

Дешифратор 9 предназначен для преобразования кода состояния выходов цифровых одновибраторов в двоичный код состояния системы регулирования. Последний может находиться в 3-х состояниях: 1, Регулирование в сторону увеличения скорости, 2, Регулирование в сторону уменьшения скорости, 3, Ожидание (отсутствие регулирования) ,

Информация о состоянии системы содержится в состояниях выходов цифровых одновибраторов. Если на 2.выходах одновибраторов преобладают сигналы, с.оотпетствуюише уровню логи

5

5 о 5о Q

0

5

ческого О, то система находится в 1-м состоянии. Если на выходе одно- вибраторов преобладают 1, то система находится во 2-м состоянии, при одинаковом числе нулей и единиц система находится в 3-м состоянии.

Дешифратор 9 (фиг,2) состоит из двух мажоритарных элементов 11 и 12, каждьп из них имеет (2-fl) вход, 2п входов каждого мажоритарного элемента подключены к 2п выходам блока 5 цифровых одновибраторов. На ()-е входы элементов 11 и 12 подаются соответственно уровни О и 1,

Коммутатор 10 предназначен для преобразования двоичного кода состояния системы регулирования в импульсы отрицательной (для 1-го состояния) или положительной (для 2-го состояния) полярности, а также для отключения входа интегратора в режиме ожидания (3-е состояние). Коммутатор 10 состоит из двух ключей 13 и 14, уп- равлякяцие входы которых подключены соответственно к прямому выходу мажоритарного элемента 11 и к инвертирующему выходу мажоритарного элемента 12, Информационный вход ключа 13 соединен с сигналом уровня 1, а информационный вход ключа 14 - с сигналом уровня О, Выходы ключей 13 и 14 соединены между собой, а общая точка их выходов является выходом коммутатора 10, Ключи 13 и 14 открываются при подаче на их управлянщие входы сигнала, имекицего уровень 1, и закрыва- ются при подаче на их управляющие входы сигнала с уровнем О,

Импульсы регулирования (положительной или отрицательной полярности) формируются относительно средней точки, образованной делителем напряжения, состоящим из двух резисторов 15 и 16 интегрирующего преобразователя. Средняя точка делителя напряжения подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 17,

В контур обратной связи операционного усилителя 17 включен конденсатор 18, Между инвертирующим входом усилителя 17 и выходом коммутатора включен переменный резистор 19, Интегратор снабжен цепью коррекции, состоящей из последовательного соединения переменного резистора 20 и конденсатора 21, подключенных между выходом сумматора 7 и инвертирующим входом операционного усилителя 17.

В начальный момент (при включении) на выходах блока 5 цифровых одновибра торов образуются сигналы нулевого уровня. На выходе мажоритарного эле- мента 11 дешифратора 9 образуется сигнал уровня О, а на инвертирующем выходе мажоритарного элемента 12 - сигнал уровня 1, т.е. на выходах дешифратора 9 появляется код 01, со- ответствуюпгий нахождению системы регулирования в 1-м состоянии. Ключ 14, поскольку сигнал на его управляющем входе имеет уровень 1, открывается, а ключ 13 закрыт (на его управ- ляющем входе сигнал нулевого уровня). Таким образом, на выходе коммутатора 10 появляется сигнал отрицательной полярности относительно входа интегрирующего преобразователя 8. При этом напряжение на выходе интегрирующего преобразователя 8, подаваемое через усилитель 2 мощности на электродвигатель 1, увеличивается, вал двигателя начинает вращаться, а сигналы от датчика 3 частоты вращения с частотой пропорциональной скорости вращения, поступают на вход распределителя 4 импульсов. Распределитель 4 импульсов поочередно запускает каждый из 2п од- новибраторов блока 5, на выходах ко- торых образуются последовательности импульсов заданной длительности Т . Дешифратор 9 преобразует код состояния выходов цифровых одновибраторов в двоичный код состояния системы регулирования (код 01 соответствует 1-му состоянию, код 10 - 2-му состоянию, код 00 - 3-му состоянию). При наличии на входах коммутатора кода 01 или 10 на его выходе формируются импульсы регулирования соответственно отрицательной или положительной полярности относительно общей точки интегрирующего преобразователя 8, об- разованной резисторами 15 и 16. Дпи- тельность импульсов регулирования зависит от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интервалами. При входнбм коде 00 ключи 13 и 14 закрыты, вьгеод резистора 19, соединенный с выходом коммутатора 10, имеет бесконечно большой импеданс относительно общей точки, что эквивалентно отключению данного (основного) входа интегрирующего преобразователя 8. Напряжение с выхода интегрирующего преобразователя 8 через усилитель 2 мощности поступает

на электродвигатель 1 и изменяет час тоту вращения вала электродвигателя в сторону уменьшения разности между фактическим и заданным временным интервалом .

Цепь, состоящая из сумматора 7, переменного резистора 20 и конденсатора 21, служит для улучшения качества регулирования. При работе на вход сумматора 7 поступают последовательности импульсов с выходов цифровых одновибраторов блока 5. Сумматор 7 вьщеляет с учетом знака импульсы, длительность и амплитуды которых зависят от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интервалами. Вьш,еленные импульс поступают на вход цепи 20 и 21 коррекции и преобразуются интегрирующим преобразователем 8.

При поступлении на вход Стоп блока 5 управляющего сигнала от за- датчика 6 на выходах одновибраторов образуются сигналы, имеющие уровень Г. На выходе дешифратора 9 образуется код 10, что вызывает появление на выходе коммутатора 10 сигнала положительной полярности относительно входа интегрирующего преобразователя 8. При этом напряжение на выходе интегрирующего преобразователя уменьшается и электродвигатель 1 останавливается.

Точность регулирования повышается за счет исключения влияния паразитно

составляющей входного тока интегрирующего операционного усилителя в промежутках между импульсами регулирования. В установившемся режиме работы электродвигателя длительность импульсов регулирования резко уменьшается по сравнению с режимами Пуск и Останов.

Формула изобретения

Цифровой электропривод, содержащи электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к вьсходу усилителя мощности, датчик частоты вращения электродвигателя, выходом подключенный к входу распределителя импульсов, блок, состоящий из 2п цифровых однопибраторов с повторным запуском, перш.ш входы которого соединены с соответствующими выходами распреде.т1ите.пя импульсов, задатчик сигна:гов управления, первый

второй и информа р1онные выходы кото рого соединены соответственно с вторым, третьим и Информационными входами блока цифровых одновибраторов, сумматор с 2п входами, соединенными с соответствующими выходами блока цифровых одновибраторов, подключенный выходом к входу интегрирующего преобвходом усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены дешифратор с 2п входами, подключенными к соответствующим выходам блока цифровых одновибраторов, и коммутатор, вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход - с

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - повьппение точности регулирования частоты вращения электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1 с датчиком 3 частоты вращения. Сигналы от датчика 3 поступают на вход распределителя 4 импульсов, к-рый поочередно запускает каждый из 2 п одновибраторов блока 5, на вых.одах к-рых образуются последовательности импульсов заданной длительности. Дешифратор 9 преобразует код состояния выходов блока 5 в двоичный код состояния системы. При коде 01 электродвигатель 1, управляемый через интегрирующий преобразователь 8 и усилитель -2 мощности, разгоняется, при коде 10 - тормозится. Длительность импульсов регулирования зависит от величины рассогласования между фактическим и заданным временными интервалами. При коде 00, т.е. в промежутках с между импульсами регулирования, за счет отключения входа интегратора исключается влияние паразитной состав ляющей входного тока интегрирующего преобразователя. 2 ил. i (Л

разователя, выходом соединенного с ю входом интегрирующего преобразователя.

пО

(раг.2