SU1345121A1

SU1345121A1 - Устройство дл измерени скольжени асинхронных электродвигателей

Info

Publication number: SU1345121A1
Application number: SU864007556A
Authority: SU
Inventors: Виктор Тихонович Маликов; Юрий Федорович Панов; Анатолий Павлович Шаповалов; Владимир Александрович Поджаренко; Анатолий Ярославович Кулик; Василий Васильевич Кухарчук
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1986-01-12
Filing date: 1986-01-12
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерени сколь-. жени . Устр-во содержит датчик 1 скорости , формирователи 2, 11, 17 и 18, триггеры 3, 14, схемы 4 и 5 логического умножени , счетчики 6 и 7, блоки 8 и 9 выделени положительного перепада, схему 10 логического сложени , умножитель 12 частоты, делитель 13 частоты, делитель 15 напр жени , аналого-цифровой преобразователь 16, интерфейсы 19 и 20, прог- раммируемьш таймер 21, блок 22 приоритетных прерываний, шину 23, процессор 24, запоминающее устр-во 25 и i СЛ

Description

устройство 27 отображени информации, Введение- новых элементов и образование новьгх св зей между элементами устр-ва позвол ют компенсировать сисИзобретение относитс к измерительной технике и может найти применение в заводских и научно-исследовательских лаборатори х дл измерени скольлсенИ .

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени скольжени за счет компенсации систематической составл ющей погрешности, вызванной нестабильностью питающего напр жени и уменьшени ее динамической .составл ющей .

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства дл измерени сколь женин асинхронных электродвигателей, на фиг. 2 - алгоритм его работы, на фиг, 3 - временные диаграммы работы скользиметра,

Устройство дл измерени скольже- ни асинхронных электродвигателей содержит фотоэлектрический датчик 1 скорости, который механически св зан с валом контролируемого электродвигател , первый формирователь 2, вход которого подключен к выходу фотоэлектрического датчика, а выход - к тактовому входу С первого триггера 3, пр мой выход которого подключен к первому входу первой схемы 4 логического умножени , а инверсный - к первому входу второй схемы 5 логического умножени и к информационному входу D первого триггера 3, выход первой схемы 4 логического умножени соединен со входом четвертого счетчика ,6, а выход второй схемы логического .умножени 5 - со входом п того счетчика 7, первый блок 8 выд.еле- ни положительного перепада, вход которого подключен к пр мому выходу первого триггера 3, второй блок 9 вьщелени положительного перепада, вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера 3, схему 10 логического сложени ,, первый вход.

тематическую составл ющую погрешности , -вызванную нестабильностью питающего напр жени , а также уменьшить ее динамическую составл ющую, 6 лл.

5

0 5 о

5

которой подключен к выходу первого блока 8 вьщелени положительного перепада и к входу обнулени первого счетчика 6, а второй вход к выходу второго блока 9 выделени положительного перепада и к входу обнулени -ПЯТОГО счетчика 7, второй формирователь 11, вход которого подключен к промышленной электрической сети,, а выход - ко входу дискретного умножител 12 частоты, управл емый делитель 13 частоты, вход которого соединен с выходом .дискретного умножител 12 частоты, а выход - с тактовым входом второго триггера 14, масштабный делитель 15 напр жени , вход которого подключен к входу второго формировател 11, а выход - к входу аналого- цифрового преобразовател 16, первый ;шинный формгдрователь 17, информационный вход которого соединен с выходом четвертого счетчика 6, а вход Выборка кристалла - с выходом второго блока 9 выделени положительного пе- репада, второй шинный формирователь 18, информационный вход которого под-, ключен к выходу п того счетчика 7, а вход Выборка кристалла - к выходу схемы вьщелени положительного перепада, информационный вьгход аналого-цифрового преобразовател 16 соединен с каналом А, а сигнальный - Конец преобразовани - с четвертым разр дом канала С первого параллельного интерфейса 19, выходы первого 17 и второго 18 шинньк формирователей подключены к управл ющему входу управл емого делител 13 частоты,а также к каналам А. и В второго параллельного интерфейса 20, а второй и четвертый разделы кан;ала с этого ин- терфейса соединены с выходом схемы 10 логического сложени , пр мой выход второго триггера 14 подключен к разрешающему входу второго счетчика программируемого таймера 21 и к вто10

15

20

3 .1345121

рому входу блока 22 приоритетных прерываний, а инверсный-- к разрешающему входу первого счетчика программируемого таймера 21 и к первому входу блока 22 приоритетных прерьша- ний, нулевой вход соединен с выходом схемы 10 логического сложени , системную шину 23, посредством которой центральный процессор 24 св зан с запоминающим блоком 25, блоком 26 отображени информации и другими блоками, вход щими в состав микроЭВМ 27, и генератор 28 импульсов, выход которого подключен к вторым входам первой 4 и второй 5 схем логического умножени , а также к тактовым входам счетчиков программируемого таймера 21,

Устройство дл измерени скольжени асинхронных электродвигателей работает в соответствии с алгоритмом, представленным на фиг. 2, и временными диаграмтчгами, представленными на фиг. 3.

При подаче напр жени питани на устройство.центральный процессор 24 согласно программе инициализации дает команду Запрещение прерываний и . осуществл ет программирование внешних устройств, так что канал А первого параллельного интерфейса, 19 работает на стробируемый ввод, каналы А и В второго параллельного интерфейса 20 работают на стробируемый .ввод . Счетчики СТ1 и СТ2 программируемого таймера 21 работают в режиме счета импульсов тактовой частоты.

При работе каналов параллельного интерфейса в стробируемом режиме (режим 1) разделы канала С играют роль шин управлени . Четвертый разр д вл етс входом строба записи канала А, второй разр д - входом стро

буфер канала А первого параллельног интерфейса 19, стира предьщущее за писанное в нем значение. Циклы изме рени напр жени промышленной элект рической сети идут непрерывно, след вательно, буфер канала А первого параллельного интерфейса 19 хранит последнее зарегистрированное значение реального напр жени питани контролируемого электродвигател . В одной из чеек вспомогательного буф ра запоминающего блока 25 хранитс код номинального напр жени питани контролируемого электродвигател .

Дискретный умножитель 12 частоты настроен на умножение частоты сети с коэффициентом, равным f./50, таки образом на вход управл емого делител 13 поступают импульсы частотой „,/50.

Подпрограмма инициализации завер шаетс выводом сообщени Включите контролируемый электродвигатель и 25 командой Разрешение прерываний, после чего центральный процессор 2 переходит в режим ожидани .

Первый импульс, поступивший на тактовый вход С первого триггера 3, переводит его в состо ние, противоположное исходному, например, из О в 1. Фронт этого импульса, вьщеле ный первой схемой 8 выделени положительного перепада, обнул ет четвертый счетчик 6. Установившийс ур вень высокого напр жени на первом входе первой схемы логического умно жени 4 разрешает прохождение импул сов тактовой частоты на вход четвертого счетчика 6 в течение времени, определ емого периодом первого импульса , сформированного фотоэлектрическим датчиком 1 угловой скорости.

Первый импульс, поступивший на

30

35

40

ба записи канала В. При записи инфор- тактовый вход второго триггера 14,мации в буферы каналов параллельным интерфейсом формируютс сигналы Подтверждение записи и Запрос прерывани .

Напр жение питани контролируемо- 50 то электродвигател , преобразу сь масштабным делителем 15 напр жени и аналого-цифровым преобразователем 16 в цифровой код, по сигналу Конец преобразовани , формируемому 55 аналого-цифровым, преобразователем 16 и поступающему на вход четвертого разр да канала С первого параллельного интерфейса, переписываетс в

также переводит его в состо ние, противоположное исходному, например из О в 1. Установившийс высокий уровень напр жени на пр мом выходе второго триггера дает разрешение на работу второму счетчику программируемого таймера 21 в течение периода первого импульса, поступившего на вход второго триггера 14.

Второй импульс, поступивший на тактовый вход С первого триггера 3, переводит его в нулевое состо ние. Фронтом этого импульса вьщеленным вторым блоком 9 вьщелени положитель

0

5

0

буфер канала А первого параллельного . интерфейса 19, стира предьщущее записанное в нем значение. Циклы измерени напр жени промышленной электрической сети идут непрерывно, следовательно , буфер канала А первого параллельного интерфейса 19 хранит последнее зарегистрированное значение реального напр жени питани контролируемого электродвигател . В одной из чеек вспомогательного буфера запоминающего блока 25 хранитс код номинального напр жени питани контролируемого электродвигател .

Дискретный умножитель 12 частоты настроен на умножение частоты сети с коэффициентом, равным f./50, таким образом на вход управл емого делител 13 поступают импульсы частотой „,/50.

Подпрограмма инициализации завершаетс выводом сообщени Включите контролируемый электродвигатель и 5 командой Разрешение прерываний, после чего центральный процессор 24 переходит в режим ожидани .

Первый импульс, поступивший на тактовый вход С первого триггера 3, переводит его в состо ние, противоположное исходному, например, из О в 1. Фронт этого импульса, вьщелен- ный первой схемой 8 выделени положительного перепада, обнул ет четвертый счетчик 6. Установившийс уровень высокого напр жени на первом входе первой схемы логического умножени 4 разрешает прохождение импульсов тактовой частоты на вход четвер . того счетчика 6 в течение времени, определ емого периодом первого импульса , сформированного фотоэлектрическим датчиком 1 угловой скорости.

Первый импульс, поступивший на

0

5

0

Второй импульс, поступивший на тактовый вход С первого триггера 3, переводит его в нулевое состо ние. Фронтом этого импульса вьщеленным вторым блоком 9 вьщелени положительного перепада обнул етс п тый счетчик 7. В счетчике 6 фиксируетс число N. Tj - fj,, где Та - период первого импульса, сформировапного частотным датчиком 1. Одновременно с описанным сформированный блоком 9 выделени положительного перепада импульс, поступивший на вход Выборка кристалла первого шинного формировател 17J переписывает зафиксированное число N3, на вход каналов А и В второго параллельного интерфейса 20. Этот же импульс через схему 10 логического сложени поступает на стробирующие входы записи и переписывает информацию в буферы каналов А и В, Это же число поступает

на информационный вход управл емого делител 13 частоты. Высокий уровень напр жени , установившийс на первом входе схемы 5 логического умножени , разрешает прохождение импульсов тактовой частоты с выхода генератора 28 импульсов на вход второго счетчика 7 в течение периода второго импульса, пришедшего на тактовый вход С втброго триггера 14. Обрабатыва прерывание, вызванное по нулевому входу блока 22 приоритетных прерываний, центральный процессор 24 считывает содержимое буферов каналов А и В второго параллельного интерфейса в чейки основного буфера запоминающего блока 25, отведенного под регистрируемые значени . В третью чейку центральный процессор 24 пересьшает код реального напр жени электрической сети, хран щийс в буфере канала А. первого параллельного интерфейса 19. После этого центральный процессор 24 возвращаетс в режим ожидани .

Второй импульс, поступивший на вход второго триггера 14, переводит его в состо ние О. Установившийс на инверсном выходе этого триггера высокий потенциал фиксирует во счетчике программируемого таймера 21 число Nj, Tj, 50Z и дает

.разрешение на работу первому счетчику программируемого таймера 21 в течение периода второго импульса, поступившего на вход второго триггера 14. Обрабатыва вызванное опрокидыванием триггера 14 прерывание по первому входу блока 22 приоритетных прерываний, центральный процессор 24 пересьшает в чейки блока 25 па

м ти содержимое второго счетчика программируемого таймера 21. Перегрузив счетчик, центральный процессор 24 возвращаетс к режим ожидани . Третий импульс, поступивший на вход С первого триггера 3, снова переводит его в состо ние 1. Фронтом импульса четвертый счетчик 6 обнул Q етс , а установившийс на первом входе схемы 4 логического умножени высокий уровень напр жени - разрешает работу счетчика 6 на период следовани третьего импульса, выработанно5 го частотным датчиком 1 . В счетчике

7фиксируетс число Nj ТЗг о

8момент опрокидывани триггера 3 из О в 1 формируетс импульс, который, поступив на вход Выборка

0 кристалла второго шинного, формиро- вател 18, переписывает зарегистрированное значение на информационный вход управл емого делител 13 частоты и на входы каналов А и В второго

5 параллельного интерфейса 20. Этот же импульс через схему 10 логического сложени поступает на стробирующие входы каналов, записывает зафиксированное значение Ng; в буферы

0 каналов А и В второго параллельного интерфейса 20. Он же вызывает прерывание по нулевому входу блока 22 приоритетных прерываний. Следу этому сигналу, центральный процессор 24 переносит содержимое буферов каналов А и В второг о параллельного интерфейса 20 чейки основного буфера запоминающего блока 25 в следующую чейку, считывает содержимое каВ

нала А первого параллельного интерфейса 19, после чего возвращаетс к режиму ожидани .

Третий импульс, поступивший на вход второго триггера 14, переводит

его в состо ние 1 на врем следовани третьего импульса, характеризующего период питающего напр жени . Установившийс на пр мом выходе триггера 14 уровень логической 1

фиксирует в первом счетчике програм мируемого таймера 21 число Т(,2 50 Обрабатыва прерывание , вызванное по второму входу блока 22 приоритетных прерываний,

центральный процессор 24 пересылает зафиксированное значение в основной буфер запоминающего блока 25. Перезагрузив счетчик, центральный процессор 24 возвращаетс в режим ожидани ,

7 .13А

Установленный на разрешающем входе второго счетчика высокий потенциал напр жени разрешает работу этому счетчику.

Регистраци данных продолжаетс до тех пор, пока все чейки основного буфера запоминающего блока 25 не заполн тс . Объем основного буфера запоминающего устройства выбираетс с учетом объема оперативной пам ти микроэвм и объема программного обеспечени устройства дл .измерени скольжени .

Командой Запрещение прерьшаний центральный процессор 24 запрещает блоку 22 приоритетных прерываний реагировать на внещние воздействи и начинает математическую обработку результатов.

Из услови равенства периодов импульсов , определ ющего частоту сети и вьфаботанного частотным датчиком;

ci Зт-Г

(1)

i-й квантуемый период, характеризующий период напр жени питани ,

(1-1)-й квантуемый пери- ,„ . ,

од импульса, сформированного фотоэлектрическим датчиком.

Коэффициент перерасчета управл емого делител частоты составл ет:

N;

fa 1 1

50 50 Т,-N9,- fo

SO-Ng..,

(2)

Период квантуемого импульса, оп- дел емого периодом сети составл ет:

(3) (4)

где Tjjgi - i-й реальный период сети. Подставив (2) и (3) в (4),получа- °

ют:

Т N . N Т

РС1 т С1 0

- fp Tp-NcT Nbi

50-N

3i-i

N.

50«э,ч,

Pf-i 50. N9.,,

Частота следовани импульсов от датчика определ етс выражением

Пт Z

(6)

Тогда

60

n--z р. Z

-т pi . ,,ч

-7 Л

(8)

Подставив (8) и (5) в формулу дл скольжени , получают:

S- . 100% (1 - J- pi

-)-f400% (i-K-l i- l bhi),

т pi JNa-i N Эт- л

- 100% ()

« 100% ,

где К

fo . 50Z

(9) (10)

S (1-к-- iii--)iioo% (11)

Ng.,- N9,- Uf

35

40

45

°

55

в результате процесса регистрации формируетс массив данных, каждые четьфе значени которого определ ют одно значение скольжени . Математическа обработка результатов производитс по формуле (11) с учетом формулы (-10) ,

где f - частота импульсов генератора 28;

Uj, - номинальное значение напр жени питани контролируемого электродвигател ; Z - разрешающа способность

датчика угловой скорости; N. - i-e зарегистрированное значение , характеризующее период питающего напр жени N. - i-e зарегистрированное значение , характеризующее период импульса, вьфаботанного фотоэлектрическим датчиком скорости

Ng- - предыдущее зарегистрированное значение, характеризующее период импульса, выработанного фотоэлектрическим датчиком скорости; - i-e значение напр жени питани .

По окончании математической обработки полученна информагди выводитс на потребитель.

Claims

Формула изо б.р е т е и и Устройство дл измерени скольже- -ни асинхронных .электродвигателей, содержащее фотоэлектрический датчик первый формирователь, генератор импульсов , второй формирователь, два вентил и вычислительный блок, о т- личающеес тем, что, с целью уменьшени погрешности измерени , в него дополнительно введены два триггера, два счетчика, два блока выделени положительного перепада ,; схема логического сложени , два шинных формировател , дискретный ум- :ножитель частоты, управл емый дели-. .тель частоты, масштабный дели- . тель напр жени , аналого-гщфровой преобразователь, а вычислительный блок выполнен в виде микроЭВМ, причем выход механически св занного с контролируемым электродвигателем фотоэлектрического датчика соединен с входом первого формировател , выход ifcoToporo подключен к тактовому входу первого триггера, пр мой выход первого триггера соединен с входом первого блока вьщелени положитель- ного перепада и с первым входом первой схемы логического умножени , а инверсньй - с входом второго блока выделени положительного перепада, с первым входом второй схемы логического умножени и с информационным входом первого триггера, вход, первого счетчика подключен к выходу первой схемы логического умножени , а выход - к входу первого шинного формировател , вход второго счетчика соединен с выходом второй схемь логического умножени , а выход с входом второго шинного формировател , выход первого блока вьщелени положительного перепада подключэн к первому входу схемы логического сложени , к входу обнулени первого счетчика и к входу Выборка кристалла второго шинного формировател , а выход второго блока вьщелени цоложи0

5

0

5

0

5

0

5

0

тельного перепада - к второму входу схемы логического сложени , к входу обнулени второго счетчика и к входу Выборка кристалла первого шинного формировател , выходЫ шинных формирователей соединены с каналами А и В второго параллельного интерфейса и с управл ющим входом управл емого делител частоты, вход второго формировател подключен к входу масштабного делител напр жени и к промьшшенной электрической сети, а выход - к тактовому входу дискретного умножител частоты, выход которого в свою очередь подключен к тактовому входу управл емого делител частоты, тактовый вход второго триггера соединен с выходом управл емого делител частоты, пр мой выход - с разрешающим входом второго счетчика

программируемого таймера и с. вторым входом блока приоритетных прерываний,

а инверсный - с разрешающим входом первого счетчика программируемого таймера, с первым входом блока приоритетных прерывателей и с информа- . ционным входом второго триггера, выход схемы логического сложени подключен ко второму и четвертому разр дам канала С второго параллельного интерфейса и к нулевому входу блока приоритетных прерываний, вход аналого-цифрового преобразовател .соединен t выходом масштабного делител напр жени , информационный выход - с- каналом А первого параллельного интерфейса , а сигнальньш Конец преобразовани - с четвертым разр дом канала С этого же интерфейса, выход генератора импульсов подключен к вторым входам схем логического унножени , а также к тактовьм входам первого и второго Счетчиков программируемого таймера, посредством системной шины центральный процессор св зан с запоминающим блоком, блоком отображени информации, параллельными интерфейсами , программируемым таймером и блоком приоритетных прерьюаний, вход щими в состав микро - ЭВМ.

С

Начала

nodnpotpama инициализации

Ожидание

О;кидание

Считывание содержа- нога KS пи г

ало работы yc/npoucmSo

I

Ожидание

зпрг

yi

Уйелтение адреса ЗУ

CvumtiSoHue содержимого КАЛИ г

ySejiuveffue адреса

CvumbiSoHue совер- тиноео KAfMI

Запись Б 3У сод ер- жипого СТ1ПТ

Увели кние оареса

ЗУ

ySemveHoe овреса

П ерузно СП Пт

ЭПР1

.1 jiifi

ОжаЯание К

ЗЛРО

Зопхь S ЗУ содержиHOtO СТ2 ПТ

увеличение адреса ЗУ

Перегрузка сгг ПТ

Прекращение petucmpatfuu

1

{Нагпематииеска I обрадо/п№О заре- I ifuc/nflupoScrHH jr I зтуений у

1

Вывов pfjy Mxrmut МО ycmpoi/cmSo от}фа ге/л/л fififm- нации

С

I

Конец

л

ЭПР1

jiifi

.l

K1

X

К8,М

мг

Редактор Л.Повхан

Фиг:3

Составитель Ю.Мручко

Техред И. Попович Корректор М.Демчик

Заказ 4914/44Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного KOhfflTeTa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ПЬ

П

Ь

,