RU145048U1 - DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS - Google Patents
DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS Download PDFInfo
- Publication number
- RU145048U1 RU145048U1 RU2014117805/07U RU2014117805U RU145048U1 RU 145048 U1 RU145048 U1 RU 145048U1 RU 2014117805/07 U RU2014117805/07 U RU 2014117805/07U RU 2014117805 U RU2014117805 U RU 2014117805U RU 145048 U1 RU145048 U1 RU 145048U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- phasing
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты вращения, управляемый ключ и блок фазовой автоподстройки частоты с импульсными датчиками частоты и углового положения, а также генератор опорной частоты фазирования, вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты вращения, блок управления фазированием, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты вращения, второй и четвертый входы подключены соответственно к выходам импульсных датчиков частоты и углового положения, третий вход соединен с выходом генератора опорной частоты фазирования, а третий выход подключен к управляющему входу управляемого ключа, импульсный частотно-фазовый дискриминатор и последовательно включенные блок коррекции интегратор и управляемый генератор, выходом соединенный с вторым входом управляемого ключа, два делителя частоты и два элемента ИЛИ-НЕ, вход первого делителя частоты подключен к выходу управляемого генератора, вход второго делителя частоты подключен к выходу генератора опорной частоты вращения, выходы делителей частоты соединены с соответствующими входами импульсного частотно-фазового дискриминатора, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления фазированием, второй выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом блока коррекции, A device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of DC motors, containing a series-linked reference frequency generator, a controlled key and a phase-locked loop with pulse frequency and angular position sensors, and a phasing reference frequency generator, the input of which is connected to the output of the reference frequency generator rotation, the phasing control unit, the first input of which is connected to the output of the reference frequency generator, the second and four the input inputs are connected respectively to the outputs of the pulse sensors of frequency and angular position, the third input is connected to the output of the phasing reference frequency generator, and the third output is connected to the control input of the controlled key, the pulse frequency-phase discriminator and the integrator and the controlled generator sequentially connected, the output connected with a second input of the controlled key, two frequency dividers and two elements OR NOT, the input of the first frequency divider is connected to the output of the controlled generator, the input is second of the second frequency divider is connected to the output of the reference frequency generator, the outputs of the frequency dividers are connected to the corresponding inputs of the pulse frequency-phase discriminator, the first output of which is connected to the first input of the first OR-NOT element, the second input of which is connected to the first output of the phasing control unit, the second output which is connected to the second input of the second OR-NOT element, the output of the first OR-NOT element is connected to the first input of the second OR-NOT element, the output of which is connected to the input of the correction unit,
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматического фазирования синхронизированных электроприводов с фазовой автоподстройкой частоты вращения, и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи и сканирующих систем.The utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for automatic phasing of synchronized electric drives with phase-locked loop rotation speed, and can be used in information transmission and playback systems, for example, in the drive of video recorders and scanning systems.
Известно устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока (см. а.с. СССР №1100700 от 30.06.2984, МПК5 H02P 5/50), содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, управляемый ключ, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора, управляющий вход - к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, и блок фазовой автоподстройки частоты вращения вала ведомого двигателя с импульсным датчиком частоты вращения и датчиком углового положения, связанным с первым входом фазового дискриминатора и первого логического элемента И, вспомогательный генератор опорной частоты фазирования, подключенный к выходу генератора опорной частоты, блок индикации синхронизации, три логических элемента И, логический элемент ИЛИ, три триггера, последовательно соединенные формирователь кода разности фаз, регистр памяти и блок сравнения кодов, последовательно соединенные импульсный частотно-фазовый дискриминатор, блок коррекции и интегратор, выход которого через управляемый генератор соединен с первым входом второго логического элемента И, выход, которого подключен к первому входу импульсного частотно-фазового дискриминатора, второй вход которого подключен к третьему логическому элементу И, первый вход которого вместе с первыми входами формирователя кода разности фаз, блока индикации синхронизации и второго триггера соединен с выходом генератора опорной частоты второй вход соединен с выходом третьего триггера, первый вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента И, одновременно соединенному с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого вместе с вторыми входами первого и третьего триггеров подключен к дополнительному выходу формирователя кода разности фаз, выход логического элемента ИЛИ через первый вход четвертого триггера, второй вход которого вместе с входом разрешения записи регистра памяти соединен с выходом первого логического элемента И, связан с вторым входом второго логического элемента И, выход вспомогательного генератора опорной частоты фазирования соединен с вторыми входами фазового дискриминатора и второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И, к третьему входу которого подключен выход блока индикации синхронизации, второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика частоты вращения, связанного также с вторым входом формирователя кода разности фаз, третий вход которого подключен к фазовому дискриминатору. А выход через второй вход блока сравнения кодов соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера.A device for coordinating the angular position of synchronously rotating shafts of DC motors (see AS USSR No. 1100700 dated 06/30/2984, IPC 5 H02P 5/50), containing a series-connected reference frequency generator, a controlled key, the second input of which is connected to the output of the controlled generator, the control input is to the output of the first trigger, the first input of which is connected to the output of the first logical element And, and the phase-locked loop of the rotational speed of the driven motor shaft with a pulse speed sensor an angular position sensor associated with the first input of the phase discriminator and the first logical element AND, an auxiliary phasing reference frequency generator connected to the output of the reference frequency generator, a synchronization indication unit, three logical elements AND, an OR logical element, three triggers connected in series with the difference code generator phases, a memory register and a code comparison unit, series-connected pulse frequency-phase discriminator, a correction unit and an integrator, the output of which is via the inventive generator is connected to the first input of the second logical element And, the output of which is connected to the first input of the pulse frequency-phase discriminator, the second input of which is connected to the third logical element And, the first input of which together with the first inputs of the phase difference code generator, synchronization indication unit and the second trigger is connected to the output of the reference frequency generator; the second input is connected to the output of the third trigger, the first input of which is connected to the output of the fourth logical element And, simultaneously connected to the first input of the OR logic element, the second input of which together with the second inputs of the first and third triggers is connected to the additional output of the phase difference code generator, the output of the OR logic element is through the first input of the fourth trigger, the second input of which is connected to the memory register write enable input with the output of the first logical element And, connected with the second input of the second logical element And, the output of the auxiliary generator of the reference phasing frequency is connected to the second inputs a phase discriminator and a second trigger, the output of which is connected to the second input of the first logical element And, the third input of which is connected to the output of the synchronization display unit, the second input of which is connected to the output of the pulse speed sensor, also connected to the second input of the phase difference code generator, third input which is connected to a phase discriminator. And the output through the second input of the code comparison unit is connected to the first input of the fourth logical element AND, the second input of which is connected to the output of the first trigger.
К недостаткам этого устройства можно отнести наличие фазового сдвига импульсных последовательностей fоп и частота на выходе ФАПЧ, наличие задержки в прохождении сигналов Р и Т на вход блока коррекции и наличие выбросов напряжения на входе интегратора, обуславливающих большой темп нарастания.The disadvantages of this device include the presence of a phase shift of the pulse sequences f op and the frequency at the PLL output, the delay in the passage of the P and T signals to the input of the correction unit, and the presence of voltage spikes at the input of the integrator, which cause a large slew rate.
Наиболее близким техническим решением является устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока (см. а.с. СССР №1612368 от 07.12.1990, H02P 5/50), содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты вращения, управляемый ключ, и блок фазовой автоподстройки частоты с импульсными датчиками частоты и углового положения, а также генератор опорной частоты фазирования, вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты вращения, блок управления фазированием, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты вращения, второй и четвертый входы подключены соответственно к выходам импульсных датчиков частоты и углового положения, третий вход соединен с выходом генератора опорной частоты фазирования, а третий выход подключен к управляющему входу управляемого ключа, импульсный частотно-фазовый дискриминатор и последовательно включенные блок коррекции, интегратор и управляемый генератор, выходом соединенный с вторым входом управляемого ключа, два делителя частоты и два элемента ИЛИ-НЕ, вход первого делителя частоты подключен к выходу управляемого генератора, вход второго делителя частоты подключен к выходу генератора опорной частоты вращения, выходы делителей частоты соединены с соответствующими входами импульсного частотно-фазового дискриминатора, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления фазированием, второй выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом блока коррекции.The closest technical solution is a device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of DC motors (see USSR AS No. 1612368 of 12/07/1990, H02P 5/50), containing a rotational speed reference generator, a controlled key, and a block phase-locked loop with pulse sensors of frequency and angular position, as well as a phasing reference frequency generator, the input of which is connected to the output of the reference frequency rotation generator, a phasing control unit, the first input which is connected to the output of the reference speed generator, the second and fourth inputs are connected respectively to the outputs of the pulse frequency and angular position sensors, the third input is connected to the output of the phasing reference frequency generator, and the third output is connected to the control input of the controlled key, the pulse frequency-phase discriminator and sequentially connected correction block, integrator and controlled generator, output connected to the second input of the controlled key, two frequency dividers and two elements OR NOT, in the course of the first frequency divider is connected to the output of the controlled generator, the input of the second frequency divider is connected to the output of the reference speed generator, the outputs of the frequency dividers are connected to the corresponding inputs of the pulse frequency-phase discriminator, the output of which is connected to the first input of the first element OR NOT, the second input of which connected to the first output of the phasing control unit, the second output of which is connected to the second input of the second OR-NOT element, the output of the first OR-NOT element is connected to the first input the second element is OR-NOT, the output of which is connected to the input of the correction block.
Недостатками данного устройства является низкое быстродействия электропривода при отработке угловых рассогласований за счет нарушения алгоритма работы в случае отличия модулей значений ускорения в режимах разгона и торможения электропривода, обусловленного наличием напряжения смещения uсм на входе интегратора, приводящего к тому, что в момент отработки угловой ошибки (Δα=0) частота на выходе ФАПЧ, а следовательно и частота fос, отличаются от частоты fоп; к тому же в этот момент значение фазового рассогласования частот fоп и fос может быть произвольным. Ненулевые начальные условия по Δω и Δα в момент подключения контура ФАПЧВ к ЧЗБ приводят к выходу электропривода из пропорционального режима работы. В этом случае для завершения фазирования требуется повторная синхронизация и повторение процесса фазирования, причем основное время тратится на синхронизацию.The disadvantages of this device is the low speed of the electric drive when working out angular mismatches due to a violation of the operation algorithm in the case of difference between the modules of the acceleration values in the acceleration and braking modes of the electric drive, due to the presence of a bias voltage of u cm at the input of the integrator, which leads to the fact that at the time of working out the angular error Δα = 0) the frequency at the output of the PLL, and hence the frequency f OS , differ from the frequency f op ; moreover, at this moment, the value of the phase mismatch of frequencies f op and f OS can be arbitrary. Nonzero initial conditions for Δω and Δα at the time of connecting the PLL to PZB lead to the output of the drive from the proportional mode of operation. In this case, to complete the phasing, re-synchronization and repetition of the phasing process are required, and the main time is spent on synchronization.
Техническим результатом полезной модели является повышение быстродействия за счет организации отключения режима фазирования только после синхронизации контура фазовой автоподстройки частоты.The technical result of the utility model is to increase performance by arranging the phasing mode to be disabled only after synchronization of the phase locked loop.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока, содержащим последовательно соединенные генератор опорной частоты вращения 1, управляемый ключ 2, и блок фазовой автоподстройки частоты 3 с импульсными датчиками частоты 4 и углового положения 5, а также генератор опорной частоты фазирования 6, вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты вращения 1, блок управления фазированием 7, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты вращения 1, второй и четвертый входы подключены соответственно к выходам импульсных датчиков частоты 4 и углового положения 5, третий вход соединен с выходом генератора опорной частоты фазирования 6, а третий выход подключен к управляющему входу управляемого ключа 2, импульсный частотно-фазовый дискриминатор 8 и последовательно включенные блок коррекции 9, интегратор 10 и управляемый генератор 11, выходом соединенный с вторым входом управляемого ключа 2, два делителя частоты 12, 13 и два элемента ИЛИ-НЕ 14, 15, вход первого делителя частоты 12 подключен к выходу управляемого генератора 11, вход второго делителя частоты 13 подключен к выходу генератора опорной частоты вращения 1, выходы делителей частоты соединены с соответствующими входами импульсного частотно-фазового дискриминатора 8, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ 14, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления фазированием 7, второй выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 15, выход первого элемента ИЛИ-НЕ 14 подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ 15, выход которого соединен с входом блока коррекции 9, согласно заявляемому техническому решению, второй выход импульсного частотно-фазового дискриминатора 8 подключен к пятому входу блока управления фазированием 7, а шестой вход подключен ко второму выходу фазовой автоподстройки частоты вращения 3, блок управления фазированием 7 содержит блок определения углового рассогласования 16, блок памяти 17, логический элемент ИЛИ-НЕ 18, блок запуска 19, устройство сравнения 20, блок формирования управляющих сигналов Р, Т и Ф 21, первый, второй, третий, четвертый входы блока управления углового рассогласования 16 являются первым, вторым, третьим, четвертым входами блока управления фазированием 7, соответственно, выход блока определения углового рассогласования 16 подключен к первому входу устройства сравнения 20, входу блока памяти 17, входу логического устройства ИЛИ-НЕ 18, а его выход подключен к первому входу блока запуска 19, второй вход блока запуска 19 является шестым входом блока управления фазированием 7, выход блока запуска 19 подключен к третьему входу блока формирования управляющих сигналов 21 и второму входу блока памяти 17, а его выход подключен ко второму входу устройства сравнения 20, выход устройства сравнения 20 - к первому входу блока формирования управляющих сигналов 21, второй вход блока формирования управляющих сигналов 21 является пятым входом блока управления фазированием 7, а выходы блока формирования управляющих сигналов 21 Р, Т и Ф являются первым, вторым и третьим выходами блока управления фазированием 7, соответственно.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of DC motors, comprising in series a reference speed generator 1, a controlled key 2, and a phase locked loop 3 with pulse sensors of frequency 4 and angular position 5, as well as a phasing reference frequency generator 6, the input of which is connected to the output of the reference speed generator 1, a phasing control unit 7, the first input of which the first is connected to the output of the reference frequency generator 1, the second and fourth inputs are connected respectively to the outputs of the pulse sensors of frequency 4 and angular position 5, the third input is connected to the output of the generator of the reference phasing frequency 6, and the third output is connected to the control input of the controlled key 2, pulse frequency-phase discriminator 8 and sequentially connected correction unit 9, integrator 10 and controlled generator 11, connected to the second input of controlled key 2 by an output, two frequency dividers 12, 13 and two elements OR NOT 14, 15, the input of the first frequency divider 12 is connected to the output of the controlled generator 11, the input of the second frequency divider 13 is connected to the output of the reference speed generator 1, the outputs of the frequency dividers are connected to the corresponding inputs of the pulse frequency-phase discriminator 8, the first output of which connected to the first input of the first element OR NOT 14, the second input of which is connected to the first output of the phasing control unit 7, the second output of which is connected to the second input of the second element OR NOT 15, the output of the first element LI-NOT 14 is connected to the first input of the second element OR-NOT 15, the output of which is connected to the input of the correction unit 9, according to the claimed technical solution, the second output of the pulse frequency-phase discriminator 8 is connected to the fifth input of the phasing control unit 7, and the sixth input is connected to the second phase-locked loop output of the rotational speed 3, the phasing control unit 7 comprises an angular mismatch determination unit 16, a memory unit 17, an OR-NOT 18 logic element, a start unit 19, a comparison device 20, a forming unit control signals P, T and F 21, the first, second, third, fourth inputs of the angular mismatch control unit 16 are the first, second, third, fourth inputs of the phasing control unit 7, respectively, the output of the angular mismatch determination unit 16 is connected to the first input of the comparison device 20, the input of the memory unit 17, the input of the logical device OR NOT 18, and its output is connected to the first input of the start block 19, the second input of the start block 19 is the sixth input of the phasing control unit 7, the output of the start block 19 is connected it is connected to the third input of the control signal generating unit 21 and the second input of the memory unit 17, and its output is connected to the second input of the comparison device 20, the output of the comparing device 20 is connected to the first input of the control signal generating unit 21, the second input of the control signal generating unit 21 is fifth the input of the phasing control unit 7, and the outputs of the control signal generation unit 21 P, T, and F are the first, second, and third outputs of the phasing control unit 7, respectively.
Сущность технического решения пояснена чертежами, где на фиг. 1, приведена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства, а на фиг. 2. - функциональная электрическая схема БУФ.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1, shows a functional electrical diagram of the proposed device, and in FIG. 2. - functional electrical circuit of the BUF.
Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока работает следующим образом:A device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of DC motors works as follows:
Генератор опорной частоты вращения ГОЧВ 1 и генератор опорной частоты фазирования ГОЧФ 6 служат для формирования импульсов fоп и Fоп опорных частот.Reference speed generator 1 and GOCHV reference oscillator phasing GOCHF 6 serve to pulse shaping and F f op op reference frequency.
Генератор опорной частоты вращения 1 служит для формирования опорной частоты fоп, определяющей частоту вращения электропривода.The generator of the reference speed 1 serves to form the reference frequency f op that determines the frequency of rotation of the electric drive.
Генератор опорной частоты фазирования 6 служит для формирования импульсов угловой привязки, определяющих начало строки сканирования обзорно-поисковой системы.The phasing reference frequency generator 6 is used to generate angular reference pulses determining the beginning of a scan line of a search and search system.
Два делителя частоты 12, 13, импульсный частотно-фазовый дискриминатор 8, два логических элемента ИЛИ-НЕ 14, 15, блок коррекции 9, интегратор 10, управляемый генератор 11 образуют контур фазовой автоподстройки частоты.Two frequency dividers 12, 13, a pulse frequency-phase discriminator 8, two logical elements OR NOT 14, 15, a correction unit 9, an integrator 10, a controlled oscillator 11 form a phase-locked loop.
Делитель частоты 12, 13 служит для деления входной частоты на два с целью получения на выходе контура ФАПЧ импульсов с нулевым фазовым сдвигом относительно импульсов fоп.The frequency divider 12, 13 serves to divide the input frequency into two in order to obtain pulses with a zero phase shift relative to the pulses f op .
Импульсный частотно-фазовый дискриминатор 8 служит для сравнения частот и фаз входных частотных сигналов.The pulse frequency-phase discriminator 8 is used to compare the frequencies and phases of the input frequency signals.
Логические элементы ИЛИ-НЕ 14 и 15 реализуют логическую функцию (Δα+Р)Т, где Δα - выходной сигнал дискриминатора, и служат для блокировки выходного сигнала дискриминатора 8, т.е. для размыкания контура фазовой автоподстройки частоты с целью формирования линейно изменяющейся частоты на выходе управляющего генератора 11 в режиме фазирования.The logical elements OR NOT 14 and 15 implement the logical function (Δα + P) T, where Δα is the output signal of the discriminator, and serve to block the output signal of the discriminator 8, i.e. to open the phase-locked loop for the purpose of forming a linearly changing frequency at the output of the control generator 11 in the phasing mode.
Блок коррекции 9 служит для обеспечения устойчивости работы контура фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора 11 и может быть выполнен в виде последовательно соединенных пропорционально-дифференциального регулятора и нелинейного элемента, обеспечивающего ограничение выходного сигнала элемента коррекции и может быть выполнен в виде линейного усилителя, в котором насыщение определяется насыщением операционного усилителя.The correction unit 9 serves to ensure the stability of the phase-locked loop of the frequency of the controlled generator 11 and can be made in the form of a series-connected proportional-differential controller and a nonlinear element that limits the output signal of the correction element and can be made in the form of a linear amplifier in which saturation is determined saturation of the operational amplifier.
Интегратор 10 служит для формирования линейно-изменяющегося напряжения на входе управляемого генератора 11 при наличии сигналов разгона (Р) или торможения (Т) контура фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора 11.The integrator 10 serves to generate a linearly varying voltage at the input of a controlled generator 11 in the presence of acceleration (P) or braking (T) signals of the phase-locked loop of the frequency of the controlled generator 11.
Управляемый генератор 11 служит для формирования частоты в зависимости от входного напряжения.The controlled generator 11 serves to form a frequency depending on the input voltage.
Управляемый ключ 2 служит для передачи на выход одного из входных сигналов в соответствии с управляющим сигналом.Managed key 2 is used to transmit to the output of one of the input signals in accordance with the control signal.
Контур ФАПЧВ 3 представляет собой ЭПФС и служит для стабилизации частоты вращения электропривода на основе принципа ФАПЧ.The PLL 3 loop is an EPFS and serves to stabilize the frequency of rotation of the electric drive based on the PLL principle.
Импульсный датчик углового положения 5 служит для формирования определенного количества импульсов положения за оборот вала электродвигателя.The pulse sensor of the angular position 5 is used to generate a certain number of position pulses per revolution of the motor shaft.
Блок управления фазированием 7 служит для формирования управляющих сигналов контуром фазовой автоподстройки частоты, и управляемым ключом 2 в зависимости от фазового рассогласования импульсов с выхода генератора опорной частоты фазирования 6 (Fоп) и датчика углового положения 5 ротора (Fос) и включает в себя БОУР, БП, ИЛИ-НЕ, БЗ, УС, БФУС, служит для формирования сигналов Р, Т, Ф, управляющих процессом фазирования.Phasing control unit 7 is used to generate control signals by a phase-locked loop, and controlled by a key 2 depending on the phase mismatch of pulses from the output of the phasing reference frequency generator 6 (Fop) and rotor angular position sensor 5 (Fc) and includes BOUR, BP , OR-NOT, BZ, US, BFUS, is used to generate signals P, T, F, controlling the phasing process.
Блок определения углового рассогласования 16 осуществляет сравнение фаз частотных сигналов Fоп и Fос и служит для определения угловой ошибки электропривода.The unit for determining the angular mismatch 16 compares the phases of the frequency signals F op and F OS and serves to determine the angular error of the electric drive.
Блок памяти 17 служит для запоминания значения входного кода в момент прихода импульса fз, определяющего начало процесса фазирования.The memory block 17 serves to store the value of the input code at the time of arrival of the pulse fz, which determines the beginning of the phasing process.
Логический элемент ИЛИ-НЕ 18 выполняет функцию логического сложения и инвертирования.The logical element OR NOT 18 performs the function of logical addition and inversion.
Блок запуска 19 служит для формирования импульса запуска fз при наличии угловой ошибки электропривода в момент его синхронизации.The trigger unit 19 is used to generate a trigger pulse f s in the presence of an angular error of the electric drive at the time of synchronization.
Устройство сравнения 20 служит для сравнения двух цифровых кодов.The comparison device 20 is used to compare two digital codes.
Блок формирования управляющих сигналов 21 служит для формирования управляющих сигналов Р (разгон контура ФАПЧ), Т (торможение контура ФАПЧ), Ф (разрешение процесса фазирования).The control signal generation unit 21 serves to generate control signals P (acceleration of the PLL), T (braking of the PLL), F (resolution of the phasing process).
При разгоне электродвигателя до синхронной частоты вращения, управляющие сигналы на выходе блока управления фазированием 7 отсутствуют.When accelerating the motor to a synchronous speed, control signals at the output of the phasing control unit 7 are absent.
При этом на вход блока фазовой автоподстройки частоты вращения 3 поступает выходной сигнал генератора опорной частоты 1 через управляющий ключ 2, определяя разгон электродвигателя до синхронной скорости. В это же время на выходе управляемого генератора 11 частота следования импульсов повышается до тех пор, пока не сравняется с частотой fоп с выхода генератора опорной частоты 1. При вхождении импульсного частотно-фазового дискриминатора 8 в пропорциональный режим работы импульсы на его входах в установившемся режиме оказываются сдвинутыми на тс рад, а импульсы на входах делителей частоты на два не имеют фазового сдвига, что позволяет исключить скачок фазовой ошибки на π в блоке фазовой автоподстройки частоты вращения при переходе в режим фазирования.In this case, the output signal of the reference frequency generator 1 is supplied to the input of the phase-locked loop of the rotation frequency 3 via the control key 2, determining the acceleration of the electric motor to synchronous speed. At the same time, at the output of the controlled generator 11, the pulse repetition rate increases until it reaches the frequency fop from the output of the reference frequency generator 1. When the pulse frequency-phase discriminator 8 enters the proportional mode of operation, the pulses at its inputs in the steady state are radially shifted by TC, and the pulses at the inputs of the frequency dividers by two do not have a phase shift, which eliminates the jump in the phase error by π in the phase-locked loop of the rotation frequency when switching to the phase mode ziizing.
После синхронизации электропривода появление сигнала П на выходе блока ФАПЧВ в блоке управления фазированием 7 определяется фазовое рассогласование Fоп и Fос с выходов генератора опорной частоты фазирования 6 и датчика углового положения 5 соответственно, которое пропорционально угловой ошибке электропривода Δα0. При наличии углового рассогласования, превышающего зону нечувствительности Δα≠0, устанавливается режим фазирования. На управляющий вход управляемого ключа 2 поступает сигнал Ф с блока управления фазированием 7 и на вход блока фазовой автоподстройки частоты вращения 3 начинают поступать импульсы с управляемого генератора 11. Одновременно на первом выходе блока управления фазированием 7 появляется сигнал разгона Р, обеспечивающий линейное нарастание выходного сигнала интегратора 10 и соответственно частоты управляемого генератора 11 по закону fуг=fоп+Kt., где K - добротность разомкнутого контура фазовой автоподстройки частоты, t=0 в момент начала фазирования.After synchronization of the electric drive, the appearance of the signal P at the output of the PLL device in the phasing control unit 7 determines the phase mismatch F op and F os from the outputs of the phasing reference frequency generator 6 and the angular position sensor 5, respectively, which is proportional to the angular error of the electric drive Δα 0 . In the presence of an angular mismatch exceeding the deadband Δα ≠ 0, the phasing mode is established. The control input of the controlled key 2 receives the signal Ф from the phasing control unit 7 and the pulses from the controlled generator 11 begin to arrive at the input of the phase-locked loop of the speed 3. Simultaneously, an acceleration signal P appears at the first output of the phasing control unit 7, which provides a linear increase in the output signal of the integrator 10, and accordingly the frequency-controlled oscillator 11 according to the law f y = f op + Kt, where K -. Q factor of the open loop phase-locked loop, t = 0 at the beginning of phased i.
Добротность K выбирается меньше добротности блока фазовой автоподстройки частоты вращения 3, чтобы обеспечить обработку начального углового рассогласования Δα0 в режиме фазирования без выхода блока 3 в режим насыщения.The quality factor K is selected less than the quality factor of the phase-locked loop of rotation frequency 3 to ensure that the initial angular mismatch Δα 0 is processed in the phasing mode without block 3 entering the saturation mode.
Режим разгона электропривода с постоянным ускорением продолжается до тех пор, пока начальное угловое рассогласование не уменьшится в два раза. В этот момент сигнал Р (разгон) становится равным 0 и появляется управляющий сигнал Т (торможение), что приводит к изменению направления интегрирования интегратора 10.The acceleration mode of the drive with constant acceleration continues until the initial angular mismatch is halved. At this moment, the signal P (acceleration) becomes equal to 0 and a control signal T (braking) appears, which leads to a change in the direction of integration of the integrator 10.
Частота выходного сигнала управляемого генератора 11 изменяется при этом по закону fуг=f(tр)-K(t-tр), где f(tр) - значение, достигнутое частотой управляемого генератора 11 в процессе разгона электропривода в момент окончания процесса разгона tр.The frequency of the output signal of the controlled generator 11 changes in this case according to the law f yr = f (t p ) -K (tt p ), where f (t p ) is the value reached by the frequency of the controlled generator 11 during the acceleration of the electric drive at the end of the acceleration process t r .
Окончание процесса фазирования определяется моментом появления сигнала П′ на выходе ИЧФД 8 (после синхронизации контура ФАПЧ). При этом выходные сигналы блока управления фазированием 7 становятся равным 0 и на вход блока фазовой автоподстройки частоты вращения 3 через управляемый ключ 2 начинает поступать частота fоп с генератора опорной частоты вращения 1.The end of the phasing process is determined by the moment the signal P ′ appears at the output of the ICHPD 8 (after synchronization of the PLL). In this case, the output signals of the phasing control unit 7 become equal to 0 and the frequency f op starts from the reference speed generator 1 through the controlled key 2 to the input of the phase-locked loop unit 3.
Так как импульсы частоты с выхода управляемого генератора 11 в пропорциональном режиме работы контура ФАПЧ совпадают с импульсами частоты fоп, то переключение блока ФАПЧВ на задающую частоту fоп происходит без выхода блока ФАПЧВ в режимы насыщение. В результате не требуется повторная синхронизация блока ФАПЧВ после окончания процесса фазирования (как в прототипе при наличии скоростной ошибки по окончании процесса фазирования при наличии напряжения смещения интегратора), что позволяет повысить быстродействие электропривода.Since the frequency pulses from the output of the controlled oscillator 11 in the proportional operation mode of the PLL coincide with the pulses of the frequency f op , the PLL block switches to the setting frequency f op without the PLL block entering the saturation modes. As a result, re-synchronization of the PLL block after the end of the phasing process is not required (as in the prototype in the presence of a speed error at the end of the phasing process in the presence of an integrator bias voltage), which improves the speed of the electric drive.
Блок управления фазированием 7 содержит блок определения углового рассогласования БОУР 16, блок памяти БП 17, логический элемент ИЛИ-НЕ 18, блок запуска БЗ 19, устройство сравнения УС 20, блок формирования управляющих сигналов БФУС 21.The phasing control unit 7 contains a block for determining the angular mismatch BOUR 16, the memory unit BP 17, the logical element OR-NOT 18, the start-up unit BZ 19, the comparison device US 20, the block generating control signals BFUS 21.
Блок определения углового рассогласования путем обработки сигналов fоп, fос, Fоп и Fос формирует сигнал Δα, пропорциональный угловой ошибке электропривода. Блок ИЛИ-НЕ формирует сигнал Δα≠0 при отсутствии углового рассогласования.The unit for determining the angular mismatch by processing the signals f op , f OS , F op and F OS generates a signal Δα proportional to the angular error of the electric drive. The OR-NOT block generates a signal Δα ≠ 0 in the absence of angular mismatch.
При наличии угловой ошибки Δα≠0 в синхронном режиме работы контура ФАПЧВ (сигнал П) блок запуска формирует импульс fз. По этому импульсу осуществляется запись в БП значения кода, равного половине значения угловой ошибки Δα0 в момент записи, формирование высокого уровня сигнала Ф в БФУС и, в зависимости от знака угловой ошибки, - высокого уровня сигналов Р или Т, обеспечивающих линейное нарастание или уменьшение частоты .In the presence of an angular error Δα ≠ 0 in the synchronous operation mode of the PLL (signal P), the trigger unit generates a pulse f s . This pulse is used to record the code value equal to half the value of the angular error Δα 0 at the time of recording in the BP, to form a high level of the signal Ф in the BFUS and, depending on the sign of the angular error, to create a high level of the signals P or T, which provide a linear increase or decrease frequency .
Электропривод переходит в режим разгона или торможения и при уменьшении угловой ошибки Δα до значения Δα0/2 на выходе устройства сравнения формируется импульс, изменяющий значения сигналов Р и Т на противоположные. Частота fоп начинает возвращаться к исходному значению fоп, обеспечивая изменение знака ускорения электропривода. В момент появления на выходе ИЧФД сигнала П′ (пропорциональный режим) происходит установка низких уровней сигналов Р, Т и Ф, что обеспечивает прекращение режима фазирования и переход контура ФАПЧВ в пропорциональный режим работы.Power enters the acceleration or deceleration mode, and decreases the angular error Δα 0 to a value Δα / 2 at the output of the comparison device is formed by a pulse signal changing values of P and T are reversed. The frequency f op begins to return to its original value f op , providing a change in the sign of the acceleration of the electric drive. At the moment the signal P ′ (proportional mode) appears at the output of the ICPD, the low levels of the signals P, T, and F are set, which ensures the termination of the phasing mode and the transition of the PLL to the proportional operation mode.
Для устранения нарушений алгоритма работы фазирующего регулятора возможных в прототипе установка низких уровней сигналов Р, Т и Ф осуществляется по сигналу П′, соответствующему синхронному режиму работы контура ФАПЧ. В этом случае контур ФАПЧВ подключается к ЧЗБ с нулевыми начальными условиями по Δω.To eliminate violations of the operation algorithm of the phasing controller possible in the prototype, low levels of signals P, T and F are set according to the signal P ′ corresponding to the synchronous operation mode of the PLL. In this case, the PLL loop is connected to the BZZ with zero initial conditions with respect to Δω.
При неполной отработке начального углового рассогласования из-за наличия напряжения смещения uсм интегратора, процесс фазирования повторяется, но уже при малом значении Δα, которое легко отрабатывается за 1-2 цикла.If the initial angular mismatch is incomplete due to the bias voltage u cm of the integrator, the phasing process is repeated, but already at a small value of Δα, which is easily worked out in 1-2 cycles.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить быстродействие за счет исключения возможных повторных синхронизаций электропривода по окончании процесса фазирования.Thus, the proposed technical solution allows to increase performance by eliminating possible repeated synchronization of the drive at the end of the phasing process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014117805/07U RU145048U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014117805/07U RU145048U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU145048U1 true RU145048U1 (en) | 2014-09-10 |
Family
ID=51540571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014117805/07U RU145048U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU145048U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178108U1 (en) * | 2017-11-15 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS |
-
2014
- 2014-04-29 RU RU2014117805/07U patent/RU145048U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178108U1 (en) * | 2017-11-15 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5223772A (en) | Method and apparatus for providing the lock of a phase-locked loop system from frequency sweep | |
| US3518516A (en) | Stepping motor constant velocity drive | |
| RU145048U1 (en) | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS | |
| US3308362A (en) | Synchronous motor control circuit | |
| RU2467465C1 (en) | Stabilised electric drive | |
| RU2462809C1 (en) | Stabilised electric drive | |
| RU178108U1 (en) | DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT OF DC ELECTRIC MOTORS | |
| Bubnov et al. | The methods of preliminary phasing adjustment of the rotor speed and position control electric drive | |
| US3694716A (en) | Gyromotor synchronization system | |
| RU163922U1 (en) | SYNCHRONO-SYNCHASE ELECTRIC ACTUATOR | |
| SU1100700A1 (en) | Device for matching angular positions of shafts of d.c.motors rotating in synchronism | |
| RU2475932C1 (en) | Method for electric motor rotary shaft phasing and device for its implementation | |
| RU143608U1 (en) | STABILIZED ELECTRIC DRIVE | |
| RU2422978C1 (en) | Synchronous-cophased electric drive | |
| Bubnov et al. | Synchronic-In-Phase Electric Drive’s Characteristics Based on Multifunctional Logical Correlation Device with Indirect Angular Frequency Determination | |
| US3553555A (en) | Electric motor speed control apparatus, system and method | |
| RU187266U1 (en) | Stabilized Electric Drive | |
| Bubnov et al. | Development of Control Methods of Phase-locked Electric Drive with Improved Dynamic Performance | |
| RU2585241C1 (en) | Stabilised electric drive | |
| RU188026U1 (en) | Stabilized Electric Drive | |
| US3311803A (en) | Synchronized motor drive utilizing speed and phase control | |
| RU113095U1 (en) | STABILIZED ELECTRIC DRIVE | |
| RU178668U1 (en) | SYNCHRONO-SYNCHASE ELECTRIC ACTUATOR | |
| US3769574A (en) | Synchronising systems | |
| US4354393A (en) | Phase locked gyroscope wheel supply for synchronous hysteresis motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180430 |