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

С

npt

Изобретение относится к электро- тЬхнике и может быть использовано в э тектроприводах постоянного тока.

. Цель изобретения - увеличение быст рЬдействия и стабильности характерис- трк и упрощение.

На чертеже приведена схема электрожвода.

i . Электропривод постоянного тока сод|ержит электродвигатель 1, с валом кЬторого связан датчик 2 скорости вЬащения, выход которого соединен с входом импульсного частотно-фазового даскриминатора 3, к второму входу которого подключен г енератор 4 задаю- ШЕй частоты. Выходы частотно-фазового дискриминатора соединены с модулирую- шим и реверсирующим входами силового преобразователя 5, выполненного по мостовой схеме на транзисторах 6-9, в диагональ которого включен электро- д|вигатель 1.

Частотно-фаговый дискриминатор соотоит из триггеров 10-13, элементов ИПИ 14 и 15, элементов И 16 и 17, причем счетные входы триггеров 10 и 12 соединены с генератором 4 задающей частоты. Выход триггера 10 связан с информационным входом триггера 13 и первым входом ИЛИ 15, вто- реЛ вход которого подключен к выходу триггера 13 и первому входу элемента Н 17, а выход соединен с И1 ормацион- вым входом триггера 11, счетный вход Которого связан с выходом датчика скорости 2 и счетным входом триггера 13, 1|ход установки которого соединен с вы- зЛодом элемента И 17 и входом установ- йи триггера 12. Выход триггера 11 подключен к информационному входу триггера 12 и первому входу элемента ИЛИ 14, второй вход которого соединен с ыходом триггера 12 и вторым входом ; лемента И 17, а выход связан с ин- формационным входом триггера 10. Вход «Сброса последнего соединен с входом Сброса триггера 11 и выходом элемента И 16, входы которого подключены к вы- Ходам триггеров 10 и 11. Выходы тригfepOB 12 и 13, являющиеся выходами йастотно-фазового дискриминатора 3, Соединены с модулирующим и реверсиру- йощим входами силового преобра зова тег Яя 5.

Электропривод работает следующим Образом.

Частота выходного сигнала датчика 2 fj скорости вращения электродвигателя 1 определяется зависимостью

fa f.где опорная частота, подаваемая в обмотки питания датчика 2; fjp - частота вращения, пропорциональная скорости вращения электродвигателя 1; | 11 - коэффициент, знак которого определяется направлением вращения вала электродвигателя 1.

Такой закон изменения частоты выг ходного сигнала датчика 2 скорости обеспечивает высокую частоту поступления информации о положении вала электродвигателя 1 и его скорости в частотно-фазовый дискриминатор 3 и малое запаздывание системы. Это позволяет получить широкий (до 10000:1) диапазон регулирования скорости вращения электродвигателя 1.

Структура частотно-фазового дискриминатора 3 обеспечивает выявление как величины, так и знака фазового ра- рассогласования частотньгх сигналов задающего генератора 4 и датчика 2 скорости. В случае равенства этих частот и отставания импульса датчика 2 от импульса частоты задающего генератора 4 на первом выходе дискриминатора 3 присутствует широтно-импульс- ный сигнал с частотой задающего генератора 4 и относительной длительностью

, определяемой как

тГ

зл

где - моменты прихода импульсов с датчика 2 и генератора 4, причем t2 Тд. - период частоты задающего генератора 4. . . На втором выходе частотно-фазового дискриминатора 3 присутствует нулевой

сигнал.

I

Выходы частотно-фазового дискриминатора 3 соединены с модулирующим и о реверсирующим входами силового преобразователя 5, причем единичный сигнал на этих входах открывает транзисторы 6 и 8, а нулевой - транзисторы 7 и 9. Следовательно, при t2. t постоянно открыт транзистор 9 и в течение действия широтно-импульсного сигнала

напряжение источника питания прикладывается к электродвигателю 1 через транзисторы 6 и 9.

При изменении наложения импульса датчика 2 таким образом, что он начинает опережать импульс задающего генератора 4, широтно-импульсный сигнал с периодом Т 4 возникает на втором выходе дискриминатора 3. Его относите-

льная длительность у.. „ определяется

1

как

i.f

tilt

При этом на первом выходе дискриминатора 3 устанавливается нулевой потенциал, При котором открывается транзистор 7 силового преобразователя 5. В течение действия широтно-им- пульсного сигнала напряжение питания прикладывается к злектродвигателю 1 через транзисторы 7 и 8 силового преобразователя 5. Напряжение на якоре электродвигателя 1 меняет свой знак, Таким образом, применение частотно-фазового дискриминатора указанной структуры обеспечивает изменение знака напряжения на якоре электродвига

теля без дополнительных элементов

(фильтров, пороговых элементов, логических блоков). Этим устраняется необходимость специального задатчика направления вращения вала электродвн- ; гателя 1. Изменение направления вра- 39 щения электродвигателя 1 достигается изменением соотношения частот задающего генера-тора 4 f и опорной частоты питания датчика 2 f. Если f fo, то направление вращения левое, в про- тивном случае - правое.

При неравенстве входных частот дискриминатор 3 переходит в режим частотного сравнения сигналов, характери - зуемый следующими соотношениями:

45

при f f,

Ч

OJ

I при f f . J

5

5

Q

; 39

45

50

Электропривод прост по ко нструк- / ции, не содержит аналоговых и настраиваемых элементов.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подклю- ченный к транзисторному мостовому преобразователю, генератор заданнцей частоты, датчик скорости и частотно- фазовый дискриминатор, первый и вто« рой входы которого соединены с выходами соответственно датчика скорости и генератора задающей частоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, стабильности характеристик и упрощения . частотно-фазовый дискриминатор содержит четыре триггера, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем выход генератора задающей частоты соединен со счетными входами первого и второго триггеров, выход датчика скорости соединен со счетными входами третьего и четвертого триггег ров, информационные входы первого и третьего триггеров подключены к выхо дам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, а установочные входы соединены с выходом первого элемента И, выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, к информационному входу четвертого триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента И, к информационному входу второго триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, установочные входы первого и четвертого триггеррв соединены с выходом второго элемента И, выкод второго триггера подключен к модулирующему входу преобразователя, к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И, выход четвертого триггера подключен к реверсирующему входу преобразователя, к второму входу второго элемента ИЛИ и второму входу второго элемента И.

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэовано для управления электродвигателем постоянного тока. Целью изобретения является увеличение быстродействия, ста% бильности характеристик и упрочение. Электропривод содержит частотно-фазовый дискр 01натор 3, «ходы которо-, го подключены к генератору задамцей частоты 4 и датчику скорости,вращения 2. Частотно-фазовый дискртяиа- тор 3 содержит четыре триггера 10-13, два элемента ИЛИ 14, 15 и два элемента И 16, 17. В данном устройстве структура частотно-фазового дискрими - натора 3 обеспечивает выявление ка1 величины, так и знака фазового рас согласования частотных сигналов Сдающего генератора 4 и датчика скорости, 2. 1 ип.