SU1108595A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель посто нного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращени , выходом соединенным с первым входом первого формировател  длительности импульсов,ко второму .в}(оду которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формировател  длительности импульсов, два разнопол рных источника питани , выходы которых через управл емые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации частоты вращени  электродвигател , в него введены делитель частоты и логический блок, реализующий ФУНК1ЩЮ х х.у х; у х у у, где X и у - входные, а х и у - выходные его сигналы, включенный между выходами формирователей длительности импульсов и управл ющими О) входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между выходом задающего генератора и другим О входом второго формировател  длительс ности импульсов. ЗМЗ 00 СО СП LCuttf

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к системам управлени  электроприводами механизмов и технологических установок с повьшен ными требовани ми к точности поддер жани  скорости. Известен электропривод, содержащий электродвигатель посто нного то с датчиком частоты вращени , кварце вый генератор, делитель частоты, пр образователь кода в длительность импульсов, блоки сравнени  и интегрировани , усилитель и триггеры СП Однако указанный г лектропривод отличаетс  сложностью и не обеспечивает высокую точность поддержани  заданной частоты вращени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электропривод, содержащий электродвигатель посто нного тока, подключ ный к силовому преобразователю и сн женный импульсньм датчиком частоты вращени , выходом соединенным с пер вым входом первого формировател  длительности импульсов, ко второму входу которого подключен задающий енератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формировател  длительности импульсов, два разнопол рных источника питани , выходы которых через управл емые ключи соединены с интегрирующим уси литепем, подключенным к силовому преобразователю 2 . Однако точность стабилизации заданной частоты вращени  ограничена здесь неидеальностью (внутренними шумами) элементов электропривода (источников питани , формирователей длительности импульсов, управл емых ключей, интегрирующего усилител ) и определ етс  отношением этих шумов к уровню обрабатываемого сигнала рассогласовани  заданной частоты вращени  и частоты обратной св зи. Чем меньше это отношение , тем больша  точность стабилизации может быть достигнута. Из этого следует, что дл  обеспечени  высокой точности стабилизации измерительна  часть системы долж на формировать сигнал рассогласовани  (ошибки) максимальной величины (значительно превышающий значение внутреннихшумов элементов электропривода ) при минимальном рассогласо вании заданной и действительной час тот вращени , причем величина этого сигнала дол ша зависеть только от соотношени  частот обратной св зи и заданной. Величина сигнала ошибки, формируема  в известном электроприводе, зависит не только от соотношени  этик частот, но и от текущего значени  заданной частоты вращени  (диапазона регулировани ) и уменьшаетс  при увеличении диапазона регулировани . Это нлечет за собой Увеличение соотношени  шум - сигнал и, как следствие , снижение точности стабилизации . Кроме того, в этом электроприводе существуют режимы, когда одновременно замыкаютс  оба его управл емых ключа, что приводит к по влению дополнительной ошибки, вызванной подачей на вход интегрирующего усилител  разностного тока (напр жени ) источников питани  и снижени  точности стабилизации. Целью изобретени   вл етс  повышение точности стабилизации частоты вращени  электродвигател . Поставленна  цель достигаетс  тем. что электропривод, содержащий электродвигатель посто нного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращени , выходом соединенным с первым входом первого формировател  длительности импульсов,ко второму входу которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формировател  длительности импульсов , два разнопол рных источника питани , выходы которых через управл емые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю, введены делитель частоты и логический блок, реализующий функцию: х х х; у х-у-у, где X и у - входные, а х и у - выходные его сигналы, включенный между выходами формирователей длительности импульсов и управл ющими входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между выходом задающего генератора и другим входом второго формировател  длительности импульсов. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого электропривода. Электродвигатель 1 подключён к силовому преобразователю 2 и снабжен импульсным датчиком частоты вращени  3, который соединен с первым входом первого формировател  4 длительности импульсов, ко второму входу которого подключен задающий генератор 5, одновременно соединенный с одним из входов второго форми ровател  6 длительности импульсов. Два разнопол рных источника питани  7 и 8 через управл емые ключи 9 и 10 соединены с интегрирующим усилителем 11, подключенным к силовому преобразователю 2. Делитель частоты 12 включен между-выходом задающего генератора 5 и другим входом второг формировател  6 длительности импуль сов. Между выходами формирователей 4 и 6 длительности- импульсов и управл ющими входами ключей 9 и 10 подключен логический блок 13, который может быть реализован на логическом элементе И-НЕ 14 и двух логических элементах И 15 и 16. Электропривод работает следующим образом. В исходном состо нии сигнал на выходе задающего генератора 5 отсутствует , сигналы на выходах делител  частоты 12 и формировател  6 длительности импульсов отсутствуют. Управл емые ключи 9 и Ю разомкнуты выходной сигнал интегрирующего усилител  11 равен нулю, частота враще ни  вала электродвигател  1 равна нулю. Сигнал на выходе импульсного датчика частоты 3 отсутствует. При по влении на выходе задающего генератора 5 сигнала в виде последовательности импульсов частот N , на выходе делител  частоты 12 формируетс  сигнал с частотой fj, что вызывает по вление на выходе фо мировател  длительности импульсоб 6 импульсов длительности t с частото а,дд . Формирователь длительности 6 импульсов может быть выполнен на двух RS-триггерах, логическом элементе И и двоичном счетчике емкостью N. Длительность импульсов, генерируемых формирователем длитель ности импульсов 6, определ етс  вре менем заполнени  его двоичного счет чика частотой N fiivsti и может быть определена из выражени  С - 1 1 К где С - емкость двоичного счетчика формировател  6 длительност импульсов; N - коэффициент делени  делител  частоты 12. К; N Передний фронт выходных импульсов формировател  6 длительности импульсов формируетс  по фронту первого из импульсов частоты N fa , поступающего после входного импульса частотой f-iAA обеспечивает стабильность длительности t вне зависимости от фазового положени  входных и1 1пульсов. Как видно из выражени  (1), длительность импульса t, обратно пропорциональна значению f;.-,, (скважность сигнала на выходе формировател  длительности импульсов посто нна во всем диапазоне изменени  д ) . Под действием импульсов tvx управл ющий ключ 10 замыкаетс , подключа  источник питани  8 к интегрирующему усилителю 11, что вызывает по вление напр жени  на его выходе, по вление напр жени  на выходе силового преобразовател  2 и вращение вала электродвигател  1. При этом на выходе импульсного датчика частоты вращени  3 формируютс  импульсы частотой foe , поступающие на вход формировател  4 длительности импульсов, аналогичного формирователю 6 длительности импульсов. На его выходе также формируютс  импульсы длительностью t(j и частотой fj , вызывающие замы- кание управл емого ключа 9. На входе интегрирующего усилител  11 формируетс  сигнал, среднее значение которого может быть определено из выражени  сГ А К (|2 - 1), (2) fSAA. где А - амплитуда сигнала напр жени  (тока) источников питани  7 и 8. Под действием этого сигнала частота вращени  вала электродвигател  1 увеличиваетс  до тех пор, пока dc не станет равным нулю, что соответствует равенству частот задани  и обратной св зи и выходу электропривода на заданную частоту вращени . Как следует из выражени  (2), среднее значение сигнала рассогласовани  в данном электроприводе зависит только от соотношени  f, I f-JAU и не зависит от текущего значени  за511085956

данной частоты вращени  «,4 исключаетс  одновременное

апазона регулировани , как в иэвест-замыкание управл емых ключей 9 и 10

ном устройстве. Это позвол ет в дан-при совпадении во времени выходных

ном электроприводе поддерживатьсигналов формирователей 4 и б

соотношение шум - сигнал минималь- 5длительности импульсов. Это позвоныч во всем диапазоне регулирова-л ет исключить погрешность, вознини , уменьшить ошибку регулировани  и,камщую за счет протекани  разносткак следствие этого- повысить точностьного тока разнопол рных источников

стабилизации частоты вращени  валапитани  7 и 8 на вход интегрируюэлектродвигател ,Ощего усилител  11 при совпадении

За счет введени  логического бло-рователей 4 и 6 длительности имка 13, который может быть выполнен .пульсов, и тем самым повысить точна одном логическом элементе И-НЕ ность стабилизации частоты вращени  и двух логических элементах И 15 15электродвигател  1.

по времени выходных сигналов форми

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к силовому преобразователю и снабженный импульсным датчиком частоты вращения, выходом соединенным с первым входом первого формирователя длительности импульсов,ко второму вХоду которого подключен задающий генератор, одновременно соединенный с одним из входов второго формирователя длительности импульсов, два разнополярных источника питания, выходы которых через управляемые ключи соединены с интегрирующим усилителем, подключенным к силовому преобразователю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты вращения электродвигателя, в него введены делитель частоты и логический блок, реализующий функицю х'= х«у х; у'= х/у у, где х и у - входные, а х и у ' - выходные его сигналы, включенный между выходами формирователей длительности импульсов и управляющими входами указанных ключей, причем делитель частоты включен между выходом задающего генератора и другим входом второго формирователя длительности импульсов.

   Sib. 1108595