ЦИФРОВОЙ СТАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1970 года по МПК G05D13/00 

Изобретение относится к области регулировки скорости двигателя постоянного тока.

Известен цифровой статический регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий генератор эталонных импульсов, датчик импульсов на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов.

Предложенный регулятор отличается от известного тем, что в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем реверсивный инвертор, два выхода которого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости счетчика - с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, а второй к выходу счетчика.

Такое построение регулятора позволяет улучшить качество регулирования, например, при мощных возмущающих воздействиях.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2- временные диаграммы работы элементов, показанных на фиг. 1. .

чика 3 переменной емкости, схемы совпадения 4, реверсивного инвертора 5, электродвигателя 6, датчика импульсов 7, переключателя 8 емкости счетчика (8-/-8-п переключателей разрядов). Переключатель 8-п старшего разряда имеет две галеты Г и А.

При отсутствии сигналов с датчика 7, осуществляющих отрицательную обратную связь

по скорости, система работает следующим образом.

На вход счетчика 3 поступают импульсы только от генератора / (фиг. 2,а). Заданная скорость двигателя соответствует определенному числу, которое набирается переключателями 8-/-8-п. Счетчик 3 работает в двухтактном режиме. В первом такте (такт 1) он работает совместно с переключателями 8. Схема строится таким образом, чтобы на общем

контакте галеты Г переключателя 8-п старшего разряда сигнал появлялся, когда на счетчик пройдет, число .импульсов, набранное на переключателях 8. Такие схемы известны, весьма просты и используются при построении

счетчиков переменной емкости и делителей частоты. переключает счетчик на работу в другом такте (такт II). В такте II счетчик работает без участия переключателей 8, а его емкость равна максимально возможной емкости счетчика. Так как в момент переключения счетчика в такт II на нем было записапо число т, набраное переключателями, то импульс переполнения счетчика 3 появится, когда на него пройдет К-т импульсов после начала такта И, где /С - полная (максимально возможная) ёмкость счетчика. Импульс переполнения счетчика 3 поступает на вход б инвертора 5 и перебрасывает его в положение 2. При этом сигнал с выхода в инвертора переключает счетчик на работу в такте I. Дальнейшая работа счетчика происходит циклично аналогично описанному (фиг. 2,а). Время ©1 между импульсом переполнения счетчика и следующим за ним импульсом с переключателя 8-л равно 6i - т/п,(1) где т - период следования импульсов на входе счетчика 3 при отключенной обратной связи; т- число, набранное переключателями 8. Время в между импульсом с переключателя 8-п и следующим за ним импульсом переполнениЯ:Счетчика равно Q2 c(K-m).(2) Периоды следования импульсов переполнения счетчика и импульсов с переключателями 8-п равны 7 61+ 8. т/С.(3) Сигналы напряжения с выходов виг инвертора поступают на электродвигатель б в противоположных направлениях, т. е. к двигателю 6 поочередно прикладываются положительные и отрицательные импульсы напряжения. Их длительность равна соответственно 01 и 62; амплитуда их одинакова и разна П. Частота генератора импульсов выбирается достаточно большой, чтобы двигатель демпфировал колебания скорости. Среднее значение напряжения на двигателе равно, учитывая формулы (1), (2) и (3) I/ - I/ ®1 ср - о ппи , , . V,, 0, ,. Таким образом, положение переключателей 8 однозначно определяет величину и знак заданной скорости. Из формулы (5) видно, что эта величина не зависит от частоты генератора /. При т - переключатель старшего разряда 8-п находится в среднем положении; при в положении левее среднего, при т правее среднего. Таким образом, заданное напряжение вращения определяется положением переключателя старшего разряда. При наличии сигналов с датчика 7 схема работает следующим образом. На вход счетчика 3 поступают импульсы от генератора / и через схему совпадения - от датчика 7. К другому входу схемы совпадения подключены выходы инвертора 5 через контакты галеты А переключателя старшего разряда 8-п, соединенные таким образом, что при изменении положения переключателя относительно среднего значения схема совпадения 4 подключается к выходам в или г инвертора 5. В результате такого соединения сигнал от инвертора 5 на входе схемы совпядепия 4 появляется только тогда, когда импульс напряжения на выходе инвертора совпадает по знаку с заданным средним значением напряжения. Этот участок периода периодического сигнала на выходе инвертора в дальнейшем называется рабочим участком периода /. Схема 2 исключает совпадение во времени и.мпульсов от генератора / и датчика 7 на .входе счетчика и может быть выполнена по любой из известных схем. На фиг. 2,6 показана временая диаграмма работы схемы при т -, на фиг. 2,е - при -; Если частота импульсов датчика 7 уменьшится, то длительность рабочего участка периода увеличится так же, как управляющее воздействие, что приведет к увеличению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой статической ошибкой. Если в результате уменьшения нагрузки на двигатель скорость увеличится и частота импульсов датчика 7 увеличится, то длительность рабочего участка периода и управляющее воздейст-вие уменьшатся, что приведет к уменьшению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой статической ошибкой. Таким образом осуществляется отрицательная обратная связь по скорости. При этом малым колебаниям скорости соответствуют малые колебания управляющего воздействия, и наоборот. Поэтому система регулирования является пропорциональной, причем степень обратной связи зависит от соотношения частот генератора импульсов / и датчика 7. Предмет изобретения

сов, установленный на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем деверсивный инвертор, два выхода которого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости счетчика - с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, а второй - к выходу счетчика.

Ю

ч

8-2

0 Г,

-пГ