Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02P5/16 

Целью настоящего изобретения является улучшение динамических характеристик вхождения электродвигателя в синхронизм при изменении синхронной скорости в ширсжом диапазоне за счет снятия блокировки с усилителя мощности раньше, чем скорость эльктродвигателя достигнет свое го синхронного значения. Поставленная цель достигается тем, что в сишхронном режиме период импульсов ДС сравнивается с 2 периодами импульсов ЗГ, при скорости электродвигателя ниже синхронной - с ( + Kj) а при скорости выше синхронной - с (2 - Kj|) периодами импульсов ЗГ (где К ; 1. - целые положительные числа), для чего в известном устройстве содержащем синхронизатор на логических элементах, входы которого соединены с ДС и через ,п- разрядный счетчик с задающим, генератором, частота импульсов которого в 2 раз больше частоты импульсов ДС в синхронном режиме, а выходы с входами сброс в О и сброс в 2 счетчика и через УМ с элект ,.nW i -If If родвигателем, выходы счетчика 2 ; KJ соединены с входами синхронизатора через ключи, вторые входы которых подключены к выходам синхронизатора. Сущность изобретения поясняется черк тежами, где на фигурю 1 представлена функциональная схема устройства, а на фигуре 2 - временные диаграммы его ра боты при , к. . Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока (фиг. 1) содержит синхронизатор 1, выход которого соединен с усилителем мощности 2, который подключен к обмотке электродвигателя 3; датчик скорости 4, период импульсов которого обратно пропорционален скорости электродвигателя; задающий генератор 5, подключенный V I TIOTTJWWV R R, Krv n-разрядному счетчику 6, выходы которого + К ; 2 --Kg соединены через ключи 7, 8, 9 с синхронизатором 1; формирователь 10 HNrnyntrсов датчика скорости. Период импульсов ЗГ в 2 раз меньше периода импульсов ДС в синхронном режиме. При вклю чении устройства на синхронизатор 1 червэ один из ключей 7, 8, 9 приходит несколько импульсов от ЗГ и усилитель мощности блокируется в состоянии логической , электродвигатель начинает разгоняться. При этом импульсы от ЗГ поступают на синхронизатор с выхода счетчика 2 + Kj через открытый ключ 7, ключи 8 к 9 закрыты, а с одного из выходов синхронизатора от формирователя импульсов ДС на счетчик поступают импульсы, осуществляющие его сброс в состояние логического О, до тех пор, пока период импульсов ДС () больше (2 + К|) периодов импульсов ЗГ, за время между.двумя импульсами ДС, осуществляющими сброс счетчика в О, последний успевает хотя бы раз принять состояние (2 + К.) (фиг.2 а). На синхронизатор 1 поступают чередующие импульсы ЗГ и ДС и разблокировки усилителя мощности не происходит. По мере разгона электродвигателя Тд становится меньше (2 + К) и в один из периодов импульсов ДС на счетчик приходит меньше, чем (2 + К) импульсов ЗГ. При этом, на синхронизатор 1 поступают подряд два импульса ДС и с усилителя мощности блокировка снимается. Поступление импульсов на вход счетчика сброс в О прекращается, а в системе устанавливается режим фазового регупсирования, -при котором напряжение на двигателе 3 представляет собой последовательность импульсов, относительная продолжительность которых пропорциональна временному сдвигу между,импульсами ЗГ и ДС. В момент снятия блокировки с УМ из состояния логической 1 период импульсов ДС меньше величины (2 + К но больще чем 2 Т, , т.е. скорость вращения ниже синхронной. Так как значение чиспа К,1 выбирается таким образом, чтобы разность между частотами 11 была не больше (. -Т зг зоны втягивания в синхронизм, то режим фазового регулирования приводит к установдению синхронной скорости, при которой -г« rj Т 2 МЬ Если под действием -ириложенных к системе возмущений частота вращения электродвигателя станет выше синхронной, то наступит момент, когда с выхода 2 счетчика на синхрюнизатор 1 приходят подряд два импульса ДС1 При этом усилитель мощности блокируется в состоянии логического О, при котором напряжение питания отключается от электрюдвигателя и последний начинает тормозиться. Ключ 8 остается открытым, дополнительно открывается ключ 9 и на синхронизатор поступают ИМПУЛЬСЫ с выходов счетчика и . При заблокированном в состоянии О усилителе мощности импульсы ДС через синхронизатор 1 поступают на счетчик, осуществляя его сброс в состояние ( 1) До тех пор,пока Тд(,,4 () - , между двумя импульсами ДС на вход сче чика будет приходить ( Kg) или менее импульсов ЗГ (см. фиг. 26). Следую щий за импульсом ДС импульс ЗГ перево дит счетчик в состояние 2и на выхо де счетчика 2 появляется импульс, но состояние (2 - К,) счетчик принять не успевает и на синхронизатор между двумя импульсами ДС поступает не более одного импульса ЗГ. Усилитель мощности остается заблокированным, электродвигатель продолжает тормозиться и, так толь fr / nf- К V Т (2 - / зГ ко становится Тд у I ч наступает момент, когда между двумя импульсами ДС на вход счетчика придут более (Z - К импульсов ЗГ. При этом счетчик успевает принять состояния 2 и (2 - К ), и на синхронизатор придут подряд два импульса ЗГ, в результате чего усилитель мощности разблокируется. При этом ключ 9 закрьтается, ключ 8 остается открытым, а поступлени импульсов на вход счетчика сброс в 2 -1 прекращается. В системе устанавливается режим фазового регулирования. В момент снятия блокировки с УМ, находящегося в состоянии О, - К , т.е. частота вращения выше синхронной. Значение числа Ki выбирается таким образом, чтобы при разблокировке усилителя мощности частота вращения электродвигателя находилась в зоне вхождения в синхронизм. В предлагаемом устройстве, в различные моменты протекания процесса вхождения в синхронизм, от ЗГ на синхронизатор поступают импульсы с различными периодами следования, что дает, возможность управлять моментом снятая блокировки с усилителя мощности. Выбором числа п ; К ; К можно изменять периоды импульсов, поступающих на синхронизатор от задающего генератора, и тем самым оптимизировать процесс вхождения двигателя в синхронизм. Использование предлагаемого устройства позволит создать системы стабилизации скорости вращения электродвигателя с высокими динамическими характеристиками, что необходимо в электроприводах точной магнитной записи, программных и времязадающих механизмах. Формула изобретен Устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее синхронизатор на логических элементах, входы которогосоеавнены с датчиком скорости и через п - раз- рядныйсчетчикс задающим генератором, частотаимпульсов которого в рез больше частоты импульсов датчика скорости в синхронном режиме, а выходы с вхопамя сброс вО н сброс в 2 - Iсчетчика и через усилитель мощности с электродвигателем, отличающееся тем, что, с целью улучщения динамических характеристик устройства, вьиоды счетчика пП-1 , If , г оО-1 /г, к + IN. I ,, f- 2 соединены с входами синхронизатора через ключи, вторые входы которых подключены к выходам синхронизатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 372631, кл. Н О2 Р 5/06. 197О. 2.Авторское свидетельство СССР № 474891. кп. Н 02 Р 5/О6, 1975.