ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1971 года по МПК G05B11/06 H02P1/40 

Изобретение относится к автоматическим регулирующим устройствам для электрических двигателей.

Известны цифровые регуляторы скорости движения, содержащие блок задания, блок измерения скорости, счетчик, блок памяти и цифро-аналоговый преобразователь.

Однако такой регулятор содержит сложный усилитель аналогового вычислительного устройства, и имеет узкий диапазон цифрового регулирования (100 об/мин). При этом ток на выходе цифро-аналогового преобразователя может быть не только в диапазоне значений суммарного числа импульсов в счетчике, что приводит к погрешностям в работе регулятора. Например, в счетчике по каким-либо причинам резко изменилось задание (может быть записано число 7908 вместо числа 5997). В результате ток на выходе цифро-аналогового преобразователя вместо необходимой малой величины имеет больщую величину и скорость двигателя, еще более отличаться от задания.

В таком регуляторе также невозможно изменить и выбрать любой диапазон регулирования в цифровой форме (диапазон возможного изменения суммарного числа импульсов в счетчике), а следовательно, и коэффициент усиления обратной связи системы. Выбор любого диапазона регулирования в цифровой форме особенно необходим в двух случаях: вопервых, когда управление двигателем происходит по цепи цифро-аналоговый преобразователь, блок управления тиристорного выпрямителя, тиристорный выпрямитель, во-вторых,

когда управление проис.ходит по цеии преобразователь «интервал-фаза -, тиристорный выпрямитель.

В обоих случаях при формировании импульсов управления тиристорным выпрямителем

необходимо создать вполне определенную задержку во времени (ее величина зависит от выбранной схемы выпрямителя), так как импульс управления должен подаваться на тиристоры не раньще наступления момента естественной коммутации вентилей, который различен у разных схем выпрямителей. Поэтому число, записанное в декадах, которые несут информацию, должно быгь ограничено сверху, так как наибольшему числу соответствует наименьшая задержка при формировании импульса, открывающего тиристор.

Предложенный цифровой регулятор отличается от известных тем, что он содержит мультивибраторы, ключи, триггеры, и элементы «И нижнего и верхнего пределов абсолютного диапазона регулирования, причем управляющие входы элементов «И подключены к выходам разрядов счетчика, а выходы через соответствующие триггеры к одним из входов ;. iSi

выходом блока измерения скоростей, а выходы через соответствующие мультивибраторы - с входами установки разрядов счетчнка, соответствующими выбранному диапазону.

На чертеже приведена функциональная схема описываемого цифрового регулятора.

Регулятор содержит блок записи БЗ, состоящий из переключателей 1-4, блок измерения скорости БИ, состоящий из формирователей 5 н 6, кварцевого генератора 7, линии задержки 8, триггера установки 9, ключа 10 и логической схемы 11 и счетчик Сч, состоящий из декад 12--15. Регулятор содержит также блок памяти БП, состоящий из декад 16 и 17 и цифро-аналоговый преобразователь УАП 18. Блок поиска дианазона БПД состоит из элементов «И 19 и верхнего 20 пределов абсолютного диапазона регулирования, триггера нижнего предела 21, триггера верхнего предела 22, ключа нижнего предела 23. ключа верхнего предела 24, мультивибратора нижнего предела 25 и мультивибратора верхнего предела 26.

В устройстве измеряется длительность интервала, пропорционального скорости двигателя и поступающего с двух регистрирующих устройств частотного датчика в виде двух импульсов, задающих начало и конец интервала. Измерение осуществляется посредством заполнения интервала импульсами эталонной частоты генератора 7 и подсчета их с помощью десятичного суммирующего счетчика СЧ.

Перед началом работы в цифровом регуляторе с помощью переключателей 1-4 устанавливается задание. При этом в блоке задания БЗ устанавливается не число высокочастотных импульсов генератора 7, нриходящих в счетчик СЧ за измеряемый интервал, а нриведенное значение задания, т. е. число, дополняющее первое до числа, близкого к полной емкости счетчика (10000) и заключенного где-то внутри диапазона регулирования. Величина суммарного числа зависит от выбранного диапазона регулирования, заданной величины скорости двигателя и входных параметров.

Цифровой регулятор работает следующим образом.

Импульс, поступающий с регистрирующего устройства частотного датчика, задающего начало измеряемого интервала, и сформированной в формирователе 5 переносит задание, записанное в коммутационных схемах переключателей, в счетчик СЧ. Через время задержки, необходимое для установки счетчика, переключается триггер 9. При этом открывается ключ 10 к ъ счетчик СЧ начинают поступать импульсы генератора 7. Счет заканчивается с поступлением с регистрирующего устройства частотного датчика импульса, задающего конец измеряемого интервала, который формируется в формирователе 6. Имнульс формирователя 6 поступает в схему // и переключает триггер 9, который закрывает ключ 10. Через время задержки со схемы 11 поступает Ихмпульс переноса информации, которая заключена в пер. . - ... ,..,:; чйГ - 312235

вых двух декадах 12 и 13 счетчика СЧ, в декады 16 и 17 блока памяти БП. После этого схема 11 вырабатывает импульс сброса счетчика СЧ и триггеров 21 и 22.

Информация, записанная в блоке намяти БП, непрерывно превращается в преобразователе 18 в аналоговую величину, и в результате в постоянный ток якорной обмотки двигателя. Схема поиска и поддержания постоянным и

однозначным дианазона регулирования в цифровой форме работает следующим образом.

Пусть, например, мы выбрали абсолютный диапазон в цифровой форме в пределах от 9910 до 9965. При этом управляющие входы

элемента 19 подключены к таким выходам разрядов счетчика СЧ, при подключении к которым на выходе схемы появляется импульс при суммарном числе импульсов, ноступивших в счетчик, равном или большем 9910. Унравляющие входы элемента 20 подключены к выходам разрядов счетчика СЧ, при подключении к которым на выходе элемента 20 импульс появляется при суммарном числе имнульсов, равном или большем 9965. При срабатывании элементов 19 и 20 переключаются триггеры 21 и 22, вызывая соответственно запирание и отпирание ключей 23 и 24 по управляющим входам. Если суммарное число импульсов в счетчике

не достигло 9910, то элемент 19 не срабатывает, триггер 21 не переключается и ключ 23 остается открытым по управляющему входу. Тогда при приходе на сигнальный вход ключа 23 импульса с логической схемы 11, которой

по времени следует сразу же после остановки счетчика, на выходе ключа 23 появится импульс, который вызывает срабатывание мультивибратора 25. Выход мультивибратора 25 соединен с унравляющими входами разрядов

декад 12, 13 счетчика СЧ, при подаче некоторые импульса мультивибратора 25 декады 12, 13 устанавливается в состояние, соответствующее числу 10. Причем эта установка происходит прежде чем осуществляться передача информации в блок памяти БП. Таким образом, независимо от того, какое именно число было записано в счетчике СЧ (но меньше 9910) в блоке памяти при перезаписи запишется число 10. При этом на выходе преобразователя 18

будет минимальное напряжение, при котором скорость двигателя будет уменьшаться до тех пор, пока суммарное число импульсов в счетчике не достигнет 9910. По достижении этого числа срабатывает ключ 23, переключается

триггер 21, запирая по управляющему входу ключ 23. При этом импульс схемы // не вызывает появления выходного импульса ключа 23 и в блок памяти БП переписывается число, записанное в двух младщих декадах счетчика

обычным образом.

11 на выходе ключа 24 появляется импульс. Последний запускает мультивибратор 26, устанавливающий две младшие декады (благодаря соответствующему воздействию на управляющие входы разрядов декад) в состояние 65. Таким образом, независимо от того, какое было записано в счетчике (но больше 9965) в блоке памяти при перезаписи запишется число 65. При этом на выходе преобразователя 18 будет максимальное напряжение, при котором скорость двигателя будет увеличиваться до тех пор, пока суммарное число импульсов в счетчике не уменьшится до величины, меньшей 9965, после чего регулятор будет работать как обычно.

Предмет изобретения

Цифровой регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий блок задания и

блок измерения скорости, подключенные к счетчику, младшие декады которого через блок памяти подключены ко входу цифроаналогового преобразователя, выход которого

подключен к исполнительному двигателю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы регулятора и расширения его функциональных возможностей, он содержит мультивибраторы, ключи, триггеры, и элементы «И нижнего и верхнего пределов абсолютного диапазона регулирования, причем управляющие входы элементов «И подключены к выходам разрядов счетчика, а выходы через соответствующие триггеры к одним из входов

ключей, другие входы которых соединены с выходом блока измерения скоростей, а выходы через соответствующие мультивибраторы - с входами установки разрядов счетчика, соответствующими выбранному диапазону.