Устройство для стабилизации скоростиэлЕКТРОпРиВОдА Советский патент 1981 года по МПК G05D13/00 

(54) УСТРОЙСТВО для СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию и - может быть применено в различного рода механизмах, требующих высокой стабилизации скорости на инфранизких скоростях, при равномерном вращении.

Известна система регулирования скорости электродвигателя, использующая в управлении фазовый детекто основанная на принципе сравнения задаваемой опорной частоты и частоты обратной связи, снимаемой с датчика скорости, жестко соединенного с Всшом электродвигателя формирования напряжения питания, пропорционального фазовому рассогласованию и частоте питания, равной частоте датчика обратной связи 1.

Однако ввиду низкой частоты с входа импульсногодатчика скорости, система подвержена колебаниям скорости на инфранизких скоростях, дестабилизируется скорость вращения и уменьшается КПД системы за счет наличия зоны прерывистых токов.

Наиболее, близкой по технической сущности к предлагаемому является стабилизатор оборотов электродвигателя, включающий в себя фазовый детектор, выполненный в виде реверсивного сдвигающего регистра, импульсный датчик скорости, жестко связанный с валом электродвигателя и ключ, включенный в цепь питания электродвигателя и подключенный к выходу фазового детектора, входы которого соединены, соответственно,с выходом кварцевого генератора синхронизирующих импульсов и с выходом импульс0ного датчика скорости 2.

Однако у известного устройства, как и у всех устройств, использующих принцип фазового управления, частота питания электродвигателя 5 равна частоте, снимаемой с датчика скорости. Частота с выхода датчика fg и требуемая стабильная скорость П(. связаны соотношением ig из которого видно, что увеличение

0 частоты fQ требует увеличения числа импульсов К датчика за один оборот электродвигателя, что ограничено конструктивными особенностями датчика. При низкой частоте питания элек5тродвигатель работает в режиме прерывистых токов, что приводит к резкому снижению жесткости механической характеристики в этой зоне, а также к дополнительным потерям мощности

0 за счет увеличения пульсаций тока якоря. Для устранения зоны прерывистых токов следует увеличивать электромагнитную постоянную времени якорной цепи или увеличивать частоту питания, что приводит к ухудшению динамических показателей. Цель изобретения - повышение точности стабилизации и увеличение КПД устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для стабилизации , оборотов двигателя содержащее импульсный датчик скорости, жестко свя занный с валом электродвигателя и последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый фазовый детектор и ключ, включенный в цепь питания электродвигателя, введены последовательно соединенные второй фазовый детектор, интегратор,управляемый генератор и асинхронный счетчик, причем первый вход второго фазового детектора соединен с выходо импульсного датчика скорости, второй вход второго фазового детектора соединен с выходом асинхронного счетчика, а выход управляемого генератора подключен к второму; входу первого фазового детектора. На чертеже приведена структурная схема устройства для стабилизации скорости электропривода. Устройство содерж ;т второй фазовый детектор 1, интегратор 2, асинхронный с.четчик 3, управляемый генератор 4, генератор 5 опорной частоты, первый фазовый детектор 6, импульсный датчик 7 скорости, ключ 8, электродвигатель 9. Устройство работ-ает следующим об разом. На первый вход второго фазового детектора 1 поступает частота fg с выхода импульсного датчика 7 скоро ти. На второй вход фазового детекто ра 1 поступает частота с выхо да асинхронного счетчика 3 с коэффи циентом деления ,где ,1,2,. f;( - частота с выхода управляемого генератора 4. Второй фазовый детектор 1 выделяет фазовое рассогласова ние. ср между частотами f и ,.K9 торое поступает на интегратор 2, пр образующий величину фазового рассогласования в пропорциональное напряжение, которое управляет частотой управляемого генератора 4. В устано вившемся режиме фазового рассогласо . вания (fuO. Изменение частоты на пе вом входе второго фазового детектор 1 на величину д fQ приводит к измене нию фазового рассогласования if на величину дц) , что обуславливает изменение напряжения на выходе интегратора 2 и изменение частоты f на величину Af. По цепи обратной связи образованной асинхронным счетчиком 3, на втором входе второго фазового детектора 1 также происходит изме-.нение частоты на величину &f./2, которое сводит к нулю фазовое рассогласование ф . Таким образом, изменение частоты fp приврдит и к пропорциональному изменению частоты f, причем эта частота в () раз выше частоты fQ. На первый фазовый детектор б поступает частота fQ, с генератора 5 опорной частоты и частота f с выхода управляемого генератора 4. Первый Аазовый детектор 6 выделяет фазовый угол ( между частотами fgn и f,. Длительность включения ключа 8 соответствует величине фазового угла ф . Электродвигатель 9 разгоняется до тех пор, пока частота f f не сравняются. В устройстве для стабилизации скорости электропривода существуют две обратные связи - местная обратная связь, предназначенная для повышения частоты импульсного датчика 7 скорости и общая отрицательная обратная связь, осуществляющая стабилизацию частоты вращения электродвигателя 9. При этом, частота питания электродвигателя 9 в () раз выше частоты, получаемой с выхода импульсного датчика 7 скорости. Ток электродвигателя 9 в этом случае не спадает до нуля на инфранизких скоростях вращения, а это приводит к повышению точности стабилизации и увеличение КПД устройства. Использование предлагаемого устройства для стабилизации скорости электропривода по сравнению с известными позволяет повысить частоту питания электродвигателя не изменяя конструкцию датчика скорости. Формула изобретения Устройство для стабилизации скорости электропривода, содержащее импульсный датчик скорости, жестко связанный с валом электродвигателя и последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый фазовый детектор и ключ, включенный в цепь питания электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации и увеличения КПД устройства, в него введены последовательно соединенные второй фазовый детектор, интегратор, управляемый генератор и асинхронный счетчик, причем первый вход второго фазового детектора соединен с выходом импульсного датчика скорости, второй вхсд второго фазового детектора соединен с выходом асинхронного счетчика, а выход управляемого генератора

псяключен ко второму входу первого фазового детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 1492063, кл. G 3 Н,опублик. 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 531138, КЛ. G 05 D 13/00, 1976 (прототип).