SU1386959A1 - Цифрова система регулировани частоты вращени двигател посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам управлени  автоматизированным электроприводом. Цель изобретени  - ттовьшение динамической точности. Цифрова  система регулировани  частоты вращени  двигател  посто нного тока содержит задатчик 1 кода частоты вращени , цифровое регулирующее устройство 2, усилитель 3 мощности, источ- .ник 4 силового напр жени , двигатель 5 посто нного тока, датчик 6 тока, св занный с устройством 2 через аналого-цифровой преобразователь 8, импульсный датчик 7 частоты вращени , св занный с устройством 2 через управл емый преобразователь 9 частота- код след щего типа, которьй по входу 11 управлени  св зан с задатчиком 1 через устройство возведени  в квадрат . Последнее позвол ет обеспечить посто нство чувствительности преобразовател  9 и повысить динамическую точность системы в щироком диапазоне значений частоты вращени . 1 з.п, ф-лы, 2 ил. S. (Л

Description

f3

-I fflf

со 00

05 Х)

ел

со

1138

Изобретение относитс  к системам управлени  автоматизированным электроприводом , а именно к системам автоматического регулировани  частоты вращени  электроприводами посто нного тока с применением цифровой техники.

Цель изобретени  - повышение динамической точности системы цифрового регулировани .

На фиг.1 представлена структура системы регулировани ; на фиг.2 - схема управлени  преобразовател  частота-код .

Система содержит задатчик 1 кода частоты .вращени , цифровое регулирующее устройство 2 с входом синхронизации и информационными входами, усилитель 3 мощности, выполненный как ти- ристс рный преобразователь со схемой управлени , источник 4 силового напр жени , двигатель 5 посто нного то- ка, датчик 6 тока двигател , импульсный датчик 7 частоты вращени , пре- образовате-ль 8 аналог-код, управл е- мый преобразователь 9 частота-код след щего типа, частотным входом 1C св занный с импульсным датчиком 7 скорости, вход 11 кода управлени , выходную информационную шину 12 . и. устройство 13 возведени  в квадрат.

Управл емый преобразователь 9 частота-код содержит генератор 14 частоты, D-триггер 15, первый 16 и второй 17 двухвходовые элементы И, реверсивный счетчик 18, регистр 19, формирователь 20 коротких, импульсов, первый 21 и второй 22 преобразователи код-частота и делитель 23 частоты

Цифрова  система регулировани  ра ботает следующим образом,

Система представл ет собой двух- контурную ЦАСР частоты вращени  двигател  с внешним контуром регулирова

ни  частоты вращени  и внутренним контуром регулировани  тока  кор  двигател . .Алгоритмы регулировани  закладываютс  в пам ть цифрового регулирующего устройств.а, в том числе и микропроцессорного. Дл  обеспечени работы устройства 2 вс  информаци , поступающа  на его входы, должна быть представлена в форме параллельного двоичного кода. Код задани  значений частоты вращени  вырабатывает- с  задатчиком 1, код значений тока  кор  двигател  - датчиком 6 тока (шунт в  корной цепи) в сочетании с вторичным преобразователем В аналог

5 0 5 0

5

0

0

5

код, код истинных значении частоты вращени  - импульсным датчиком 7 в сочетании с управл емым преобразователем 9 частота-код.

Регулирующее устройство 2 в соответствии с запрограммированным алгоритмом вычисл ет код регулирующего- воздействи , управл ющий работой ти- ристорного преобразовател  3 со схемой управлени , включающей и схемы преобразовани  выходного кода устройства 2 в сигналы импульсно-фазового управлени . Якорна  цепь двигател  5 подключена к выходам преобразовател  3, питающегос  от источника 4 сотового напр жени . Цикличность работы регулирующего устройства синхронизируетс  по частоте и фазе переключений - переменного напр жени  на анодах ти- ристорного преобразовател  благодар  св зи устройства 2 с источником 4 силового напр жени . В качестве сигнал. Датчика тока РЕспользуетс  напр жение, снимаемое с шунта в  корной цели дв .-т- гател . .

Особенность работь системы заклгз чаетс  в возможност х, которые св зь- ны с применением специального управл емого преобразовател  9 частота-код , вход 11 управлени  которого св зан с выходом датчика 1 через устройство 13 возведени  в квадрат. Схема, представленна  на фиг.2,  вл етс  преобразователем частота-код след щего типа, в цепи обратной св зи которого включены преобразователь 21 код-частота с делителем 23 частоты , а пр ма  ветвь выполнена в виде триггерного импульсно-фазового дискриминатора (триггер 15, элеме {ты И 16 и 17) в сочетании с цифровым интегратором на базе реверсивного счетчика 18 с регистром 19 промежуточной пам ти. Мгновенное значение кода, записанное в счетчике 18, представл ет собой интегральное рассогласование двух сравниваемых частот - частоты импульсов датчика частоты вращени  f , поступаь щей через формирователь 20 коротких импульсов на S-вход триггера 15, и частоты, поступающей из цепи обратной св зи преобразовател  на С-вход 15.

Ылаг одар  применению в качестве триггера дискриминатора D-триггера исключаетс  его сбой при совлгдении -гм п V л -j сон обе их част о т Б с в р е м е н к.

так как .определ ющим всегда будет импульс по установочному входу. В синхронном след щем режиме

ре

1

i ос)

триггер 15 находитс  в жиме переключений с частотой f

(fx ре при

посто нстве скважности переключений. При нарушении равенства частот триггер 15 переключаетс  с частотой, рав ной меньшей из сравниваемых частот, остава сь по времени преимущественно в том состо нии, которое подтверждаетс  импульсами большей из частот.

При f,i „

триггер преимуществен

но находитс  в состо нии единицы, устанавливаемом по S-входу. Различие в скважности напр жени  на пр мом и инверсном выходах триггера 15 и  вл етс  тем признаком, кото.рьй используетс  в качестве сигнала рассогласовани  в описываемом след щем преобразователе .

На первые входы элементов И 16 и 17 подаютс  управл ющие сигналы с выходов триггера 15. На их вторые входы подана выходна  частота преобразовател  22 fд,. Таким образом, количество импульсов частоты fot , которые по- ступают через элементы И 16 и 17 на выходы сложени  и вычитани  реверсив- ног;о счетчика 18, пропорпиональны длительности пребьгоани  триггера 15 в состо нии единицы или нул  соот- ветственно в каждом цикле его переключени . Перенос информации из счетчика 18 в регистр | 9 производитс  t каждой записи единицы в триггер 15 путем подачи короткого импульса раз- решени  на С-вход регистра 19.

Если за врем  цикла переключени  триггера разность в числе импульсов, поступивших на входы счетчика 18, не равна нулю, то значение управл ю- щего кода, записанного в регистре 19, измен етс  с учетом знака разности. Последнее приводит к пропорциональ

ному изменению частоты f на выходе преобразовател  21 код-частота. В качестве опорной дл  указанного преобразовател  также используетс  частота генератора 14, Делитель 23 частоты включен на выходе преобразовател  21 и служит дл  сглаживани  возможной неравномерности на его выходе, а также дл  настройки чувствительности всего устройства. Выбор коэффициента делени  делител  11 нар ду с соотно

10

шением меткду значением частоты f, , коэффициентом преобразовани  преобразовател  21 и разр дностью счетчика 18 определ ет чувствительность преобразовател .

Знак рассогласовани , получаемого в счетчике 18, таков, что он способствует синхронизации частот f и f

В установившемс  состо нии f.

ое

2

и значение управл ющего кода на входе преобразовател  21, одновременно  вл ющегос  выходным кодом устройст- ва , снимаемым с выходной шины 12, оказываетс  строго пропорциональным входной частоте fx.

Высока  чувствительность схемы к

нарушению равенства частот

f If

- 2 ос

определ етс  фазовым характером слежени , позвол ет ускорить реакцию замкнутой след щей системы на изменение частоты имщ льсного датчика скорости и тем самым повысить быстродействие и динамическую точность всего канала обратной св зи. С целью стабилизации этих характеристик во всем диапазоне регулировани  частоть; вращени  двигател  в схему преобразовател  частота-код введен второй преобразователь 22 код-частота, информационные входы которого через шину 11 св заны с выходом задатчика 1 кода скорости через устройство 13 возведени  в квадрат. Выходна  частота преобразовател  22 определ етс  так

,

0

где N.J - код задани  скорости;

К - коэффициент пропорциональности (N.) .

Квадратична  зависимость частоты дискретизации f, фазы следовани  импульсов частот, сравниваемых фазовым дискриминатором, позвол ет компенсировать квадратичное изменение чувствительности преобразовател  частота- код при изменении входной частоты.

Действительно, требование посто нства чувствительности преобразоваAf

5 тел  можно выразить как

т- const,

х

где л - разрешающа  способность преобразовател  частота-код, В то же врем  ИЗ принципа работы преобразовател  if ,

k

где К - коэффициент передачи преобразовател  частота-код.

Таким образом, - - К. Следо х fx

вательно, требование посто нства чувствительности будет выполнено, если частота дискретизации f измен етс  пропорционально второй степени изменени  входной частоты, т.е.,как видно из приведенного вьше описани , цель изобретени  достигаетс .

Claims (2)

1. Цифрова  система регулировани  частоты вращени  двигат-ел  посто нного тока, содержаща  задатчик кода частоты вращени , цифровое регулирующее устройство, усилитель мощности, импульсный датчик частоты вращени , механически св занный с валом двига- тел  посто нного тока и подключенный выходом через управл емый преобразователь частота - код след щего типа к первому входу цифрового регулирующего устройства, датчик тока двигател  посто нного тока, подключенный по- следовательно с двигателем к выходу усилител  мощности, управл ющий вход которого соединен с выходом цифрового регулирующего устройства, выход датчика тока через аналого-цифровой преобразователь подключен к второму входу цифрового регулирующего устройства , отличающа с  тем, что, с целью повышени  динамической

0

5

0

5

о

5

точности, в систему введен блок возведени  в квадрат, причем выход за- датчика кода частоты вращени  подключен к третьему входу цифрового регулирующего устройства и через блок возведени  в квадрат - к управл ющему входу преобразовател  частота - код.

2. Система поп,1, отличающа с  тем, что преобразователь частота-код содержит генератор, подключенный через первый преобразователь код-частота к первым входам первого и второго элементов И, а через второй преобразователь код-ча-стота - к входу делител  частоты, выход которого соединен с динамическим входом записи триггера, вход данных которого соединен с нулевым управл ющим потенциалом, вторые входы первого и второго элемен тов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами триггера, установочный вход которого соединен с входом записи регистра, входом сброса делител  частоты и через формирователь импуль- сов - с первым входом блока, второй вход которого  вл етс  управл ющим входом первого преобразовател  код- частота, выходы первого и второго элементов И. подключены соответственно к входам пр мого и обратного счета реверсивного счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены с управл ющими входами второго преобразовател  код - частота и  вл ютс  выходами блока.