Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и- может быть использовано в системах автоматического регулирования скорости вращения электропривода, в частности в системах, содержащих фазовый дискриминатор- в канале регулирования и сельсин в качестве датчика скорости вала исполнительного двигателя. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные фазовый дискриминатор, силовой преобразователь, двигатель, сельсин, устройство коррек- i ции, Первый вход фазового дискриминатора подключен к выходу устройства коррекции, второй вход соединен с источником эталонной частоты. Обмотки возбуждения сельсина подключены к управляемому генератору 1J . Данное устройство позволяет получить большой диапазон, регулирования с высокой плавностью. Но наличие двух независимых генераторов (управляемого генератора и источника з талонной частоты, в качестве которого используется силовая сеть), даже при высокой стабильности каждого из них, не позволяет поддерживать скорость вращения при большом диапазоне регулирования с точностью выще чем 2%. Кроме того, если управп.чемый генератор имеет плавную перестройку частс ты, трудно получить точность уровня скорости выше 1%. Если в качестве управляемого генератора применяется независимый кварцевый генератор с делителем, теряется плавность регулирования. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регутгарования скорости электродвигателя, содержащее генератор эталонной частоты, выход которого через последовательно соединенные первый делитель частоты и согласующий элемент соединен с сельсином, установленным на валу электродвигателя, измерительная сельсина через формирователь и блок коррекции соединена с входом фазового дискриминв-.-ора, выход которого через силовой ключ подключен к якорной обмотке электродвигателя, первый блок задатш скорости, связанны с nepiabiM делителем частоты Jij . Такое устройство имеет большой диа пазон регулировавши, иоиэ-эа дискретности изменения частоты-питания сельсина малую точность и плавность. Ступень регулирования скороститакого регулятора определяется выражениемЛэ-5 P-NlN--) эталонная частота; коэффициент умножения умножителя;N - коэффициент деления делителя; Р - -число полюсов сельсина. Учитывая, что коэффишсеиг умножения 5 трудно получить более 1ООО, эталонная частота i в рассматриваемом регуляторе равна частоте силовой сети 50 Гц, а частота, подаваемая в обмотку сельскна не должна быть ниже. 50 Гц, получим, что самая мелкая ступень в этом регуляторе равна ,(5,p/c Л тя регуляторов с диапазоном регуяи рованйя 50О ,6 р/с плавность регулироваш1я 2О%. Кроме того, то шость поддержания скорости из-за нестабильности частоты силовой сети не превьпиает 3,%. Цель изобретения - повышение плавности и точности регулировагош. Поставленная цель достигается тем, го в известное устройство дсшолнитель но введены второй делитель частоты второй блок задашш скорости и блок со пряжения коэффициентов деления, входы которого соединены соответственко с с первым и вторым блоком задания скорос ти, а выход - с первым делителем частоты, второй делитель частоты первым входом подключен к генератору эталонной частоты, вторым - к первому блоку задания скорости, а выход второго дели теля частоты соединен с фазовым дискр минатором. На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства. ycTpoiteTBo для регулирования скорос ти содержит генератор 1 эталонной частоты, выход которого через последовательно соединеннью делитель 2 частоты и согласующий элемент 3 соединен с сельсином 4, установленный на валу электродвигателя 5, измерительная обмотка сельсина 4 через формирователь 6 и блок 7 коррекции соединена с входом фазового дискриминатора 8, выход которого через силовой ключ 9 подключен к якорной обмотке эле1сгродвигателя 5, блок 10 сопряжения коэффгаетентов деления, входы которого соединены с блоками 11 и 12 задания скорости, а выход - с делителем 2 частоты, делитель 13 частоты первым входом подключен к генератору 1 эталонной частоты, вторым - к блоку 11 задания скорости, а выход делителя 13 соединен с фазовым дискриминатором 8. Устройство работает следукядим образом. Импуттьсы частоты i , получаемой делением в К раз эталонной частоты генератора 1 импульсов делителя 13 (где К - коэффициент деления, задаваемый блоком 11 задания скорости), сравнивапостуются по фазе с импульсами пающими с блока 7 коррекции. С приходом каждого импульса частоты f з фазовый диофиминатор 8 подключает через силовой 1ШЮЧ 9 исполнительный двигатель 5 К сети, а с приходом каждого импульса частоты f у|, выдается сигнал на торможение исполнительного двигателя, т.е. среднее напряжение на двигателе получается пропорциональным разности фаз сравниваемых частот. Вращение вала исполнительного двига-. теля 5 и механически связанного с ним ротора сельсина со скоростью, пропорциональной среднему напряжению на двигателе, приводит к появлению на измерительной обмотке сельсина сигнала с час.тотой, , которая определяется как i f 4. о 2rt чартота сигнала напряжения на измерительной обмотке сельсина;частота сигнала, подаваемая в обмот1су возбуждения сельсина; СО - скорость вращения вала исполнительного двигателя; р - число пар полюсов сельсина. Прямоугольные импульсы с частотой ijj , сформированные формирователем 6 из сигнала, снимаемого с измерительной обмотки сельсина 4, подаюггся в блок 7 коррекции, коуорый в переходных режимах изменяет фазу сигнала f у на Beroiчтвду, пропорциональную отклонению с корости вращения дсо . повышая тем caNfb устойчивость устройства. В установившемся режиме частоты tg и {ц равны. Заменяя в (l)iu Hai выразим скорость .-io) Частота ig определяется из выраже кияi -f i -f .где частота эталонного генератор 1 импульсов; К - коэффициент деления делителя 13. Частота, подаваемая в .обмотку возбуждения сельсина определяется коэффи циентом деления V делителя 2. , Ьт ioMT Коэффициент деления определяется в блоке 1О сопряжения коэффициентов деления, причем ,15) где П - значение , задаваемое блоком 12 задания скорости. Подставляя в (2) выражения (3), (4) и (5), получим 1эгМ J Л.г к k + n| р |к+п)к Регулирование скорости на минималь ную величину во5можно изменением К или П на единицу. Найдем приращение скорости СОКпри изменении коэффициен К на ешнгацу. эг-( i v:+ T U lHKHfn) «(Un) 2ГЛ,,.П 2uvnH р 114ТУкНЩ й1г Гп4 п к(п+п Принимая, что .Т1 :.co..ll 1 .. р « . Приращение скорости UW при измене нии коэффициента на единицу определяет выражением 21НэгГ .Wp (г+-П4Г Тй1 г {згК 1 Ьг JL р.4 K tKlinH ntn р « Если принять , .10,п 1, . то получим 46J 0,19.1О р/с,6Шп О.39 р/с. Таким образом, устройство имеет два канала регулирования скорости: грубый и томый, обеспечивая на два порядка выше точность и плавность регулирования. Минимальная скорость при данных условиях. 2|1эт П V-VT«- .P Таким , йе1шчина отностггельйого приращения скорости между соседнйк-ш ступенями не превышает 0,О05%. Уровень скорости в установившемся режиме не зависит от напряжения и частоты питаюшей сети, колебатшй температуры окружающей среды и определяется только нестабильностью частоты эталонного генератора. При выполнении эталонного генератора с использованием кварцевого резонатора точность поддержания скорости . Формула изобретения Устройство для регулирования скорое-, ти электродвигателя постоянного тока, содержащее генератор эталонной частоты, выход которого через последовательно соединенные первый делитель частоты и согласующий элемент соединен с сельсином, установленным на валу электродвигателя, измерительная сельсина, через формирователь и блок коррекции соединена с входом фазового дискриминатора, выход которого через силовой ключ подключен к якорной обмотке электродвигателя, первый блок задания скорости, связанный с цервым делителем частоты, отличающееся тем, гго, с целью повышения плавности и точности регулирования, в него дополнительно введены второй делитель частоты, второй блок задания скорости и блок сопряжения коэффшшентов деления, входы которого соединены соответственно с первым и вторым блоком задания скорости, а выход с первым делителем частоты, второй делитель частоты первык входом подключен к генератору эталонной частоты, вторым - к первому блоку задания скорости, а выход второго делителя частоты соединен с фазовым дискриминатором. Источники информндии, принятые во внимание при экспертизе l.KobSjLemtnnch Q.-frequenz- anoCo е Drech-zahBre eGun ert Re eCunKctecbnic1968, № 11, 12. 2. Астатические электропривода с дис1фетными силовыми преобразователями. Под ред. Р. М. Трахтенберга, и Б. А. Староверова.

/J

П

fff