RU113095U1 - STABILIZED ELECTRIC DRIVE - Google Patents
STABILIZED ELECTRIC DRIVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU113095U1 RU113095U1 RU2011131216/07U RU2011131216U RU113095U1 RU 113095 U1 RU113095 U1 RU 113095U1 RU 2011131216/07 U RU2011131216/07 U RU 2011131216/07U RU 2011131216 U RU2011131216 U RU 2011131216U RU 113095 U1 RU113095 U1 RU 113095U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- pulse
- frequency
- circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Стабилизированный электропривод, содержащий электродвигатель, на валу которого расположен импульсный датчик частоты вращения, блок задания частоты, последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор, статический преобразователь, выход которого подключен к якорной обмотке электродвигателя, формирователь коротких импульсов и последовательно соединенные блок сравнения частот и одновибратор, выход которого подключен к третьему входу импульсного частотно-фазового дискриминатора, второй входы которого через формирователь коротких импульсов подключен к выходу импульсного датчика частоты вращения, второй вход блока сравнения частот подключен к выходу формирователя коротких импульсов, блок сравнения частот выполнен в виде схемы И, схемы ИЛИ-НЕ и двух счетчиков импульсов, в котором первый и второй входы схемы И объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ и являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения частот, синхровход второго счетчика импульсов которого подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а выход подключен к входу нулевой установки первого счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот вращения стабилизированного электропривода, введены управляемый формирователь импульсов, последовательно соединенные преобразователь период-код и преобразователь кода, выход которого подключен к второму входу управляемого формирователя импульсов, первый вход которого также является входом преобразователя период-код и подключен к выходу блока задания частоты, а выход одновременно подключен к первым входам импульсного A stabilized electric drive containing an electric motor, on the shaft of which there is a pulse speed sensor, a frequency setting unit, a pulse frequency-phase discriminator connected in series, a static converter, the output of which is connected to the armature winding of an electric motor, a short pulse generator and a series-connected frequency comparison unit and a one-shot, whose output is connected to the third input of the pulse frequency-phase discriminator, the second inputs of which are connected through the short pulse generator to the output of the pulse speed sensor, the second input of the frequency comparison unit is connected to the output of the short pulse generator, the frequency comparison unit is made in the form of an AND circuit, an OR circuit -NOT and two pulse counters, in which the first and second inputs of the AND circuit are combined respectively with the first and second inputs of the OR-NOT circuit and are, respectively, the first and second inputs of the frequency comparison unit, the sync input of the second counter and pulses of which is connected to the output of the OR-NOT circuit, and the output is connected to the input of the zero setting of the first pulse counter, characterized in that, in order to expand the range of operating speeds of the stabilized electric drive, a controlled pulse shaper is introduced, a period-code converter and a code converter are connected in series , the output of which is connected to the second input of the controlled pulse shaper, the first input of which is also the input of the period-to-code converter and is connected to the output of the frequency setting unit, and the output is simultaneously connected to the first inputs of the pulse
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах передачи и воспроизведения информации, а так же в обзорно-поисковых и сканирующих системах.The utility model relates to electrical engineering and can be used in information transmission and reproduction systems, as well as in search and scan systems.
Известно устройство для стабилизации скорости вращения ротора электродвигателя постоянного тока (а.с. СССР №1280685 МКИ4 Н02Р 5/06, 1986 г.), содержащее электродвигатель постоянного тока, подключенный к выходу усилителя мощности, датчик частоты вращения двигателя, задающий генератор, соединенный с входом программируемого делителя частоты и первым входом преобразователя период-код, второй вход которого также является входом второго формирователя коротких импульсов и подключен к выходу датчика частоты вращения, первый формирователь коротких импульсов вход которого подключен к выходу программируемого делителя частоты, а выход ко второму входу первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, входы которого через инверторы подключены к выходам реверсивного счетчика, одновременно подключенным к входам третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу второго формирователя коротких импульсов, а выход соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ, а установочный вход которого через одновибратор подключен ко второму выходу устройства сравнения, первый информационный вход которого подключен к первому выходу преобразователя период-код, а второй информационный вход является информационным входом программируемого делителя частоты и подключен к выходу блока формирования кода периода задания, ключ первый вход которого подключен к первому выходу устройства сравнения, второй вход является вторым входом четвертого элемента И-НЕ, а выход подключен к входу усилителя мощности.A device is known for stabilizing the rotor speed of a direct current electric motor rotor (AS USSR No. 1280685 MKI4 H2O 5/06, 1986), comprising a direct current electric motor connected to the output of a power amplifier, an engine speed sensor, a driving generator connected to the input of the programmable frequency divider and the first input of the period-code converter, the second input of which is also the input of the second short-pulse shaper and is connected to the output of the speed sensor, the first short-shaper the input of which is connected to the output of a programmable frequency divider, and the output to the second input of the first AND-NOT element, the first input of which is connected to the output of the fourth AND-NOT element, whose inputs are connected through inverters to the outputs of the reversible counter, simultaneously connected to the inputs of the third AND element - NOT, the output of which is connected to the second input of the second AND-NOT element, the first input of which is connected to the output of the second short-pulse shaper, and the output is connected to the summing input of the reverse counter, subtracting the input of which is connected to the output of the first AND-NOT element, and the installation input of which is connected through a one-shot to the second output of the comparison device, the first information input of which is connected to the first output of the period-code converter, and the second information input is the information input of the programmable frequency divider and connected to the output of the unit for generating the code for the period of the job, the key of which is connected to the first output of the comparison device, the second input is the second input of the fourth AND-NOT output is connected to the input of the power amplifier.
Недостатками этого устройства являются:The disadvantages of this device are:
1) Пульсация скорости вращения электропривода во время поддержания заданной скорости в связи с применением релейного режима работы.1) The ripple of the rotation speed of the electric drive while maintaining a given speed in connection with the application of the relay mode of operation.
2) Необходимость применения преобразователя период-код и устройства сравнения высокой точности и быстродействия.2) The need to use a period-code converter and a device for comparing high accuracy and speed.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является стабилизированный электропривод (а.с. СССР №1624649 МКИ5 Н02Р 5/06, 1991 г.), содержащий электродвигатель на валу которого расположен импульсный датчик частоты вращения, частотно-задающий блок (блок задания частоты), последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор, статический преобразователь, выход которого подключен к якорной обмотке электродвигателя, два формирователя коротких импульсов и последовательно соединенные блок сравнения частот и одновибратор, выход которого подключен к третьему входу импульсного частотно-фазового дискриминатора, первый и второй входы которого через формирователи коротких импульсов подключены соответственно к выходам блока задания частоты и импульсного датчика частоты вращения, первый и второй входы блока сравнения частот подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей коротких импульсов, а блок сравнения частот выполнен в виде схемы И, схемы ИЛИ-НЕ и двух счетчиков импульсов, причем первый и второй входы схемы И объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ и являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения частот, выход схемы И подключен к синхровходу первого счетчика импульсов и входу нулевой установки второго счетчика импульсов, синхровход которого подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а выход - к входу нулевой установки первого счетчика импульсов, выход которого является выходом блока сравнения частот.The closest technical solution to the claimed utility model is a stabilized electric drive (AS USSR No. 1624649 MKI5 Н02Р 5/06, 1991), containing an electric motor on the shaft of which there is a pulse speed sensor, frequency-setting unit (frequency setting unit) connected in series with a pulse frequency-phase discriminator, a static converter, the output of which is connected to the armature winding of an electric motor, two shapers of short pulses and a series-connected frequency comparison unit a dibrator, the output of which is connected to the third input of the pulse frequency-phase discriminator, the first and second inputs of which are connected through the shapers of short pulses to the outputs of the frequency reference unit and the pulse speed sensor, the first and second inputs of the frequency comparison block are connected respectively to the outputs of the first and second shapers of short pulses, and the frequency comparison unit is made in the form of an AND circuit, an OR-NOT circuit and two pulse counters, the first and second inputs of the And circuit being combined s, respectively, with the first and second inputs of the OR-NOT circuit and are respectively the first and second inputs of the frequency comparison unit, the output of the AND circuit is connected to the clock input of the first pulse counter and the zero-setting input of the second pulse counter, the sync input of which is connected to the output of the OR-NOT circuit, and output - to the zero-setting input of the first pulse counter, the output of which is the output of the frequency comparison unit.
Недостатком этого устройства является узкий диапазон регулирования, связанный с зависимостью области начальных условий по Δω в момент опережающей разблокировки от заданной частоты вращения ω3.The disadvantage of this device is the narrow control range associated with the dependence of the initial conditions on Δω at the time of anticipatory unlocking from a given rotation frequency ω 3 .
При повторном наложении во времени импульсов fon и foc их периоды отличаются друг от друга на величину, не превышающую τon+τoc (длительность импульсов сигналов опорной частоты и частоты обратной связи), то естьWhen the pulses f on and f oc are re-superimposed in time, their periods differ from each other by an amount not exceeding τ on + τ oc (pulse duration of the reference frequency and feedback frequency signals), i.e.
Ton+(τon+τoc)>Toc>Ton-(τon+τoc).T on + (τ on + τ oc )> T oc > T on - (τ on + τ oc ).
Для обратных величин можно записатьFor reciprocal values, you can write
, ,
илиor
, ,
где σ=(τon+τoc)/Ton.where σ = (τ on + τ oc ) / T on .
После преобразования получаемAfter the conversion, we get
. .
При использовании формирователей коротких импульсов σ<<1, тогдаWhen using shapers of short pulses σ << 1, then
fon+Δf>foc>fon-Δf,f on + Δf> f oc > f on -Δf,
где Δf≈fonσ.where Δf≈f on σ.
Тогда с учетом того, что ωз=fonφ0, где φ0=2π/z, z - количество меток ИДЧ, выражение примет видThen, taking into account the fact that ω z = f on φ 0 , where φ 0 = 2π / z, z is the number of labels of the HDI, the expression takes the form
ωз+Δω0>ω>ωз-Δω0,ω s + Δω 0 >ω> ω s -Δω 0 ,
где Δω0≈ωзσ - максимальное отклонение угловой скорости электропривода от заданной в момент опережающей разблокировки ИЧФД в режим фазового сравнения.where Δω 0 ≈ω s σ is the maximum deviation of the angular velocity of the electric drive from the set at the time of the priority unlocking of the ICPD into the phase comparison mode.
Выражение для фактического отклонения угловой скорости Δω электропривода от заданной в момент выполнения опережающей разблокировки ИЧФД в режим фазового сравнения, может быть представлено в виде:The expression for the actual deviation of the angular velocity Δω of the electric drive from the one set at the time of the preliminary unlocking of the ICHP to the phase comparison mode can be represented as:
. .
Область начальных условий для организации опережающей разблокировки ИЧФД целесообразно выбирать из условия (Бубнов, А.В. Вопросы теории и проектирования прецизионных синхронно-синфазных электроприводов постоянного тока: монография. - Омск: Редакция журнала «Омский научный вестник», 2005. - 190 с, 39 с, 94 с), чего можно достигнуть только на одной скорости вращения электропривода:It is advisable to choose the area of initial conditions for organizing advanced unlocking of ICFD from the condition (Bubnov, A.V. Issues of the theory and design of precision synchronous common-mode direct current electric drives: monograph. - Omsk: Editorial office of the journal Omsk Scientific Bulletin, 2005. - 190 s, 39 s, 94 s), which can only be achieved by one speed of rotation of the electric drive:
. .
Задачей полезной модели является расширение диапазона рабочих частот вращения стабилизированного электропривода.The objective of the utility model is to expand the range of operating frequencies of rotation of a stabilized electric drive.
Известный стабилизированный электропривод, содержит электродвигатель, на валу которого расположен импульсный датчик частоты вращения, блок задания частоты, последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор и статический преобразователь, формирователь коротких импульсов и последовательно соединенные блок сравнения частот и одновибратор, выход которого подключен к третьему входу импульсного частотно-фазового дискриминатора. Второй вход импульсного частотно-фазового дискриминатора через формирователь коротких импульсов подключен к выходу импульсного датчика частоты вращения. Выход статического преобразователя подключен к якорной обмотке электродвигателя. Второй вход блока сравнения частот подключен к выходу формирователя коротких импульсов. Блок сравнения частот выполненный в виде схемы И, схемы ИЛИ-НЕ и двух счетчиков импульсов, в котором первый и второй входы схемы И объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ и являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения частот. Синхровход второго счетчика импульсов подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а выход подключен к входу нулевой установки первого счетчика импульсов.Known stabilized electric drive, contains an electric motor, on the shaft of which there is a pulse speed sensor, a frequency setting unit, a pulse frequency-phase discriminator and a static converter connected in series, a short pulse shaper and a frequency comparison unit and a one-shot connected in series, the output of which is connected to the third pulse input frequency-phase discriminator. The second input of the pulse frequency-phase discriminator through a shaper of short pulses is connected to the output of the pulse speed sensor. The output of the static converter is connected to the anchor winding of the electric motor. The second input of the frequency comparison unit is connected to the output of the shaper of short pulses. The frequency comparison unit is made in the form of an AND circuit, an OR-NOT circuit and two pulse counters, in which the first and second inputs of the AND circuit are combined with the first and second inputs of the OR-NOT circuit, respectively, and are the first and second inputs of the frequency comparison unit. The clock input of the second pulse counter is connected to the output of the OR-NOT circuit, and the output is connected to the zero input of the first pulse counter.
Поставленная задача решена за счет того, что в стабилизированный электропривод введены управляемый формирователь импульсов, последовательно соединенные преобразователь период-код и преобразователь кода. Выход преобразователя кода подключен к второму входу управляемого формирователя импульсов, первый вход которого также является входом преобразователя период-код и подключен к выходу блока задания частоты. Выход преобразователя кода одновременно подключен к первым входам импульсного частотно-фазового дискриминатора и блока сравнения частот. Управляемый формирователь импульсов при этом выполнен в виде генератора высокой частоты, схемы И, счетчика импульсов, схемы сравнения и D-триггера. Синхровход D-триггера является первым входом управляемого формирователя импульсов. R вход D-триггера объединен с R входом счетчика импульсов и подключен к выходу схемы сравнения. Первый вход схемы сравнения подключен к выходу счетчика импульсов. Второй вход схемы сравнения является вторым входом управляемого формирователя импульсов. Синхровход счетчика импульсов подключен к выходу схемы И. Первый вход схемы И подключен к выходу генератора высокой частоты, а второй вход подключен к выходу D-триггера, который также является выходом управляемого формирователя импульсов.The problem is solved due to the fact that a controlled pulse shaper, a period-code converter and a code converter are connected in series to the stabilized electric drive. The output of the code converter is connected to the second input of the controlled pulse shaper, the first input of which is also the input of the period-code converter and connected to the output of the frequency setting unit. The output of the code converter is simultaneously connected to the first inputs of the pulse frequency-phase discriminator and the frequency comparison unit. In this case, the controlled pulse shaper is made in the form of a high-frequency generator, circuit I, pulse counter, comparison circuit, and D-trigger. The D-trigger sync input is the first input of a controlled pulse shaper. The R input of the D-trigger is combined with the R input of the pulse counter and is connected to the output of the comparison circuit. The first input of the comparison circuit is connected to the output of the pulse counter. The second input of the comparison circuit is the second input of the controlled pulse shaper. The clock input of the pulse counter is connected to the output of circuit I. The first input of the circuit And is connected to the output of the high-frequency generator, and the second input is connected to the output of the D-trigger, which is also the output of a controlled pulse shaper.
Сущность технического решения пояснена чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows the functional electrical diagram of the proposed device.
Стабилизированный электропривод содержит блок задания частоты 1, импульсный частотно-фазовый дискриминатор 2, статический преобразователь 3, электродвигатель 4, импульсный датчик частоты вращения 5, управляемый формирователь импульсов 6 и формирователь импульсов 7, блок сравнения частот 8, одновибратор 9, преобразователь период-код 14, преобразователь кода 15. Блок сравнения частот 8 выполнен в виде схемы И 10, схемы ИЛИ-НЕ 11 и двух счетчиков импульсов 12 и 13. Управляемый формирователь импульсов 6 выполнен в виде D-триггера 16, схемы И 17, генератора высокой частоты 18, счетчика импульсов 19 и схемы сравнения 20.The stabilized electric drive contains a frequency reference unit 1, a pulse frequency-phase discriminator 2, a static converter 3, an electric motor 4, a pulse speed sensor 5, a controlled pulse shaper 6 and a pulse shaper 7, a frequency comparison unit 8, a one-shot 9, a period-code converter 14 , code converter 15. Frequency comparison unit 8 is made in the form of AND 10 circuit, OR-NOT 11 circuit and two pulse counters 12 and 13. The controlled pulse shaper 6 is made in the form of D-trigger 16, And 17 circuit, generator in high frequency 18, pulse counter 19 and comparison circuit 20.
В устройстве последовательно соединены импульсный частотно-фазовый дискриминатор 2 и статический преобразователь 3, выход которого подключен к якорной обмотке электродвигателя 4, на валу которого расположен импульсный датчик частоты вращения 5. Выход блока сравнения частот 8 подключен к входу одновибратора 9, выход которого подключен к третьему входу импульсного частотно-фазового дискриминатора 2. Первый вход импульсного частотно-фазового дискриминатора 2, объединенный с первым входом блока сравнения частот 8 подключен к выходу управляемого формирователя импульсов 6. Первый вход управляемого формирователя импульсов 6 объединенный с входом преобразователя период-код 14 подключен к выходу блока задания частоты 1. Второй вход управляемого формирователя импульсов 6 через преобразователь кода 15 подключен к выходу преобразователя период-код 14. Второй вход импульсного частотно-фазового дискриминатора 2, объединенный с вторым входом блока сравнения частот 8, через формирователь импульсов 7 подключен к выходу импульсного датчика частоты вращения. Первый и второй входы первой схемы И 10 объединены соответственно с первым и вторым входами схемы ИЛИ-НЕ 11 и являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения частот 8. Выход схемы И 10 подключен к синхровходу первого счетчика импульсов 12 и входу нулевой установки второго счетчика импульсов 13. Синхровход второго счетчика импульсов 13 подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ 11, а выход - к входу нулевой установки первого счетчика импульсов 12, выход которого является входом блока сравнения частот 8. Синхровход D-триггера 16 является первым входом управляемого формирователя импульсов 6. R вход D-триггера 16 объединен с R входом счетчика импульсов 19 и подключен к выходу схемы сравнения 20. Первый вход схемы сравнения 20 подключен к выходу счетчика импульсов 19. Второй вход схемы сравнения 20 является вторым входом управляемого формирователя импульсов 16. Синхровход счетчика импульсов 19 подключен к выходу схемы И 17. Первый вход схемы И 17 подключен к выходу генератора высокой частоты 18, а второй вход подключен к выходу D-триггера 16, который также является выходом управляемого формирователя импульсов 6.The device is connected in series with a pulse frequency-phase discriminator 2 and a static converter 3, the output of which is connected to the anchor winding of the electric motor 4, on the shaft of which there is a pulse speed sensor 5. The output of the frequency comparison unit 8 is connected to the input of the one-shot 9, the output of which is connected to the third the input of the pulse frequency-phase discriminator 2. The first input of the pulse frequency-phase discriminator 2, combined with the first input of the frequency comparison unit 8 is connected to the control output pulse shaper 6. The first input of the controlled pulse shaper 6 combined with the input of the converter period-code 14 is connected to the output of the frequency setting unit 1. The second input of the controlled pulse shaper 6 is connected through the code 15 converter to the output of the period-code converter 14. The second pulse-frequency input -phase discriminator 2, combined with the second input of the frequency comparison unit 8, through a pulse former 7 is connected to the output of the pulse speed sensor. The first and second inputs of the first AND 10 circuit are combined respectively with the first and second inputs of the OR-NOT 11 circuit and are respectively the first and second inputs of the frequency comparison unit 8. The output of the And 10 circuit is connected to the clock input of the first pulse counter 12 and the zero setting input of the second pulse counter 13. The clock input of the second pulse counter 13 is connected to the output of the OR-NOT 11 circuit, and the output is to the zero-setting input of the first pulse counter 12, the output of which is the input of the frequency comparison unit 8. The clock input of the D-trigger 16 is the first input house of the controlled pulse shaper 6. The R input of the D-trigger 16 is combined with the R input of the pulse counter 19 and is connected to the output of the comparison circuit 20. The first input of the comparison circuit 20 is connected to the output of the pulse counter 19. The second input of the comparison circuit 20 is the second input of the controlled pulse shaper 16. The clock input of the pulse counter 19 is connected to the output of the circuit And 17. The first input of the circuit And 17 is connected to the output of the high-frequency generator 18, and the second input is connected to the output of the D-trigger 16, which is also the output of the controlled shaper pulses 6.
Стабилизированный электропривод работает следующим образом.Stabilized electric drive operates as follows.
При включении питания двигатель 4 начинает разгоняться до синхронной скорости. При этом с выхода блока задания частоты 1 на первый вход управляемого формирователя импульсов 6 и на вход преобразователя период-код 14 подается импульсный сигнал с частотой fоп, пропорциональной заданной частоте вращения электродвигателя 4. На выходе преобразователя период-код 14 формируется код Ton пропорциональный периоду частоты вращения электродвигателя 4. С выхода преобразователя период-код 14 код значения Ton поступает на вход преобразователя кода 15, который может быть выполнен на основе постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Преобразователь кода 15 осуществляет преобразование двоичного кода значения Ton в двоичный код значения NT, связанный со значением длительности импульса τon сигнала зависимостью:When the power is turned on, engine 4 starts to accelerate to synchronous speed. At the same time, from the output of the frequency reference unit 1, a pulse signal with a frequency f op proportional to the specified rotation speed of the electric motor 4 is supplied to the first input of the controlled pulse shaper 6 and to the input of the period-code converter 14. At the output of the period-code converter 14, the code T on is proportional the period of the rotational speed of the electric motor 4. From the output of the period-code converter 14, the value code T on is supplied to the input of the code converter 15, which can be performed on the basis of read-only memory (ROM). The code converter 15 converts the binary code of the value of T on into the binary code of the value of N T associated with the value of the pulse duration τ on of the signal dependency:
где Твч - период сигнала на выходе генератора высокой частоты 18.where T RF - the period of the signal at the output of the high-frequency generator 18.
Область начальных условий для организации опережающей разблокировки ИЧФД целесообразно выбирать из условияIt is advisable to choose the area of initial conditions for organizing advanced unlocking of ICFD from the condition
, ,
(Бубнов, А. В. Вопросы теории и проектирования прецизионных синхронно-синфазных электроприводов постоянного тока: монография. - Омск: Редакция журнала «Омский научный вестник», 2005. - 190 с, 39 с., 94 с.), где , z - количество меток импульсного датчика.(A. Bubnov. Issues of the theory and design of precision synchronous common-mode direct current electric drives: monograph. - Omsk: Editorial office of the journal Omsk Scientific Bulletin, 2005. - 190 p., 39 p., 94 p.), Where , z is the number of marks of the pulse sensor.
С учетом того, чтоGiven the fact that
, ,
получаемwe get
, ,
илиor
. .
При условии, что τon>>τoc (обеспечивается тем, что формирователь коротких импульсов 7 формирует импульсы, длительность которых как минимум на порядок меньше длительности импульсов, формируемых на выходе управляемого формирователя импульсов 6) получаемProvided that τ on >> τ oc (provided that the short-pulse shaper 7 generates pulses whose duration is at least an order of magnitude shorter than the duration of the pulses generated at the output of the controlled pulse shaper 6), we obtain
, ,
илиor
. .
Подставляя полученное значение в (1) получаем выражение определяющее необходимое для эффективной работы электропривода на разных угловых скоростях значение NT Substituting the obtained value in (1), we obtain the expression determining the value N T necessary for the effective operation of the electric drive at different angular speeds
Полученная функция NT(Ton) рассчитывается и записывается в ПЗУ преобразователя кода 15. На выходе формирователя импульсов 6 по переднему фронту импульса fоп и по двоичному коду NT формируется импульсный сигнал с длительностью равной значению τon. На входы ИЧФД 2 поступают сигнал задания с выхода управляемого формирователя импульсов 6, и сигнал обратной связи , поступающий с выхода импульсного датчика частоты вращения 5 через формирователь импульсов 7, формирующий импульсный сигнал , длительность импульсов которого на порядок меньше длительности импульсов, формируемых на выходе управляемого формирователя импульсов 6, по переднему фронту импульса foc. При включении питания частота значительно превышает частоту , что определяет высокий уровень сигнала на выходе дискриминатора 2, который, поступая на вход статического преобразователя 3, усиливающего и преобразующего управляющий сигнал в требуемый ток в обмотках электродвигателя 4, обеспечивает разгон электродвигателя 4 с максимальным ускорением.The obtained function N T (T on ) is calculated and written into the ROM of the code converter 15. At the output of the pulse shaper 6, a pulse signal is generated from the leading edge of the pulse f op and the binary code N T with a duration equal to the value of on . The inputs of the ICHPD 2 receive the reference signal the output of the controlled pulse shaper 6, and the feedback signal coming from the output of the pulse speed sensor 5 through the pulse shaper 7, forming a pulse signal , the pulse duration of which is an order of magnitude less than the duration of the pulses generated at the output of the controlled pulse shaper 6, along the leading edge of the pulse f oc . At power on frequency significantly higher than frequency that determines the high level of the signal at the output of discriminator 2, which, entering the input of the static converter 3, amplifying and converting the control signal to the required current in the windings of electric motor 4, provides acceleration of electric motor 4 with maximum acceleration.
Управляемый формирователь импульсов служит для формирования на выходе импульсного сигнала с частотой импульсного сигнала поступающего на вход fon и с задаваемой преобразователем кода 15 длительностью.A controlled pulse shaper is used to generate a pulse signal at the output with the frequency of the pulse signal supplied to the input f on and with a duration specified by the code converter 15.
Управляемый формирователь импульсов работает следующим образом.A controlled pulse shaper operates as follows.
D-триггер 16 по переднему фронту импульса fon, поступающего на его синхровход, устанавливает свое выходное значение в "1", и таким образом формирует передний фронт импульса сигнала на выходе управляемого формирователя импульсов 6. С выхода D-триггера 16 сигнал поступает на второй вход схемы И 17. В этот момент через первый вход схемы И 17 на синхровход счетчика импульсов 19 начинают проходить импульсы сигнала fвч с генератора высокой частоты 18. Двоичный код N формируемый на выходе счетчика импульсов 19 поступает на первый вход схемы сравнения 20, на второй вход которой поступает двоичный код значения NT. При совпадении значений двоичных кодов поступающих на входы схемы сравнения 20 на ее выходе формируется импульс, поступающий на R входы схемы сравнения 19 и D-триггера 16, что приводит к сбросу значений на их выходах и к формированию заднего фронта импульса сигнала на выходе управляемого формирователя импульсов 6.D-flip-flop 16 on the leading edge of the pulse f on , arriving at its sync input, sets its output value to "1", and thus forms the leading edge of the signal pulse output control pulse generator 6. The output of D-flip-flop 16, the signal supplied to the second input of the AND circuit 17. At this moment, through a first input of AND gate 17 to the clock signal pulses of the pulse counter 19 begin to pass f HF high frequency oscillator 18. The binary code N generated at the output of the pulse counter 19 is supplied to the first input of the comparison circuit 20, to the second input of which a binary code of the value N T is received. If the values of the binary codes supplied to the inputs of the comparison circuit 20 coincide, a pulse is generated at its output, which arrives at the R inputs of the comparison circuit 19 and the D-trigger 16, which leads to a reset of the values at their outputs and to the formation of a trailing edge of the signal pulse at the output of a controlled pulse shaper 6.
Блок сравнения, частот 8 служит для определения момента времени, когда ошибка по угловой скорости Δω становится меньше Δωr, и для формирования в этот момент времени сигнала fвых, который через одновибратор 9 осуществляет разблокировку импульсного частотно-фазового дискриминатора 2 в пропорциональный режим работы. Одновибратор 9 служит для формирования импульса заданной длительности, исключающего возможность переключения дискриминатора 2 в режим насыщения сразу после его разблокировки при прохождении двух импульсов между двумя импульсами и обеспечивающего дальнейшую работу дискриминатора 2 в пропорциональном режиме по переднему фронту входного импульса.The comparison unit of frequencies 8 serves to determine the point in time when the error in the angular velocity Δω becomes less than Δω r , and to generate a signal f out at this point in time, which through the one-shot 9 unlocks the pulse frequency-phase discriminator 2 into a proportional mode of operation. The one-shot 9 serves to generate a pulse of a given duration, eliminating the possibility of switching the discriminator 2 to saturation immediately after it is unlocked when two pulses pass between two pulses and providing further operation of the discriminator 2 in proportional mode along the leading edge of the input pulse.
Блок сравнения частот 8 работает следующим образом.The frequency comparison unit 8 operates as follows.
Схема И 10 позволяет определить совпадение входных импульсов блока 8 и во времени и формирует импульс при их совпадении. Схема ИЛИ-НЕ 11 позволяет определить одновременное отсутствие на ее входах импульсов частот и , и в этом случае на ее выходе формирует импульс. Двухразрядный счетчик импульсов 12 осуществляет подсчет импульсов с выхода схемы И 10. Сброс счетчика импульсов 12 в состояние "0" осуществляется в момент появления на выходе двухразрядного счетчика импульсов 13 состояния "10" (уровень "1" на выходе второго разряда). Счетчик импульсов 13 осуществляет подсчет импульсов с выхода схемы ИЛИ-НЕ 11. Начальная установка счетчика 13 осуществляется по импульсу с выхода схемы И 10. В момент времени, когда произойдет совпадение во времени входных импульсов и не менее двух раз подряд на выходе второго разряда двухразрядного счетчика импульсов 12, который является выходом блока сравнения частот 8, устанавливается состояние "1". На выходе одновибратора 9 формируется импульс, осуществляющий опережающую разблокировку ИЧФД 2. В этом случае периоды сравниваемых частот отличаются друг от друга на величину, не превышающую τon+τoc (длительность импулсов сигналов опорной частоты и частоты обратной связи), то естьScheme And 10 allows you to determine the coincidence of the input pulses of block 8 and in time and forms an impulse when they coincide. The OR-NOT 11 circuit allows you to determine the simultaneous absence of frequency pulses at its inputs and , and in this case forms an impulse at its output. A two-digit pulse counter 12 carries out the counting of pulses from the output of circuit I 10. The pulse counter 12 is reset to the state “0” at the moment the “10” state appears at the output of the two-bit pulse counter 13 (level “1” at the output of the second discharge). The pulse counter 13 calculates the pulses from the output of the circuit OR NOT 11. The initial installation of the counter 13 is carried out by the pulse from the output of the circuit And 10. At the time when the input pulses coincide in time and at least two times in a row at the output of the second discharge of the two-digit pulse counter 12, which is the output of the frequency comparison unit 8, the state "1" is set. A pulse is generated at the output of the single-vibrator 9, which leads to the preliminary unlocking of the ICPD 2. In this case, the periods of the compared frequencies differ from each other by an amount not exceeding τ on + τ oc (the duration of the pulses of the reference frequency signals and the feedback frequency), i.e.
Ton+(τon+τoc)>Toc>Ton-(τon+τoc).T on + (τ on + τ oc )> T oc > T on - (τ on + τ oc ).
Для обратных величин можно записатьFor reciprocal values, you can write
, ,
илиor
, ,
где Where
После преобразования получаемAfter the conversion, we get
. .
При использовании формирователей коротких импульсов σ<<1, тогдаWhen using shapers of short pulses σ << 1, then
fon+Δf>foc>fon-Δf,f on + Δf> f oc > f on -Δf,
где Δf≈fonσ.where Δf≈f on σ.
Тогда с учетом того, что ωз=fonφ0, где φ0=2π/z, z - количество меток ИДЧ, выражение примет видThen, taking into account the fact that ω z = f on φ 0 , where φ 0 = 2π / z, z is the number of labels of the HDI, the expression takes the form
ωз+Δω0>ω>ωз-Δω0,ω s + Δω 0 > ω> ω s -Δω 0 ,
где Δω0≈ωзσ - максимальное отклонение угловой скорости электропривода от заданной в момент опережающей разблокировки ИЧФД в режим фазового сравнения.where Δω 0 ≈ω s σ is the maximum deviation of the angular velocity of the electric drive from the set at the time of the priority unlocking of the ICPD into the phase comparison mode.
Выражение для фактического отклонения угловой скорости Δω электропривода от заданной в момент выполнения опережающей разблокировки ИЧФД в режим фазового сравнения, может быть представлено в виде:The expression for the actual deviation of the angular velocity Δω of the electric drive from the one set at the time of the preliminary unlocking of the ICHP to the phase comparison mode can be represented as:
. .
Или с учетом того, что τon>>τoc иOr taking into account the fact that on on τ oc and
получаемwe get
Δω<Δω0=Δωr,Δω <Δω 0 = Δω r ,
т.о. область начальных условий при организации опережающей разблокировки ИЧФД соответствует наиболее эффективному по времени синхронизации электропривода диапазону.thus the area of initial conditions when organizing advanced unlocking of the ICHFD corresponds to the most effective range for the time of synchronization of the electric drive.
Работа электропривода при переходе со скорости на скорость происходит аналогично вышеописанному.The operation of the electric drive when switching from speed to speed occurs similarly to the above.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить диапазон регулирования скорости вращения стабилизированного электропривода, за счет введения преобразователя период-код, преобразователя кода и управляемого формирователя коротких импульсов выполненного в виде D-триггера, схемы И, генератора высокой частоты, счетчика импульсов и схемы сравнения, которые позволяют устранить зависимость области начальных условий по Δω в момент разблокировки от заданной частоты вращения ωз.Thus, the proposed technical solution allows to expand the range of regulation of the rotation speed of a stabilized electric drive, by introducing a period-code converter, a code converter and a controlled short pulse shaper made in the form of a D-trigger, circuit I, high-frequency generator, pulse counter and comparison circuit, which make it possible to eliminate the dependence of the region of initial conditions with respect to Δω at the moment of unlocking from a given rotation frequency ω s .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131216/07U RU113095U1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | STABILIZED ELECTRIC DRIVE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131216/07U RU113095U1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | STABILIZED ELECTRIC DRIVE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU113095U1 true RU113095U1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011131216/07U RU113095U1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | STABILIZED ELECTRIC DRIVE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU113095U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188026U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Stabilized Electric Drive |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131216/07U patent/RU113095U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188026U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Stabilized Electric Drive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101834555B (en) | Rotation speed detection circuit and motor driver apparatus having the same | |
| CN100517945C (en) | Low-speed highly precise control system for magnetic suspending flying wheel electromotor based on n Hall sensors | |
| JPH05176587A (en) | Method and system of driving motor | |
| RU2467465C1 (en) | Stabilised electric drive | |
| RU113095U1 (en) | STABILIZED ELECTRIC DRIVE | |
| CN105553364A (en) | Motor vector control method based on estimation of interval angle of hall signal | |
| RU2462809C1 (en) | Stabilised electric drive | |
| CN102539070A (en) | Method and system for identifying rotational inertia of alternating current servo system | |
| RU143608U1 (en) | STABILIZED ELECTRIC DRIVE | |
| JPS6314592B2 (en) | ||
| Tutaev et al. | Rotor speed estimation in control system of electric drive based on induction inverter-fed motor | |
| RU188026U1 (en) | Stabilized Electric Drive | |
| US4737700A (en) | Method and circuit for driving a stepping motor | |
| RU187266U1 (en) | Stabilized Electric Drive | |
| JP6642111B2 (en) | Motor control device | |
| RU2331963C1 (en) | Contact-free dc drive | |
| RU163922U1 (en) | SYNCHRONO-SYNCHASE ELECTRIC ACTUATOR | |
| RU145335U1 (en) | DEVICE FOR PHASING THE ROTATING SHAFT OF THE MOTOR | |
| RU163831U1 (en) | STABILIZED ELECTRIC DRIVE | |
| RU2422978C1 (en) | Synchronous-cophased electric drive | |
| RU145048U1 (en) | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS | |
| RU178668U1 (en) | SYNCHRONO-SYNCHASE ELECTRIC ACTUATOR | |
| RU2517423C1 (en) | Digital modular for control over synchronous motor | |
| JPH05103492A (en) | Motor driving method and system | |
| SU1522176A1 (en) | Discrete-proportional - integral rotational speed governor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160727 |