Устройство для регулирования скорости электропривода Советский патент 1981 года по МПК G05D13/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение может быть использовано в системах стабильного вращения, в частности при звуко- и видеозаписи, в радионавигации и т.д.

Известно устройство для регулирования скорости привода, представляющее собой дискретный релейный регулятор с частотно-импульсным датчиком скорости 1 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является регулятор скорости привода, который содержит датчик скорости привода, первьтй и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходами счетчика импульсов, а выходы - со входами триггера. В этом устройстве осуществляется сравнение каждого периода импульсов с датчика скорости с эталонным периодом, который каждый раз заново набирается в счетчике импульсов высокой частоты от опорного генератора. В процессе работы на выхЬде триггера) этого устройства реализуется релейная функция регулирования скорости привода, причем перекл1очвния реле производятся в моменты прихода импульсов с датчика скорости. При определенном соотношении параметров привода данное устройство может обеспечить достаточно высокие -показатели стабильности скорости вращения {2.

5 Однако в связи с широким использованием в настоящее время приводов с датчиком ЭДС фазы применение данных устройств для регулирования скорости вращения становится малоэффективным.

Так, в известных схемах управления вентильным двигателем с датчиков ЭДС врёццения с помощью датчиков нуля фиксируются моменты перехода ЭДС

15 вращения в обмотках статора .через нуль. Сформированные таким образом сигналы используются в схеме управления двигателем для переключения фаз в режиме самокоммутации, они

20 же могут быть использованы и как. сигналы датчика скорости привода в устройстве регулирования. В случае применения зубчатого статора в трёхфазных двигателях в связи с наличием магнитной связи (М) между

обмотками статора напряжение, снимаемое с отключенной в данный момент фазы на входе датчика нуля, имеет вид

(1)

-и,

30

М

где fg - ЭДС вращения, наведенная магнитным полем возбуждения ротора; Ns -M(dild-t)- ЭДС взаимоиндукции: секции, наведенная магнитным подем тока i фазы, подключенной к источнику напряжения. При этом очевидно/ ЧТО величина тока 1 меняется в соответствии с законом изменения ЭДС вращения подключенной фазы (в большинстве случаев это синусоидальный закон). В результате, когда двигател подключен к источнику питания, согласно (1) сигнал перехода через нуль в датчике нуля формируется несколько ранее, чем это было бы при отключенном двигателе () . Опережение сигналов с датчика нуля относительно ЭДС вращения пропорционально величине магнитной связи М между обмотками статора. В процессе работы релейного регулятора (временная диаграмма на фиг.1,а) опережение С имеет место в том положении реле, Korjia двигатель подключен к источнику питания, и отсутствует в противоположном положении реле. В связи с этим на выходе датчика скорости (датчика нуля) происходит искажение первого, периода импульсов после переключения реле; Как показано на фиг.1,6, первый период импульсов после выключения реле равен

т Т+Г, а первый период после включения

т - т-г,

где Т - действительный период вращения ротора двигателя. Это искажение сигналов датчика скорости приводит к ложным срабатываниям регулятора, к возникновению низкочастотных автоколебаний в системе регулирования скорости привода, причем стабильност последней уже не может быть лучше

е -сг/то,

где TO - эталонный период.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, сбдержаиеедатчик скорости и первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими входами первого триггера, введен второй триггер, выход которого соединен со вторыми первого -и второго - элементов И, причем датчик скорости подключен к входу счетчика импульсов, счетному входу второго триггера и к третьим входам элементов И.

На фиг.1 представлена временная диаграмма, поясняющая работу релейного регулятора; на фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.З - временная диаграмма, поясия бщая принцип его работы.

Устройство содержит датчик скорости 1, счетчик импульсов 2, первый 3 и второй 4 элементы И, первый триггер 5 и второй триггер 6. Выход триггера 5 является выходом устройству. Счетчик 2 имеет два взаимно инверсных выхода 7 и 8. Импульсы с датчика скорости 1 поступают на вход установки нуля счетчика 2. Если период импульсов сброса больше эталонного периода (Тд) то к концу периода на выходе 7 счетчика 2 он имеет единичный си1:нал, в противном - нулевой. Триггер 6 согласно принципу по счетному входу имеет на выходе сигнал чередующихся нулей и единиц (фиг.3,6), так что, как показано на фиг.З,в и г, импульсы навходы триггера 5 могут проходить через элементы И только через одного (на фоне единицы с триггера 6).

Устройство работает следующим образом.

Как и в прототипе, при .пуске, когда период импульсов с датчика больше эталонного (Т), импульсы на фоне единицы на выходе 7 счетчика 2 (через одного) поступают на первый вход триггера 5, устанавливая ег в единицу. Двигатель подключен к источнику питания и разгоняется. Если в результате разгона двигателя выполняется условие , импульсы с датчика 1, поступая на фоне единицы с выхода 8 счетчика 2 на второй вход триггера 5, устанавливают его в ноль. Двигатель отключен и выбегает.

Как указывалось, первый период импульсов после переключения реле (Т и Т на фиг.З,а) искажен в связи с тем, что начало и конец его формирования происходят на фоне разных состояний реле. Однако в результате введения в схему устройства триггера 6 импульс этого периода не проходит через элементы И на входы триггера 5 и результат измерения искаженного, периода не влияет на состояние реле. Состояние реле может изменить только результат второго периода после последнего переключения, но формирование его начала и конца происходят на фоне одного состояния реле, т.е. или оба имеют опережение V (в случае подключения двигателя), или оба его не имеют (случай отключенного двигателя) . В обоих этих случаях второй после переключения реле период им- пульсов с датчика 1 соответствует действительному периоду вращения ротора двигателя (Т). Таким образом, влияние описанных искажений на работу регулятора устраняется.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости электропривода, содержащее

датчик скорости и первый и второй элементы И, первые входы которых , соединены с соответствующими выходами счетчиков импульсов, а выходы - с соответствукяцими входами первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй триггер, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, причем датчик скорости

подключен к входу счетчика импуль- сов, счетному входу второго триггера и к третьим входам элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР I 546885, кл. G 05 В 19/20, 1973 (прототип).