Устройство измерения скорости вращения бесконтактного двигателя постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G01P3/46 

i .

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения угловой скорости вращения и может быть использовано, например, в системах стабилизации скорости вращения бесконтактных двигателей постоянного тока (ВДПТ) с широтно-импульснымй датчиками Положения ротора (ДПР), а также в системах автоматического управления для выработки нереверсивных тахометрических с1 -иялов.

Известны бесконтактные реверсивные тахогене.раторы постоянного тока, содержащие синхронный генератор переменного тока, ротор которого жестко соединен с датчиком положения ротора, выпрямитель, фазочувствительный блок, реверсивный блок, связанный электрически с датчиком положения ротора, причем реверсивный блок выполнен на герконах, переключающие обмотки которых соединены с выходЬм фазочувствительнога блока lU- ,

Кроме того, известны бесконтактные реверсивные тахогенератор. постоянного тока, содержащие многофазный синхронный генератор, статортная обмотка которого подключена через выпрямитель к реверсивному

мостовому каскаду, управляемому через преобразователи напряжения датчиком положения, содержащи четыре магнитопровода с постоянными магнитными и выходными обмотками связанными с логическим устройством 2.

Общим недостатком тахогенераторов является координатное за паздывание момента переключения реверсивного блока относительно момента времени реверса вращения вала генератора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения скорости вращения бесконтактного двигателя постоянного тока с щиротно-. импульсными датчиками положения ротора,

выполненное в виде Tpiex двухвходовых схем И, входы каждой из которых попарно соединёны с чувствительными элементами трехфазного датчика положения ротора, а выход - с входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом схемы «сложение по

модулю два непосредственно, а с вторым входрм - через схему задержки импульса на прриод несущей частоты (З).

Основным недостатком известного устройства являются пульсации выходного напряжения устройства вследствие нелинейности селектируемых участков синусоиды, используемых для выработки сигнала скорости. Целью изобретения является снижение пульсаций выходного напряжения устройства измерения скорости вращения БДПТ. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены семь формирователей импульсов, инвертор, схема совпадения, схема сборки, триггер и генератор, а в датчик положения ротора - три дополнительных чувствительных элемента, включенных со сдвигом фаз относительно первых трех чувствительных элементов на 30°, причем выходы шести чувствительных элементов ДПР через шесть формирователей подключены к входам схемы сборки, выход которой соединен с первым входом схемы совпадения, со вторым входов которого через последовательно соединенные генератор седьмой формирователь и инвертор, который соединен с первым входом схемы совпадения, соединен первый чувствительный элемент, а выход схе,мы совпадения подключен к первому установочному входу триггера, ко второму устанЬ18рчному в)сЬду которого подключен выход инвертора, а выход триггера соединен с входом схемы задержки импульсов на период несущей частоты и со вторым входом схемы «сложение по два. --.„...;.. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - зависимости относительных длительностей (скважностей) выходных импульсов ДПР от угла поворота ротора; на фиг. 3- временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы устройства. Устройство для измерения скорости вра щения БДПТ состоит из шйротно-импульсного ДПР, имеющего в своем составе шесть чувствительных элементов , выходы которых через шесть формирователей подключены к схеме сборки 13, выход которой соединен с первым входом схемы совпадения 14, выход которой подключен к первому установочному входу триггера 15. Выход одного из чувствительных элементов, например первого I через пЬследовательно соединенные инвертор 16и седьмой формирователь 17 подключен к: входу генератора IS и второму установочн61|лу входу триггера 15. Выход генератора 18 соединен со вторым входом схемы совпадения, а вы(;од триггера 15 подключён к первому входу схемы «сложение по модулю два 19 непосредственно, а ко второму входу - через схему задержки импульсов на период несущей частоты 20. Устройство работает следующим образом. При вращении вала ДПР с его чувствительных элементов 1 снимаются широтно-импульснвк последовательности, скважности которых tf (см. фиг. 2) изменяются по гармонйческлм законам в зависимости от угла поворота ротора, причем.кривые Т|,Т1,1Га сдвинуты между собой по фазе на угол ±120°, кривые Т4, fs-t 6 также сдвинуты между собой по фазе на углы ±120°, а системы iTf, ta, Ts и 14, Т 5 Т в образуют две трехфазные последовательности, сдвинутые по фазе одна относительно другой на 30 эл. град. Для выработки импульсного сигнала скорости вращения вала БДПТ производится селекция линейных участков синусоид . Схема селекции, включающая в себя семь формирователей , 17, инвертор 16, генератор 18, схему сборки 13, схему совпадения 14 и триггер 15, производит выбор участков в 30° из системы ZTj te - Импульсы ft г(оступают на входы формирователей 7-н12, выходные импульсы которых соответствуют задним фронтам последовательностей ti-iyte, поступают через схему сборки 3 на первый вход схемы совпадения 14. Импульсы с выхода одного из чувствительных элементов ДПР, например первого I, инвертируются схемой 16 и поступают на ВХОД седьмого формирователя. 17, выходные импульсы,которого, соответствующие передним фронтам импульсов 1 I, запускают генератор 18, вырабатывающий стробирующие импульсы Ui, которые поступают на второй вход схемы совпадения 14. На выходе схемы совпадения 14 появляются те из импульсов задних фронтов последователь.ностей Т(, относительные длительности, которых удовлетворяют условиюtoj f Гоа, то есть средние по длительности импульсЕ Г из системы 11 4-tg. Выходные импульсы схемы совпадения 14 поступают на первый установочный вход триггера 15, на второй установочный вход которого поступают импульсы с выхода седьмого формирователя 17, соответствующие передним фронтам последовательностей tt -ьТе. На выходе триггера восстанавливается щирртно-модулированная последовательность Ua (см. фиг. 3), относительная длительность которой изменяется по- линейному закону от угла U поворота ротора ДПР. Эта зависимость показана на фиг. 2 линией 21. Импульсы с выхода триггера 15 поступают на вход схемы задержки импульсов на период несущей частоты 20 и на первый вход схемы «сложение по модулю два 19, на второй вход которой- поступают импульсы Uj с выхода схемы задержки импульсов на период несущей частоты. Длительность выходных импульсов . устройства равна разности длительностей сигналов Ua и УЗ соседних импульсов щиротно-модулированной последовательности Ua и пропорциональна измеряемой скорости вращения вала БДПТ.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости вращения бесконтактного двигателя постоянного тока с широтно-импульсным датчиком положения ротора с тремя чувствительными элементами, содержащее схему задержки импульса на период несущей частоты, выход которой подключен к первому входу схемы «сложение по модулю два, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности, в него введены семь формирователей импульсов, инвертор, схема совпадения, схема сборки, генератор, триггер, а в датчик положения ротора - три дополнительных чувствительных элемента, включенных сосдвигом фаз относительно первых трех чувствительных элементов на 30°, причем выходы шести чувствительных элементов датчика положения ротора через шесть формирователей подключены к входам схемы сборки, выход которой соединен с первым входом схемы совпадения, со вторым входом которой через последовательно соединенные генератор, седьмой формирователь и инвертор соединен первый чувствительный элемент, а выход схемы совпадения подключен к первому установочному входу триггера, ко второму установочному входу которого подключен выход инвертора, а выход триггера соединен с вторым входом схемы «сложение по модулю два и с входом- схемы задержки импульсов на период несущей частоты.

в

Источники информации, принятые во вни мaниe при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 386337, кл. G 01 Р 3/46, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 364900, кл. G 01 Р 3/46, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР № 503339, кл. G 01 Р 3/46, 1976.

fe

ч J

ЙУг.2