Устройство для регулирования положения вала электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования преимущественно в электроприводах прокатных станов с позиционным управлением, например в нажимных механизмах.

Известны устройства для регулирования положения вала электродвигателя с использованием импульсных и кодовых датчиков D.

Недостатком этих устройств является сложность выполнения механической и электрических частей датчиков | и, как следствие, пониженная надежность систем регулирования. Эти недостатки особенно заметны при уста- . новке датчиков на механизмах, работающих в сложных производственных условиях, например на клетях прокатных станов. Использование импульсных датчиков, как правило, упрощает систему, однако в ряде ответственных механизмов требуются дополнительные

2

устройства памяти на случай исчез,новения питающего напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для регулирования положения вала электродвигателя, содержащее последе вательно соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функциональный преобразователь, элемент

0 регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока и силовой преобразователь, второй вход элемента регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения то15ка подключен к тахогенератору, на одном валу с которым установлен сельсин, с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения 2.

Недостатком данного технического

20 решения является то, что при замере по среднему значению для уменьшения пульсации тока и скорости на выходе ФЧВ необходима установка фильтра. 3 9 который снижает быстродействие системы регулирования. Даже при увеличении частоты питания сельсина до 00|Гц приемлемые амплитуды пульсаций соответствуют постоянной времени фильтра 5-10 мс. Наличие пульсаций затрудняет задание положения в цифровом виде, причем для повышения точности измерений необходимо увеличивать постоянную времени фильт ра, что приводит к снижению быстродействия системы регулирования. Целью изобретения является повышение быстродействия электрЬпрИвбда в переходных процессах отработки пе ремещения при одновременном повыше- НИИ статической точности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования положения вала электродвигателя дополнительно снабжено аналого-цифро выми и цифро-аналоговым преобразователями, арифметико-логическим блоко элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором, блоком синхронизации, узлом сравнения и счетчиком, вход аналого-цифро вого преобраз вателя соединен с измерительной обмоткой сельсина, его первый выход - со вторым входом узла сравнения, а второй выход - со .вторым входом преобразователя кода, вход счетчика подключен к первому выходу компаратора, по входу соединенного с обмоткой возбуждения сель сина, при этом второй выход компара тора подключен к первому, входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преобразователя кодов а выход преобразователя кода подклю чен ко второму входу запоминающего регистра, первым входом соединенног с выходом блока синхронизации, вход которой подключен к выходу счетчика, а выход запоминающего регистра соединен с первым входом арифметико логического блока, вторым входом подсоединенного к элементу цифрового задания положения, а выходом к цифро-аналоговому преобразователю. На фиг. 1 изображены графики изменения напряжений измерительной обмотки и обмотки возбуждения; на фиг. 2 - функциональная схема устроиства. в устройстве вход аналого-цифроао го Преобразователя 1 соединен с измерительной обмоткой сельсина 2, его первый выход - со вторым входом узла сравнения 3, а второй выход со вторым входом преобразователя кодов k. Первый вход преобразователя кода соединен с выходом узла сравнения 3. Вход компаратора 5 соединен с обмоткой возбуждения сельсина 2, его первый выход - со входом счетчика 6, а второй выход - с первым входом узла сравнения 3. Выход счетчика 6 подсоединен ко входу блока синхронизации 7, а его выход к первому входу запоминающего регистра 8, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кодов k. Выход запоминающего регистра 8 соединен с первым входом арифметико-логического блока 9, ко второму входу которого подключен элемент цифрового задания положения 10. Выход арифметико-логического блока 9 соединен с цифро-аналоговым преобразователем 11 , выход которого подключен к усилителю с пропорциональной характеристикой 12, выходом соединенного с функциональным преобразователем 13. Выход функционального преобразователя 13 связан с первым входом элемента регулирования частоты вращения, стабилизации vi ограничения тока 1, второй вход которого подключен к тахогенератору 15, а выход - к силовому преобразователю 16, питающему электродвигатель 17. Устройство работает следующим образом. На вход аналогр-цифррвого преобразователя 1 поступает напряжение с .измерительной обмотки сельсина 2. От величины этого напряжения зависит выходной код цифроаналогового преобразователя 1. Далее двадцатизарядный код поступает на вход преобразователя кода 4. Туда же, на вход знака приходит сигнал, говорящий о направлении вращения двигателя 17., причем если поступает единичный сигнал, то это соответствует положительному направлению вращения, а еслинулевой - то отрицательному. Сигнал знака формируется из знаков напряжений обмотки возбуждения Ugp и измерительной обмотки сельсина Если совпадают знаки U и и„з(А. то на входе узла сравнения появляется единичный сигнал, а если не совпадают то нулевой. Сигнал с выхода преобразователя кода t записывается в запоминающий регистр 8 в момент, отстоящий на 90 эл.град. от момента прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина и., и запоминается до момента, отстоящего на 90 эл.град. от следующего прохождения через нуль этого напряжения. Момент, отстоящий на 90 эл.град. определяется следующим образом. На вход компаратора 5 поступает синусоидальный сигнал с обмотки возбуждения сельсина 2. Из положительной полуволны этого напряжения на выходе компаратора выделяется прямо угольный импульс, который поступает на вход счетчика 6. Появление си налов на выходе N-ro разряда счетчи ка 6 соответствует моментам, отстоя щим на 90 эл.град. от моментов прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина 2. Сигнал с выход счетчика 6 поступает на вход блока синхронизации 7- Из этого сигнала блок синхронизации 7 формирует узки импульс, синхронизированный с часто той тактового генератора аналогоцифрового преобразователя 1. Выходной код запоминающего регистра 8, соответствующий амплитудному значению напряжения измерительной обмотки , поступа ет на вход арифметико-логического блока 9 где он сравнивается-с сигн лом, приходящим от элемента цифрово аддания положения 1%. Результирующи сигнал с выхода арифметико-логического блока 9 подается -на вход цифро аналогового преобразователя 11, а с его выхода - в аналоговую часть системы, т.е. на вход усилителя с п порциональной 12. Устройство регулирования положени электропривода с сельсинным измерителем обладает высоким быстродействи ем в переходных процессах отработки перемещения и высокой статической точностью. Формула изобретения Устройство для регулирования поло жения вала электродвигателя, содержащее последовательно соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функциональный преобрз66зователь, элемент регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока, и силовой преобразователь , второй вход элемента регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока подк;вдчен к тахогенератору, на одном валу с которым установлен сельсин с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода в переходных процессах при одновременном повышении статической точности, оно дополнительно снабн ено аналогоч1ифровым и цифроаналоговым преобразователями, арифметико-логическим блоком, элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором, блоком синхронизации, узлом сравнения и счетчиком, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с измерительной обмоткой сельсина, его первый выход - со вторым входом узла сравнения, а второй выход - со вторым входом преобразователя кода, вход счетчика подключен к первому выходу компаратора, по входу соединенного с обмоткой возбуждения сельсина, при этом второй вход компаратора подключен к первому входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преоб- разователя кода, а выход пре,образователя кода подключен ко второму входу запоминающего регистра, первым входом соединенного с выходом блока синхронизации, вход-которого подключен к выходу счетчика, а выход запоминающего регистра соединен с первым входом арифметико-логического блока, вторым входом подсоединенного к элементу цифрового задания положения, а выходом - к цифро-аналоговому преобразователю. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Слежановский О.В., Бирюков А.В. уторецкий В.М. Устройства унифициованной блочной системы регулироваия дискретного типа (УБСР-Д). М., Энергия, 1975. 2.Гарнов В.К. Рабинович В.Б. ишневский Л.М. Унифицированные истемы автоуправления электроприодом. М., Металлургия, 1971.