Электропривод постоянного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P5/06 

I . , Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. I Цель изобретения - повышение Ьежности, расширение диапазона и по- |вышения точности регулирования скорости, . ; На фиг. 1 приведена схема электро- рривода постоянного тока; на фиг.2 - Ьпюры его работы.

Электропривод постоянного тока (содержит электродвигатель 1 с датчи- icoM 2 скорости, подключённый к выходу Усилителя 3 мощности, задающие датчики 4 и 5 через задатчик 6 скорости, (формирователь 7. импульсов и регистр 8 соединены с синхронизирующим входом 9 усилителя 3 мощности, датчик 2 скорости соединен с синхронизирующим входом 10 и входом 11 выбора режима регистра 8, вход. 12 старшего разряда И информационный вход 13 которого соединен с шиной питания.

В задатчик 6 скорости введены последовательно соединенные к первому входу 14 первый усилитель 15 постоянного тока, первый ключ 16, генератор 17 линейного напряжения, узел 18 сравнения и триггер 19, а также последовательно соединенные с втором входом 20 задатчика 6 скорости второй усилитель 21 и второй ключ 22 последовательно соединенные инвертирующий усилитель 23 и третий ключ. 24 , подк,точенный аналоговым входом 25 к третьему входу 26 задатчика 6 ско рости, .четвертый ключ 27. Задающие

5

0

5

0

5

датчики 4 и 5 выполнены ,в виде потенциометров, входы которых подклю- чены к шинам питания, а выходы - к соответствуюпщм входам 14 и 20 эадат- чика 6 скоростиJ третий вход 26 которого подключен к отрицательной шине питания. Прямой выход триггера подключен к вьрсоду 28 задатчика 6 скорости и к синхронизирующим входам 29 и 30 первого и второго ключей 16 и 22. Инверсный выход триггера 19 подключен к синхронизирующим входам 31 и 32 третьего и четвертого ключей 24 и 27. К второму входу узла 1 8 сравнения подключены выходы второго и четвертого ключей 22 и 27, вход инвертирующего усилителя 23 подключен к выходу первого усилителя 15 и входу 33 ключа 16, а выход третьего ключа 24 подкл рчен к входу . нератора 17 линейного напряжения. Выход усилителя 21 Соединен с входом 34 Ключа 22. Выход инвертирующего уси- йителя 23 соединен с входом 35 клю- i Ча 24.:

Механической связью движки потенциометрических датчиков 4 и 5 связаны с измерителями независимых величин Н и W,

На эпюрах а (фиг.2) показано изменение вь ходного напряжения генератора U 17 (фиг.1) и формирователя U 7 в зависимости от напряжений потенциометрических датчиков 4 и 5, соответствующих величинам W, и Н, (Uy,, , Иц,); на эпюрах б - соответствующих Wj и Н,; на эпюрах в - соответствующих W, и Hi; на эпюрах г - соответствующих VJ и Hj (соответственно

Uvv, и и

Hi

Uyv, и и

на

UvvzH и

Н2.

Электропривод работает следующим образом.

При включении электропривода триггер 19 (фиг,1) устанавливается в произвольное состояние или импульсом

начальной установки, формируемым в источнике питания в момент включения он может устанавливаться в положение например, когда на его- прямом выходе будет логическая единица, а на инверсном - логический ноль. Тогда через вход 33 открытого ключа 16 напряжение с выхода усилителя 15 подается на генератор 17 линейчо изменяющихся напряжений. Генератор 17 работает по принципу интегратора, т.е. при подаче на его вход- напряжения -на его выходе будет напряжение, пропорциональное интегралу от входного. .Формируемое генератором 17 линейно изменяющееся напряжение поступает на первый вход узла 18 сравнения напряжений, на второй вход которого поступает напряжение с выхода открытого ключа 22, на вход 34 которого через усилитель 21 подается напряжение от другого датчика 5. Когда напряжения на входах узла 18 сравниваются, ой формирует импульс, который, изменяет состояние триггера 19 на противофазное. В результате поступления логической единицы с инверсного выхода триггера 19 на входы 31 и 32 ключи 24 и 27 открываются, а логическим нулем, поступающим с прямого выхода триггера 19 на входы 29 и 30, ключи 16 и 22 закрываются. В результате этого на вход генератора 17 начинает поступать инвертированное напряжение усилителя 15 и в результате на выходе генератора 17 величина напряжения начинает

0063

а,б,в,г (фиг.2), видно, что при непропорциональном изменении напряже- НИИ UH и Uw частота на в 1ходе формирователя 7 (фиг.1) изменяется, а нз а и г- (фиг.2) видно, что при пропор-г циональном изменении 1} и Пц частота остается неизменной. С выхода 28 за- датчика 6 импульсная последователь5

0

5

0 ность, сформированная при переключении триггера 19, поступает на вход формирователя 7, который вырабатывает импульсы с длительностью, обеспечивающей требуемые диапазон и точность регулируемых скоростей. После прихода (К-2) импульсов (К - разрядность регистра) на вход регистра 8 на его выходе появляется разрешающий потен- циал для открывания усилителя 3 мощности. Проходящий через усилитель 3 ток обеспечивает вращение вала-дви а- теля 1 и сочлененного с ним датчика 2. При воздействии сигналов ка 2 регистр 8 осуществляет перезапись параллельного кода с выхода на вход, осуществляя при этом сдвиг на один разряд. В режиме разгона частота вращения fag меньше, чем частота на выходе задатчика fj, поэтому в регистре 8 (частотно-фазовом дискриминаторе) осуществляется перезапись с выхода на вход числа К, т.е. двигатель 2 все время вращается. Указанное состояние сохраняется до тех пор, пока за один период частоты следования импульсов fj появятся два : импульса частоты fдц. Тогда частотно- фазовый дискриминатор снова переходит в состояние, при котором ток через усилитель 3 не проходит, а двига- тель 1 обесточен.

Обесточенный двигатель 1 затормаживается, а датчик 2 уменьшает частоту следования до значения 3 и с

0

5

0

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности, расширение диапазона и повьшение точности регулирования скорости. -Электропривод содержит

уменьшаться. Уменьшение длится до тех 45 этого момента частотно-Фазовый дискриминатор переходит в режим сравнения фаз, когда каждым задающим им ,

пор, пока величина напряжения на выходе генератора 17 не сравняется с величиной, задаваемой по второму входу узла 18 сравнения. Поскольку ключ 22 закрыт, а ключ 27 открыт, то пряжение сравнения определяется напряжением, поступающим на третий вход 26 задатчика 6, т.е. оно равно ста- бильному напряжению источника питания, В момент сравнения узел 18 сног на формирует импульс, который изменяет состояние триггера 19 на противофазное, и процессы в системе повторяются. Сравнивая фигуры на эпюрах

50

55

пульсом fJ обеспечивается разгон двигателя и его торможение каждьм от- : работанным импульсом в течение длительности каждого из импульсов. Таким образом, в режиме сравнения фаз обеспечивается синхронизация всей цифровой части системы регулирования, при этом влияние синхронной помехи сведено к минимуму, поскольку она проявляется только в момент перехода и ее воздействие на датчики 4 и 5 коррелировано, так как послед50

55

пульсом fJ обеспечивается разгон двигателя и его торможение каждьм от- : работанным импульсом в течение длительности каждого из импульсов. Таким образом, в режиме сравнения фаз обеспечивается синхронизация всей цифровой части системы регулирования, при этом влияние синхронной помехи сведено к минимуму, поскольку она проявляется только в момент перехода и ее воздействие на датчики 4 и 5 коррелировано, так как последИие включены в цепь того же источника, что и регистр 8. Применение предлагаемого электропривода повышает Надешюсть работы, расширяет диапазон скоростей, а также приближает to4HOCTb поддержания задаваемых скоростей к потенциально возможным за о (|:чет повышения помехоустойчивости пу фем синхронизации режима работы циф- 1|)овой части системы и исключения влияния зтой синх-ронизации на работу аналоговых независимых величин. ормула изобретения

|.I. Электропривод постоянного тока,

(;одержа ци й электродвигатель с датчиком СКОРОС.ТИ, подключенный к выходу усилителя мощности, задающие датчики 1{оторые через задатчик скорости, (Формирователь импульсов и регистр соединены с входом усилителя мощнос- и, выход датчика скорости соединен t синхронизирующим входом и входом выбора режима регистра, вход старше- о разряда которого соединен с поло- : тельной шиной питания, о т л и- |1ающийся тем, что, с целью tIoвышeния надежности, расширения диа газона и повьппения точности регули- рования скорости, в задатчик скоросАЛ U

7УШ

ишшш

Лми

fMU

IIZIL;

tfllO

ЛЛЛЛЛА/

ти введены последовательно соединенные с первым входом первый усилитель первый ключ, генератор линейного напряжения, ysejT сравнения и триггер, а также последовательно соединенные с вторым входом задатчика скорости второй усилитель и второй ключ, по-. qлeдoвaтeльнo соединенные инвертирующий усилитель и третий ключ, подключенный аналоговым входом к третьему входу задатчика скорости, четвертый ключ, задающие датчики выполнены в виде потенциометров, входы котбрых подключены к шинам питания, а выходы - к соответствующим входам задатчика скорости, третий вход которого подключен к отрицательной шине питания, при этом прямой выход триггера подключен к выходу задатчика скорости и к синхронизирующим входам первого и второго ключей, инверсный выход триггера подключен к сину,ронизирующи входам третьего и четвертого ключей, к второму входу узла сравнения подключены выходы второго и четвертого ключей, вход инвертирующего -усилителя подключен к выходу первого усилителя, а выход третьего ключа подключен к входу генератора линейного напряжения.

Лми