SU1053250A1 - Цифровой электропривод - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель посто нного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, вход которого соединен с выходом триггера , задающий генератор, к первому выходу которого подключен первый логический элемент И, второй вход которого св зан с выходом триггера, последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок совпадени  и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к второму . входу блока совпадени , отличающийс  тем, что,с целью расширени , диапазона стабилизируемых скоростей, в него дополнительно введены регистр, подключенный к первому входу реверсивного счетчика , первый логический элемент ИЛИ, включенный между выходом сче чика и первым входом триггера, второй логический элемент ИЛИ, включенный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, пр мой выход которого соединен с вторым входом.первого логического элемента ИЛИ, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь , вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход - к входу регистра, управл емый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигател , второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым вх-одом tВТОРОГО логического элемента ИЛИ, последовательно соеW диненные третий логический элемент И, третий формирователь и четвертый с: логический элемент И, включенные между выходом счетчика и входом сложени  реверсивного счетчика, последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего Формировател  и входом вычитани  ревер сивного счетчика, четв.ертый ф ормиро01 ватель и п тый логический элемент 00 И, вторые входы которых подключены к третьему и четвертому выходам заю , дающего генератора, п тый выход коСП торого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвертого формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управл емого делител  частоты сочинен с вторым входом третьего формировател .

Description

Изобретение относитс  к электро технике, в частности к системам с широким диапазоном стабилизируемых скоростей электродвигателей посто нного тока, у которых входной сигнал задаетс  в виде.кода. Известен цифровой электропривод, в котором сигнал обратной св зи формируетс  в виде кода, пропорционального периоду частоты датчика скорости . Требуемое значение скорости задаетс  входным кодом, который срав ниваетс  с кодом, пропорциональным периоду частоты обратной св зи. Так как входной код должен быть пропорци нален скорости электродвигател , а сравниваетс  с кодом, обратно пропорциональным скорости электродвига .тел , то результат сравнени  обрабатываетс  вычислительной машиной, котора  формирует сигнал, коммутирую щий импульсный регул тор в цепи электродвигател  13Недостатком электропривода  вл етс  ограниченный диапазон стабилизируемых скоростей за счет низкой точности сравнени  кодов при больших скорост х электродвигател . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  цифровой электропривод, .содержащий электродвигатель посто нного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, входкоторого соединен с выходом триггера, задающий генератор, к первому выходу кото рого подключен первый логический элементИ, второй вход которого св зан с выходом триггера, последовательно соединенные рев.ерсивный счетчик , блок совпадени  и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к второму входу блока совпадени  С2 3Однако в электроприводе в качестве образцового сигнала используетс  частота, поэтому там, где входнь1м сигналом  вл етс  код, необходимо иметь преобразователь код-частота, имеющий высокую точность преобразовани , поэтому такой электропривод целесообразно использовать при работе на одной или нес1 ольких образцовых частотах. Кроме того, электропривод имеет малый диапазон стабилизирующи-х скоростей. Если образцовые частоты измен ютс  с большой скоростью , то в электроприводе происходит переполнение реверсивного счетчика. При этом код реверсивного счетчика, следовательно, и сигнал управлени  электродвигателем неоднократно измен ютс  от максимального до минимального, увеличиваетс  врем переходного процесса, а в некоторых случа х в электроприводе возникают незатухающие колебани . Целью изобретени   вл етс  расши- . рение диапазона стабилиэируеалых скоростей электропривода. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электропривод дополнительно введены регистр., .подключенный к первому входу реверсивного счетчика, первый логический элемент ИЛИ, включенный между выходом счетчика и первым входом триггера, второй логический элемент ИЛИ, включенный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, пр мой выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь , вх-од которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход к входу регистра, управл емый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигател , второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединён с вторым входом второго логического элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий логический элемент И, третий формирователь и четвер тый логический элемент И, включенные между выходом счетчика и входом :сложени  реверсивного счетчика,последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего формировател  и входом вычитани  реверсивного счетчика, четвертый формирователь и п тый логический элемент И, вторые входы которых подключены к третьему и четвертому вьохбдам. задающего генератора, п тый выход которого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвер-того формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управл емого делител  частоты соединен с вторым входом третьего формировател . На чертеже представлена структурна  схема электропривода. Электродвигатель 1 посто нного тока снабжен датчиком 2 скорости и подключен к усилителю 3 мощности, вход которого соединен с выходом триггера 4,К первому выходу задающего генератора 5 подключен первый логический элемент И 6, второй вхрд которого св зан с выходом триггера 4. Реверсивньой счетчик 7, блок 8 совпадени  и счетчик 9 соединены последовательно, при этом счетный вход счетчика 9 подключен к выходу первого логического элемента И 6, а выход счетчика 9 соединен с вторым входом блока 8 совпадени . Регистр 10 подключен к первому входу ревер- ,

сивного счетчика 7. Первый логическ элемент ИЛИ 11 включен между выходам счетчика 9 и первьом входом 4. Второй логический элемент ИЛИ 12 включен между вторым выходом

падающего генератора 5 и вторые входом триггера 4. Пр мой выход дешифратора 13 соединен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ И, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И 14. Вход первого .формировател  15 подключен к выходу реверсивного сч-етчика 7 а выход - к входу регистра 10. Управл емый делитель 16 частоты подключ:ен к выходу датчика скоростл 2, Второй формирователь 17 включен между выходом датчика 2 скорости и вторым входом второго логического элемента И 14, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента ИЛИ 12. Третий логический элемент И 18, третий формирователь 19 и четвертый логический элемент И 20

соединены последовательно и включен между выходом счетчика 9 и входом сложени  реверсивного счетчика 7. Четвертый формирователь 21 и п тый логический элемент И 22 соединены последовательно и включены между первым выходом третьего формировател  19 и входом вычитани  реверсивного счетчика 7. Вторые входы четвётого формировател  21 и логического элемента И 22- подключены соответственно к- третьему и четвертому выходам задающего генератора 5, п ты выход которого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И 20. Инверсные выходы третьего формировател  19 и четвертого формировател  21 подключены к входам третьего логического элемента И 18. Выкод управл емого делител 

16 частоты соединен с вторым входом третьего формировател  19.

Электропривод работает следующим образом.

Требуема  скорость электродвигател  1 посто нного тока задаетс  входным кодс и N,поступающим на .вход регистра 10, управл емого делител  16 частоты и дешифратора 13. Если

.входной код равен нулю, на пр мом вь1ходе дешифратора 13 формируетс  сигнал, который проходит через элемент ИЛИ 11 и устанавливает триггер

4 в нулевое состо ние, при котором усилитель 3 мощности отключает электродвигатель 1 от источника питани  а элемент И б закрыт. Бели входной код не равен нулю, то на инверснс выходе дешифратора 13 создаетс ; сигнал, который проходит через, элемент .И 14, если двигатель не вращаетс , так как в этом случае с формировател  17 подаетс  на второй вход

элемента И 14 сигнал, открывающий его. Сигнал с выхода элемента И 14 проходит через элементе ИЛИ 12, устанавливает триггер 4 в единичное состо ние, при котором электродвигатель 1 подключаетс  усилителем 3 мощности к источнику питани , и открываетс  элемейт И б. Так осуществ л етс  пуск двигател  1. После пуска двигател  1, формирователь 17 закрывает второй элемент И 14 и управлени двигателем 1 осуществл етс  широтномодулированньм сигналом, который формируетс  на выходе триггера 4. Импульсами стабильной частоты с второго выхода генератора 5, которые проход т через элементы ИЛИ 12, триггер 4 устанавливаетс  в единичное состо ние . Через открытый элемент И б на вход счетчика 9 поступает высока  стабильна  частота с первого выхода генератора 5. После того, как на счетчик 9 поступитчисло импульсов, равное коду, записанному в счетчик 9 до начала счета, счетчик 9 устаиав ливаетс  в нулевое состо ние. Им-г.; пульс с выхода счетчика 9 переписываетс  код реверсивного счетчика 7 через блок 8 совпадени  на установочные входы счетчика 9, проходит через элемент ИЛИ 11 и устанавливает триггер 4 в нулевое состо ние. С приходом следующего импульса с второго выхода генератора 5 процессы формировани  имп льса на выходе триггера 4 повтор тс . Одновременно происходит формирование кода реверсивного счетчика 7. В момент пуска вреверсивном счетчике 7 может быть записан любой код, а формирователи 19 и 21 могут находитьс  в любом состо нии. Через некоторое врем  формирователи 19 и 21 устанавливаютс  в состо ние, йри котором открываетс  логический элемент И 18. Элем.ент И 18 в этом состо нии пропускает импульс с выхода счетчика 9 на вход формировател  19. На второй вход формировател  19 поступают импульсы с выхода управл емого делител  16 частоты, период следовани  которых равен N/f, где .- частота с выхода датчика 2 скорости. На выходе формировател  19 создаетс  один импульс, длительность которого t кратна периоду частоты с выхода управл емого ;делител  16, т.е. , где .К-посто нный коэффициент . На врем  этого импульса открьфаетс  элемент И 20, и частота с п того выхода генератора 5 поступает на вход сложени  реверсивного счетчика 7. Одновременно с началом импульса Т запускаетс  формирователь 21, на выходе которого создаетс  импульс стабильной длительности t. На врем  TQ о.ткрываетс  элемент И 22, и частота с четвертого выхода генератора 5 поступает на вход вычитани  реверсивного счетчика 7. Импульсы с четвертого у п того выходов генера тора 5 имеют одинаковую стабильную частоту, но сдвинуты друг относитель но друга дл  того, чтобы на входы реверсивного счетчика 7 не поступали совпадающие по времени импульсы. Поступающие на входы реверсивного счетчика 7 импульсы корректируют зна чение его кода. Одновременно пропорционально коду рверсивного счетчика 7 измен етс  г длительность импульса на выходе, триггера 4, так как каждым импульсом с выхода счетчика 9 скорре тированноё значение кода реверсивногЪ счетчика 7 переписываетс  через блок 8 совпадени  на установочные входы счетчика 9. При изменении входного кодам в ши роком диапазоне длительности имульсовТдИ Т могут значительно отличатьс  друг от друга, что вызывает переполнение реверсивного счетчика 7. В этом случае в момент установлени  всех разр дов реверсивного счеТЧика 7 в нуль, на выходе формировател  15 создаетс  импульс, который переписывает.ьходной код N из регист ра 10 на установочные входы ревер7 сивного счетчика 7, а процесд дискретного сравнени Т и Т продблжает , И, таким образом, корректируетс  значение кода реверсивного счетчика 7. После окончани  переходного процесса устанавливаетс  такое посто нное значение скорости э.пектродпиглтел  1, при котором Т ::,Т . Следовательно , после установлени  скорости электродвигател  1 значение кода реверсивного счетчика 7 не измен етс , и, соответственно, не измен етс  длительность широтно-модулированного импульса с выхода триггера 4. Так как Т , то в установиршемс  режиме To-KN/f, и,следователь но, двигатель имеет посто нную скорость, пропорциональную входному коду, KN/T(, . Таким образом, расширение диапазона стабилизируемых скоростей достигаетс  за счет того,, что при переполнении реверсивного счетчика, которое происходит при изменении входного кода с большой кратностью, в реверсивный счетчик записываетс  ВХОДНОЙ код, что,исключает возможность возникновени  в элекроприводе незатухающих колебаний и снижает врем  переходного процесса, и сравнение посто нного образцового временного интервала и временного интервала обратной св зи, с помощью которого производитс  цифрова  коррекци  кода реверсивного счетчика, осуществл етс  во всем диапазоне .стабилизируемых скоростей с одина1{ов6й точностью , так как значение образцового временного интервала посто нно , а сравнение производитс  числоимпульсным методом.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока с датчиком скорости, подключенный к усилителю мощности, вход которого соединен с выходом триггера? задающий генератор, к первому выходу которого подключен первый логический элемент И, второй вход которого связан с выходом триггера, последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок совпадения и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к второму · входу блока совпадения, отличающийся тем, что,с целью расширения, диапазона стабилизируемых скоростей, в него дополнительно введены регистр, подключенный к первому входу реверсивного счетчика, первый логический элемент ИЛИ, включенный между выходом счетчика и первым входом триггера, второй логический элемент ИЛИ, включенный между вторым выходом задающего генератора и вторым входом триггера, дешифратор, прямой выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, а инверсный - с первым входом второго логического элемента И, первый формирователь, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выходк входу регистра, управляемый делитель частоты, подключенный к выходу датчика скорости электродвигателя, второй формирователь, включенный между выходом датчика скорости и вторым входом второго логического элемента И, выход которого соединен с вторым входом <второго· логического элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий логический элемент И, третий формирователь и четвертый логический элемент И, включенные между выходом счетЧика и входом сложения реверсивного счетчика, последовательно соединенные и включенные между первым выходом третьего формирователя и входом вычитания реверсивного счетчика, четв.ертый формирователь и пятый логический элемент И, вторые входы которых подключены к третьему и четвертому выходам задающего генератора, пятый выход которого соединен с вторым входом четвертого логического элемента И, инверсные выходы третьего и четвертого формирователей подключены к входам третьего логического элемента И, а выход управляемого делителя частоты соединен с вторым входом третьего формирователя.

   SU „,1053250 >

   .105 3250