Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам точных оптико-механических систем синхронно-синфазного вращения. .

Известно устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока, содержащее коммутатор, силовой вход которого подключен к питающей сети, его выходы к обмоткам двигателя, а управляющий вход чере,з пороговую схему и KOpjieKтирующее звено соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора, первый вход которого соединен с датчиком скорости, а второй - с генератором опорной частоты 1 .

Недостатком устройства яйляется Низкая точность стабилизации скорости и медленный вход в синхронизм.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока ,.содержащее последовательно соединенные частотно-фазовый дискриминатор , корректирующее звено, коммутатор и- электродвигатель, снабженный датчиками скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты

и генератор низкой чабтоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым входом частотно-фазового дискриминатора 2J .

Недостатком этого устройства является зависимость эталонного сигнала от питающего напряжения и нестабильность Фазы вращения рот:ора

10 электродвигателя, что снижает точность стабилизации устройства,

цель изобретения - повьваение точности стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя 5 постоянного тока.

Цель достигается за счет, того, .что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скорости цепь из звена

20 первой задержки, блока временной привязки, второй вход которого соединен с выходсм датчика низкой частоты, звена второй задержки и элемента памяти, узел сравнения, первый

25 вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, второй вход - со входом звена второй задеркки, а выход - со вторым входом элемента памяти, схема И, входы которой

30 соединены с первым входом и выходом элемента памяти, и схема ИЛИ, вхо которой соединены с выходами схем И и звена первой задержки, а выход со вторым входом частотно-фазового дискриминатора. На чертеже представлена структу ная схема устройства для стабилиз ции скорости и фазы вращения ротор электродвигателя постоянного тока. Устройство содержит электродвигатель 1, соединенный с питающей сетью через коммутатор 2, управляю щий вход которого через пороговую схему 3 и корректирующее звено 4 соединен с выходом часто.тно-фазово го дискриминатора 5, первый вход которого соединение генератором 6 опорной частоты и синхронизирующим входом генератора7 низкой частоты а второй вход подключен к выходу схемы ИЛИ 8, Ее первый вход соединен со вторым выходом схемы И 9, а второй вход объединен с первым входом блока 10 временной привязки и через звено 11 первой Задержки соединен с датчиком 12 скорости. Второй вход блока 10 временной-привязки объединен с выходом датчика 13низкой частоты, а его выход со входом звена 14 второй задержки и BTopfciM входом элемента 15 сравнения. Выход звена 14 второй задерж ки объединен с первым входом схемы И 9 и синхронизирующим входом элемента 16 памяти,- выход которого объединен со вторым входом схемы И 9, а управляющий вход подключен к выходу элемента 15 сравнения. Устройство работает следующим образом. При включении питания электродвигатель 1 постоянного тока разгог яется до скорости, при которой частоты опорного генератора б и датчика 12 скорости равны. После этого включается канал захвата фазы, содержащий генератор 7 низкой частоты, элемент 15 сравнения, схему И 9 , элемент 16 памяти, звено 14второй задержки, датчик 13 низкой частоты, блок 10 временной привязки. Импульсный сигнал с выхода генератора 7 низкой частоты, часто та следования которого соответствуе частоте вращения ротора двигателя а фаза определяет положение ротора в пространстве, поступает на первый вход элемента 15 сравнения. На второй вход этого элемента подается импульсный сигнал с выхода блока 10 временной привязки. На входы блока временной привязки подаются имп льсные сигналы с датчика 12 ско рости через звено 11 первой задержки и с датчика 13, низкой частоты, который определяет действительную фазу положения ротора в пространств На выходе блока временной привязки формируется импульсный сигнал, соответствующий по фазе первому импульсу с датчика 12 скорости, который следует за импульсом датчика 13 низкой частоты. Это позволяет осуществить точную установку ротора по фазе в пределах одного периода частоты вращения, изменяя величину .задержки с помощью звена 11 первой задержки. С выхода элемента 15 сравнения импульсный сигнал, при совпадении импульсов генератора 7 низкой частоты и импульса с выхода блока 10 временной привязки подается на управляющий вход элемента 16 памяти. На синхронизирующий вход подается задержанный звеном 14 второй задержки импульсный сигнал с выхода блока 10 временной привязки. При этом на выходе элемента 16 памяти устанавливается сигнал, который запирает схему И 9. В случае несовпадения импульса с генератором 7 низкой частоты и импульса с выхода элемента 16 памяти устанавливается уровень постоянного напряжения, отпирающий схему И 9. При этом на второй вход этой схемы подается задержанный импульс с выхода блока временной привязки один раз за оборот двигателя. С входа схемы И 9 задержанный импульс через схему ИЛИ 8 поступает на первый вход частотно-фазового дискриминатора 5. На второй вход частотно-фазового дискриминатора подаются импульсы с генератора 6 опорной частоты. При этом частотно-фазовыГ: дискриминатор устанавливается в состояние, которое обеспечивает некоторое торможение двигателя, не выводя его частоту за пределы синхронной. Это приводит к изменению фазы положения ротора относительно импульсов генератора 7 низкой частоты. В случае совпадения импульса с выхода блока временной привязки и импульса с выхода генератора частоты запирается схема И 9 и на первый вход частотно-фазового дискриминатора подаются только задержанные импульсы с датчика 12 скорости. При этом осуществляется захват по частоте. С выхода частотно-фазового дискриминатора импульсы следуют с частотой опорного генератора. Их длительность равна разности фаз между импульсами опорной частоты и импульсами датчика скорости. Для уменьшения времени переходного процесса при захвате по частоте между выходом частотно-фазового дискриминатора и управляющим входом коммутатора 2 включены последовательно корректирующее звено и пороговое устройство.

Таким образом, устройство обеспечивает стабилизацию частоты вращения ротора с точностью, определяемой точностью опорного генератора, Так как частота датчика скорости связана с частотой датч:ика низкой частоты, то одновременно с частотой стабилизируется и фаза вращения ротора, что является дополнительным преимуществом устройства.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока содержащее последовательно соединенные частотно-фазовый дискриминатор, корректирующее звено, коммутатор,датчики скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты и генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым входом частотнофазового дискриминатора, .отличающееся тем, что, с целью

повышения точности стабилизации, дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скорости цепь из звена первой задержки, блока временной привязки, второй вход которого соединен с выходом датчика низкой частоты, звена второй задержки и элемента памяти, узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, второй вход - с входом звена второй задержки, а выход - с вторым входом элемента памяти, схема И, входы которой соединены с первым входом и выходом элемента памяти, и схема ИЛИ входы которой соединены с выходами схемы И и звена первой задержки, а выход - со вторым входом частотнофазового дискриминатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 343643, кл, Н 02 Р 5/06, 1972.

2.Патент Японии 49-7683, кл. Н 02 Р 5/00, 1976.