Устройство для определения скорости электродвигателя в электроприводе с двухзонным регулированием Советский патент 1980 года по МПК H02P5/00 

I

Изобретение относится к электроприводам постоянного тока с двухзонным регулированием скорости.

Известно устройство для определения скорости электродвигателя в электроприводе постоянного тока с двухзонным регулированием, содержащее датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя и множительно-делительное устройство,.подключенное к выходам этих датчиков fl/.

Недостатком этого устройства является ся малая точность определения скорости при большом диапазоне изменения магнитного потока, вследствие чего его применение в случае уменьшения величины магнитного потока электродвигателя в 10 и более раз и при реверсироЬании электропривода изменением знака магнитного потока электродвигателя становится прак.тически невозможным,20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения скорости электродвигателя

в электроприводе с двухзонным регулированием, содержащее датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя, элемент сравнения с вентильной характеристикой и подключенный к его первому входу источник Постоянного напряжения, два ключевых элемента и подключенный к их вь1ходам элемент суммирования, выход которого является выходом устройства, нелинейный преобразователь, дэа диода и инвертор, причем выход датчика ЭДС электродвигателя подключен ко входу элемента суммирования и через диоды - к управляющим входам ключевых элементов, нелинейный преобразователь включен между выходом датчика магнитного потока электродвигателя и вторым входом элемента сравнения, выход которого подключен ко входу первого ключевого элемента и через инвертор - ко входу второго ключевого элемента 2.

Недостатком этого устройства является малая точность определения скорости электродвигателя при большом диапазоне изменения магнитного потока электродвигателя, особенно при независимом изменении магнитного потока и напряясёния на якоре и в случае изменения знака магнитного потока. Цель изобретения - повышение Точности при большом диапазоне изменения лагнитного потока электродвигателя. Эта цель достигается тем, что в устройство для определения скорости электродвигателя с двухзонным регулированием датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя, элемент сравнения с вентильной характеристикой и пьдключенный к его первому входу источ- , НИК постоянного Напряжения, два ключе BKix элемента и подключенный к их выходам первый элемент суммирования, выход которого является выходом устройства, введены второй и третий элементы сумми рования, блок деления, блок йеремножбнйя, два элемента выделения модуля, логический элемент разнозначности и логический элемент неравнозначности, при этом д;ва входа второго элемента суммирования подключены к выходу блока пере множения и через первый элемент выделения модуля - к выходу датчика ЭДС электродвигателя, а его выход подключен ко входу делимого блока деления, вход делителя которого c6eдvIнeн с выходом третьего элемента суммирования, а не- инверсный и инверсный выходы подключены ко входам соответственно первого и второго ключевые элементов, управпяющи входы которых соединены с выходами со. ответственно логического элемента равнозначности и логического элемента не- р й1бноэначно6тй, два вхрда каждого из Которых подключены к выходам Датчиков ЭДС и магнитного потока, выход последнего через второй элемент выделения мо дуля соединен также с первым входом .третьего элемента суммирования и ер . BTOpiiiM входом элемента сравнения с . вентильной характеристикой, выход которого соединен со Вторым входом третье- .: го элемента суммирования и Ь однйм из входов блока перемножения, второй вход которого соединен с неинверсным выходом блока делений. На чертеже схематически преаставпено устройство. , Уст ройство сЬдёржит датчики магнитного потока 1 и ЭДС 2 апектродв игате- ля, элемент 3 сравнения с вентильной характеристикой и подключенный к его первому входу источник 4 постоянного напряжения, два ключевых элемента 5 и 6 и подключенный к их выходам первый } элемент 7. суммирования, выход которого является выходом устройства. В устройство введены второй 8 и третий 9 эле- , менты суммирования, блок 10 деления, блок 11 перемножения, два элемента 12и 13 выделения модуля, логический элемент 14 равнозначности и логический элемент 15 неравнозначности. Два входа второго элемента 8 суммирования подключены к. выходу блока 11 перемножения и через первый элемент 12 выделения модуля - к выходу . датчика 2 ЭДС электродвигателя, а его выход подключен ко входу делимого блока 10 деления, вход целителя которого соединен с выходом третьего элемента 9 суммирования, а его неинверсный и инверсный выходы подключены ко входам соответственно первого 5 и второго б ключевых элементов, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно логического элемента 14 равнозначности и логического элемента. 15 неравнозначности, один вход каждого из которых подключен к выходам датчи.ков ЭДС 2 и магнитного потока 1, выход последнего через второй элемент. 13выделения модуля, соединен также с первым входом третьего-элемента 9 суммирования и со вторьгм входом эле ментв 3 сравнения с вентильной характеристикой, выход которого соединен со . вторым входом третьего элемента 9 Суммирования и с одним из входов блока 11 перемножения, второй вход которого соединен с неинверсным. выходом блока 10 ;. деления. Устройство работает следующим об ра-зом. Выходной сигнал Кф.Ф (Кф - масштабный коэффициент) датчика 1 магнитного потока Ф электродвигателя через второй элемент 13 вйделения Модуля арступает на вход элемента 3 сравнения с вентильной характеристикой, где сравнивается ссигналом -UncT. источника 4 постоянного напряжения. При (Кф.Ф) 7 (Uuct) напряжение на выходе элемента; 3 сравнения благодаря его вентильной характеристике равно нулю, а вместе с тем и равны нулю выходной сигнал блока 11 перемножения и сигнал, поступающий на второй вход третьего элемента 9 суммирования. При 3ToW на вход делимого блока 10 деления поступает выходной сигнал КЕ Н (K -масштабный .коэффициент) датчика 2 ЭДС Е электродвигателя через первый элемент 12 выделения модул и через второй элемент 8 суммирования, а Hia вход делителя блока 10 деления поступает сигнал с выхода дётчика 1 магнитного потока через второй блок 13 выделения модуля и третий элемент 9 суммирования. Выходной сигнал блока 10 деления ) при этом пропорционален Модулю (А) скорости электродвигателя ( масштабный коэффициент). - При одинаковых знаках Магнитного потока и ЭДС электродвигателя появляет ся сигнал на выходе логического элемен та 14 равнозначности, и ,положительный сигнал с неинверсного выхода блока 10 деления через открытый перый ключевой элемент 5 и первый элемент 7 суммирования поступает на выход устройства. При противоположных знаках магнитного потока и .ЭДС электродвигателя появляет ся сигнал на выходе логического элемента 15 неравнозначности и отрицательный сигнал с инверсного выхода блока 10 деления через открытый второй ключевой элемент 6 и первый элемент 7 суммирования Поступает на выход устройства. Таким образом, при любых знаках магнит ного пот&ка и ЭДС электродвигателя выходной сигнал устройства пропорционален скорости электродвигателя: 6b,x- w- /4v| -Sign(E, Кд - коэффициент блока деления; Q - конструктивная постоянная электродвигателя. При уменьшении выходного сигнала датчика 1 магнитного потока до величины, меньшей напряжения источника 4 постоянного напряжения, т1 е.(К(}.Ф) (-нст.) когда ошибка определения, скорости возрастает вследствие увеличения погрешности блока деления при малых значениях делителя, появляется сигнал на выходе элемента 3 сравнения, пропорциональный величине (Уцст ) Этот сигнал складывается в третьем; элементе 9 суммирования с выходным сигналом ( Кф.Ф ) второго элемента 13 выделения модуля, в результате чего на вход делителя блока 10.деления с выхода третьего элемента 9 . суммирования поступает постоянный сигнал ( - |(ф-Ф| ) +(Кф.) и„,т . Одновременно на выходе блока 11 перемножениям появляется сигнал К. (UUCT.-f.)). 52 хК ujW , который во втором элементе 8 суммирования складывается с выходным сигналом первого элемента 12 выделения модуля, пропорциональным модулю ЭДС эледтродвигателя ( ), и поступает на вход делимого .блока 10 деления. При этом выходной сигнал устройства, требуемый знак которого обеспечивается с помощью ключевс1х элементов 5 и 6, логических элементов равнозначности 14 и неравнозначности 15 и первого элемента 7 суммирования аналогично описанному выше характеризуется зависимостью:,,.,МИ..щ.,„(,,, где - коэффициент блока 11 пере- множения. При выборе параметров элементов .схемы в соответствии с условиями К„„ k: « 1 и (могут варьироваться также передаточные коэффициенты элементов сравнения 3 и суммирования 8 и 9) выходное напряжение устройства пропорционально скорости электродвигателя: &ых- и; -| - И ЕТаким образом, при определении скорости электродвигателя путем определения отношения ЭДС и магнитного потока электродвигателя изобретение обеспечивает в случае малых значений магнитного потока вместо уменьшения делителя увеличение делимого при сохранении требуемого значения частного от деления, что исключает необходимость деления на малую величину, приводящего к увеличению ошибки, и, тем, самым, обеспечивает повышение точности определения скорости электродвигателя при большом диапа не изменения магнитного потока. Это расширяет возможности применения такого устройства, в том числе и для электроприводов, в которых регулирование скорости осущест&ляется при одновременном или независимом изменении магнитного поюка и напряжения йа якоре глектродвигателя и при большом диапазоне изменения этих величин, например для электроприводов, мощных экскаваторов, шахтных подъемников, прокатных ctaHKOB. Формула изобретения Устройство для определения скорости электродвигателя в электроприводе с