Стабилизированный электропривод Советский патент 1991 года по МПК H02P5/06 

Фиг,1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе с фазовой автоподстройкой частоты вращения в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи.

Целью изобретения является повышение быстродействия при одновременном повышении надежности работы и упрощении.

На фиг.1 представлена схема электропривода, на фиг.2,3 -диаграммы, поясняющие работу устройства.

Электропривод содержит частотно-задающий блок 1, последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор 2, статический преобразователь 3, электродвигатель 4, импульсный датчик 5 частоты вращения, а также два формирователя 6 и 7 импульсов, блок 8 сравнения частот, одновибратор 9. Выход частотно-задающего блока 1 подключен к входу первого формирователя 6 импульсов. Выходы первого 6 и второго 7 формирователей импульсов подключены соответственно к первым и вторым входам импульсного частотно-фазового дискриминатора 2 и блока 8 сравнения частот, выход которого через одновибратор 9 подключен к третьему входу дискриминатора 2.

Выход датчика 5 подключен к входу второго формирователя 7 импульсов. Блок 8 сравнения частот выполнен в виде схемы И 10, схемы 1/ШИ-НЕ 11 и двух счетчиков 12 и 13 импульсов, причем первый и второй входы схемы И 10 объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ 11 и являются соответственно первым и вторым входами блока 8 сравнения частот, выход схемы И 10 подключен к синхрг 8ходу первого счетчика 12 импульсов и входу нулевой установки второго счетчика 13 импульсов, синхровход которого подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ 11, а выход-к входу нулевой установки первого счетчика 12 импульсов, выход которого является выходом блока 8.

Электропривод работает следующим образом.

При включении питания двигатель 4 начинает разгоняться до синхронной скорости. При этом на входы дискриминатора 2

поступают сигнал задания f0n с выхода частотно-задающего блока 1 через формирователь 6 импульсов и сигнал обратной связи foe с выхода импульсного датчика 5 частоты вращения через формирователь 7 импульсов. Частота ton значительно превышает

0

5

0

5

0

5

0

частоту обратной связи foc , что определяет высокий уровень сигнала на выходе дискриминатора 2, обеспечивающий разгон двигателя 4.

Блок 8 сравнения частот служит для определения момента времени, когда фазовая

ошибка привода Act , где Z - количество меток датчика 5, а ошибка по частоте вращения становится меньше A fti , и формирования сигнала, осуществляющего разблокировку импульсного частотно-фазового дискриминатора 2. Блок 8 выполняется в виде схемы И 10, схемы ИЛИ-НЕ 11 и двух двухразрядных счетчиков 12, 13 импульсов. Схема И 10 позволяет определить совпадение входных импульсов блока 8 fon и foe во времени и формирует импульс при их совпадении. Схема ИЛИ-НЕ 11 формирует выходной импульс при отсутствии импульсов fon и foe одновременно. Двухразрядный счетчик 12 импульсов осуществляет подсчет импульсов с выхода схемы И 10. Сброс счетчика 12 в состояние О осуществляется в момент появления на выходе двух- разрядного счетчика 13 импульсов состояния 10 (уровень 1 на выходе второго разряда). Счетчик 13 осуществляет подсчет импульсов с выхода схемы ИЛИ-НЕ 11. Начальная установка счетчика 13 осуществляется по импульсу с выхода схемы И 10.

Работа блока 8 сравнения частот основана на определении момента времени, когда произойдет совпадение во времени

входных импульсов fon и foe блока 8 не менее двух раз подряд. В этом случае периоды сравниваемых частот отличаются друг оУ друга на величину, не превышающую 2 т , где т - длительность импульсов, т.е. Топ +2Т Тос Топ - 2т (фиг. 2) .При этом

1х.1 1

Топ 2Т

ИЛИ

f, 1

оп

1-й1

foe fo

Ton + 2Т

1+d

50

где

а

2т

После преобразования получим

Ј/А -

fon ( 1 +

1-д1

) f ос fon ( 1

1 +б

с учетом того, что б 1 , получим

fon + Af foc fdn -Af ,

где

Af fond1,

или

где

(Don + Д WD Woe Won - AwL ,

Won # ofon; cooc pofoc ; Д w PQ A f1 pofond1 ;

,-- 2n

--Ј-

где Z - количество меток импульсного датчика.

При r где Т0 - период следования импульсов высокочастотного генератора в прототипе,

получим ( , т.е. величина максимальной ошибки по частоте вращения

Д WQ такая же как и в прототипе .

Таким образом, проведенный анализ показывает, что ошибка по частоте вращения Aw Won-WQC при повторном совпадении входных импульсов блока 8 лежит в

пределах AwL Дш - AwL . При задании соответствующим образом длительности импульсов гна выходах формирователей 6,7 импульсов получается

необходимое значение Да& и обеспечивается переключение дискриминатора 2 в пропорциональный режим работы при

I Д ш I . В то же время фазовая ошибка Дав момент формирования выходного импульса блока 8 приблизительно равна

7Г

, что соответствует совпадению

времени импульсов f0n и foe .

Работа блока 8 сравнения частот поясняется с помощью временных диаграмм (фиг.З), отражающих разгон двигателя до синхронной скорости. При больших рассогласованиях по частоте вращения период Топ частоты обратной связи превышает период Тос частоты задания. При этом возникающие единичные совпадения входных импульсов блока 8 не вызывают появления на выходе блока 8 высокого уровня напряжения, управляющего работой дискриминатора 2, так как счетчик 12 импульсов каждый раз (не досчитав до двух) устанавливается в состояние 00 сигналом с выхода счетчика 13. Счетчик 13 импульсов подсчитывает количество одновременных пауз входных сигналов (выход схемы ИЛИ-НЕ 11) между двумя импульсами, соответствующими совпадению входных импульсов блока 8 (выход схемы И 10). Если количество одновременных пауз превышает одну, то на выходе счетчика 13 формируется сигнал, осуществляющий начальную установку счетчика 12 в

во

10

15

20

25

35

40

45

50

55

состояние 00. Когда количество одновременных пауз между двумя импульсами со схемы И 10 становится равным единице (что

соответствует I Aw I Д w ), то по второму импульсу с выхода схемы И 10 счетчик 12 устанавливается в состояние 10, и на выходе блока 8 формируется сигнал, запускающий одновибратор 9.

Одновибратор 9 служит для формирования импульса заданной длительности по переднему фронту входных импульсов. Длительность импульс я выбирается таким образом, чтобы исключить возможность пе реключения дискриминатора 2 в режим насыщения сразу после его разблокировки

при появлении двух импульсов fon между

двумя импульсами foe и обеспечить дальнейшую работудискриминатора 2 в пропорциональном режиме. Сигнал с выхода одновибратора 9 поступает на третий вход дискриминатора 2 и осуществляет его разблокировку в пропорциональный режим работы (режим фазового сравнения). Начинается пропорциональный режим работы электропривода, в котором происходит отработка начальных условий по ошибке

по частоте вращения I Дй Дс«ои фазо- 30 вой ошибке . Работа электропривода при переходе со скорости на скорость происходит аналогично вышеописанному.

Формула изобретения Стабилизированный электропривод, содержащий электродвигатель, на валу которого расположен импульсный датчик частоты вращения, частотно-задающий блок, последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор, статический преобразователь, выход которого подключен к якорной обмотке электродвигателя, два формирователя коротких импульсов и последовательно соединенные блок сравнения частот и одновибратор, выход которого подключен к третьему входу импульсного частотно-фазового дискриминатора, первый и второй входы которого через формирователи коротких импульсов подключены соответственно к выходам частотно-задающего блока и импульсного датчика частоты вращения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении надежности работы и упрощении, первый и второй входы блока сравнения частот подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей коротких импульсов, а блок сравнения частот выполнен в виде схемы И, схемы ИЛИ- НЕ и двух счетчиков импульсов, причем первый и второй входы схемы И объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ и являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения частот, выход схемы И подключен к синхровходу первого счетчика импульсов и входу нулевой установки второго счетчика импульсов, синхровход которого подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а выход- к входу нулевой установки первого счетчика импульсов, выход которого является выходом блока сравнения частот.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах видеозаписи. Целью изобретения является повышение- быстродействия при одновременном повышении надежности и упрощении. Устройство содержит последовательно соединенные частотно-задающий блок 1, формирователь 6 импульсов, импульсный частотно-фазовый дискриминатор (ИЧФД) 2, статический преобразователь 3, электродвигатель 4. На валу электродвигателя расположен импульсный датчик 5 частоты вращения. Входы блока 8 сравнения частот соединены с выходами формирователей 6,7, а выход через одновибратор 9 - с входом ИЧФД 2. В данном устройстве исключаются ложные срабатывания ИЧФД 2 в режиме синхронизации электропривода путем задания требуемой длительности импульса на выходе одновибратора 9. 3 ил.

Фиг.2