SU1136079A1 - Устройство дл измерени скорости вращени асинхронного двигател - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ , содержащее последовательно соединенные датчик измер емой частоты и формирователь, а также генератор опорной частоты, перв15Ш делитель частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, и второй делитель частоты, последовательно соединенные блок вычитани  импульсных последовательностей и второй счетиик импульсов, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  5 в устройство введены два элемента И, одновибратор,В -триггер , две группы импульсно-потенциальных элементов И, два элемента ИЛИ и блок сложени  импульсных последовательностей , первым входом св занный с входом первого делител  частоты , с первым входом второго элемента И и с выходод первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй вход св зан с выходом формиIровател  и входом однрвибратора, выходом соединенного с входом установки нул  первого и второго счетчиков , первого -делител  частоты, ЛЗ-триггера, инверсным выходом св занного с его Л-входом и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом второго делител  частоты, выходом свйзанного с синхронизирующим входомD-триггера, второй вход блока сложени  импульсных последовательностей соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а (Л выход - с су мируккцим входом блока вычитани  импульсных последовательностей , управл ющим входом соединенного с пр мым выходом триггера, а вычитающим входом - с выходом первого элемента ИЛИ, объедин ющего выходы первой группы импульсно-потен:циальных элементов И, импульсными входами св занных с потенциальными СО СГ) входами второй группы импульсно-потенциальных элементов И и выходами о разр дов первого счетчика в пор дке возрастани  номеров его разр да, а sj CD потенциальньми входами соединенных с импульсными входами второй группы импульсно-потенциальных элементов И и выходами разр дов второго счетчика в пор дке уменьшени  номеров его разр да, причем выходы второй группы импульсно-потенциальных элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ.

Description

Устройство относитс  к измеритель ной и преобразовательной технике и может быть использовано дл  преобразовани  скорости вращени  асинхронного электродвигател  в пропорционал ную ей частоту следовани  импульсов а также дл  цифрового измерени  скорости вращени  электродвигател  6 системах контрол  и управлени  автоматизированным электроприводом. Известен цифровой измеритель скорости , содержгцций датчик скорости, сопр гаемьй с валом, формирователь импульсов, генератор опорной частоты счетчики и логический -блок Щ . Недостатком такого измерител   вл етс  ограниченное быстродействие Известен также цифровой измерител скорости вращени  асинхронного элек родвигател , содержащий Два формировател  импульсов, входы которых подключены к фазовым обмоткам соответственно статора и ротора электродвиг тел , генератор опорной частоты, три делител  частоты, два управл емых пелител частоты, два управл ющих счетчика, счет.чик результата, блок вычитани  импульсов, два блока управ лени  и два блока переноса кода 2j Однако это устройство отличаетс  чрезмерной сложностью. Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  скорости вращени  асинхронного дви .гател , содержащее последовательно соединенные датчик измер емой часто ты и формирователь, а также генерат опорной частоты, первьй делитель частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, второй делитель частоты, последовательно соединенные блок вычитани  импульсных последовательностей и второй счетчик импульсов L3J . Цель изобретени  - упрощение устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  скорости вращени  асинхронного двигател , содержащее последовательно соединенные датчик измер емой частоты и формирователь, а также генератор опорной частоты, первый делитель частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика импул сов, и второй делитель частоты, последовательно соединенные блок вычитани  импульсных последовательностей и второй счетчик импульсов, введены два элемента И, одновибратор, 0-триггер, две группы импульсно-потенциальных элементов И, два элемента РШИ и блок сложени  импульсных последовательностей , первым входом св занный с входом первого делител  частоты с первым входом второго элемента И и с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй вход св зан с выходом формировател  и входом одновибратора, выходом соединенного с входом установки нул  первого и второго счетчиков, первого делител  частоты,D -триггера, инверсным выходом св занного с егоD-входом и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом второго делител  частоты, выходом св занного с синхронизирующим входом D-триггера, второй вход блока сложени  импульсных последовательностей соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - с суммирующим входом блока вычитани  импульсных .последовательностей , управл ющим входом соединенного с пр мым выходом триггера , а вычитающим входом - с выходом первого элемента ИЛИ, объедин ющего выходы первой группы импульсно-потенциальных элементов И, импульсными входами св занных с потенциальными входами второй группы импульснопотенциальных элементов И и выходами разр дов первого счетчика в пор дке возрастани  номеров его разр да, а потенциальньми входами соединенных с импульсными входами второй группы импульсно-потенциапьны5с элементов И и выходами разр дов второго счетчика в пор дке уменьшени  номеров его разр да, причем выходы второй группы импульсно-потенциальных элементов И подключены к входам второго элемента ИЛИ. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства . Устройство содержит датчик 1 электромагнитного пол , формирователь 2 импульсов, генератор 3 опорной частоты, одновибратор 4, элеенты И 5 и 6, делители 7 и 8 частоты , счетчики 9 и 1о, элементы ИЛИ 11 12, рруппы 13 и 1Д импульсно-потенциальных элементов И. блок 15 вычитани  импульсных последовательностей , блок 16 сложени  импульсных прследовательностей иD-триггер 17. Выход датчика 1 соединен с входом формировател  2, выходом св занного с вторьм входом элемента И 5, первым вхоц,ом соединенного с выходом генератора 3, а выходом св занного с входом делител  7, первым входом элемента И 6, и первым входом блока 16. Суммирующий вход блока 15 соединен с выходом блока 16, а управл ющий вход - с пр мым выходом Е-триггера 17, тактирующим входом соединенного с выходом делител  8, входом св занного с выходом элемента И 6, вторым входом соединенного с D-входом и инверсным выходомD -триггера 17, Выход блока 15 св зан с входом счетчика 9, выходами разр дов соединенного с потенциальными входами группы 14 элементов И, импульсными входами св занных с инверс ными выходами разр дов счетчика 10, входом соединенного с выходом делител  7, Выходы разр дов счетчика 9 св заны также с импульсными входами группы 13 элементов И, потенциальным входами соединенных с инверсными выходами разр дов счетчика 10. Вычитающий вход блока 15 св зан с выходо элемен. . ИЛИ 12, объедин ющего выходы элементов И группы 14. Второй вход блока 16 соединен с выходом элемента ИЛИ 11, объедин ющего выходы элементов И группы 13, Выход одно вибратора 4 св зан с входом установ нул  делител  7, счетчиков 9 и 10 и D-триггера 17, а вход соединен с выходом формировател  2. Блок 15 вычитани  импульсных последовательностей состоит из элемента И 18, выход которого  вл етс  выходим блока 15, первый вход-управл ющим входом блока 15, второй вход св зан с инверсным выходом триггера 19, а третий вход соединен с выходом элемента 20 задержки, входом св занного с суммирующим входом блока 15 и R -входом триггера 1 9,5 -вход которого  вл етс  вычитающим входом блока 15. Блок 16 суммировани  импульсных последовательностей состоит из после довательно соединенных элемента 21 задержки, вход которого  вл етс  вторым входом блока 16, и элемента 794 ИЛИ 22, второй вход и выход которого представл ет собой соответственно первый вход и выход блока 16. Устройство дл  измерени  скорости вращени  асинхронного двигател  работает следующим образом. В исходном состо нииD-триггер 17, делитель 7 и счетчики 9 и 10 обнулены , а блок 15 закрыт. Измер ема  частота с выхода датчика 1 поступает на формирователь 2, формирующий импульсы, длительность которых равна периоду Тр из1 ер емрй частоты вращени  ротора i р-, г Тр В момент времени tg, О на выходе формировател  2 по вл етс  имггульс, открывающий схему ИЗ, вследствие чего импульсы опорной частоты Q-с выхода генератора 3 поступают на первый вход элемента И 6 и делитель 7, коэффициент делени  которого-равен А. Тогда частота на выходе делител  7 рпредел етс  выражением Так как схема И 6 открыта высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 17, то импульсы опорной частоты i поступают на вход делител  8, коэффициент делени  которого равен В. В момент времени делитель 8 переполн етс , и отрицательный перепад напр жени  с его выхода поступает на тактирующий вход D-триггера 17 и переводит его в единичное состо ние ввиду наличи  св зи инверсного выхода cD -входом, и тем самым, закрывает схему И 6 а также открывает блок 15. На вход счетчика 9 начинают поступать инпульсы с выхода блока 15, средн   частота i, которых определ етс  выражением .6 i«ltl; (t) средн   частота следовани  импульсов на выходе блока 16; средн   частота следовани  импульсов на выходе элемента 1ШИ 12, Счетчик 1-0 с групдой 14 элементов И, а так ге элементы ШШ 12 представл ют собой 1) -разр дный двоичный умножитель частоты i-,(t), управл емый кодом числа M(t) счетчика 9. Поэтому среднее значение частоты i,, (t) определ етс  выражением i W-MqW где Wf)2 - коэффициент пересчета счетчика 10; (1 - количество двоичных разр дов счетчика 10; i(t)- частота следовани  импульсов на выходе блока 7. Счетчик 9 с группой 13 элементов а таЛже элементом ИЛИ 11 представл е собой П-разр дный двоичный умножитель частоты (jt) , управл емый дополнительным кодом |(-t) числа N (t записанного в 10, Н111 (Л) . Поэтому средн   частота i (t) еледовани  импульсов на выходе элемента ИЛИ 11 определ етс  выражением -i,,WNHi WNW ±„- .: U где N„1 2 - коэффициент пересчета счетчика 9; П - количество двоичных разр дов счетчика 9. Среднее значение частоты Lg (-fc) на выходе блока 16 сложени  определ етс  выражением . ijt) ii.(t).|,. Так как длительность импульса на выходе формировател  2 равна период Тр измер емой частоты in , то в моме времени Ч2 i +Ть схема И 5 закрьша летс , и процесс измерени  заканчиваетс . Передний фронт следующего импуль с выхода формировател  2 устанавливает D-триггер 17, делитель 7, счет чики 9 и 10 и блок 15 в исходное состо ние, после чего процесс измер ни  повтор етс .

Определим результат измерени , который формируетс  в счетчике. 9.

Так как импульсы частоты ) поступают на вход счетчика 9, то

t - . йк1„-ма) 1 -t

(15)

Ь Ь спо Мд(-Ь), соответствующее его ду, определ етс  уравнением MgW Mtjlt.UJ ,(i)cii, (8) ti е Ma(t.)0 - значение числа М. (i) в момент времени i. , Продифференцировав это выражение, лучим .1„а, Подставив в уравнение (3) вьфажее (7) J, получим ,, с учетом известных выражений X (-, 4 ° 4 У- I V -N;;ivT куда, определив частоту (t), лучим, что i Hhi . AN(t) Так как импульсы частоты f (t) ступают с выхода делител  7 на од счетчика 10, то число (-fc), ответствующее коду счетчт;ка 10, редел етс  выражением t N,oW ii,. UК с учетом выражени  (12) формула 1) примет вид MVMW l Nm-№W V io-ii;r -- t- Подставив выражение (13) в уравние (9) . получим ШШ- AK -Mjtl. (j jt i Разделив переменные и пр)оинтегрироуравнение (14), получим

Решив уравнение (15) при 1

-i 4, -Г-,получим Р

i

. Ч ,-NiltU bt

i АН„-,1ЧГ р откуда , PJ- Пб) IS (ic-ip-1 , Значение коэффициента делени  А делител  6 выбираем из услови  А 60 Г/Т

S

1136079

i откуда

ic60

(17)

. Тогда в счетчике 9 в момент времени сформируетс  Код числа .60 k« 60 q-n; pb r«-p- c-tpl. (18) Таким образом, в счетчике 9 формируетс  код числа, пропорционального скорости вращени  асинхронного двигател , что позвол ет упростить устройство, уменьшив количество счетчиков .