SU1417151A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изойретение относитс  к элект- ротех1шке и м.б. использовано в автоматизированных электроприводах посто нного тока. Цель изобретени  - расширение) функциональных возможное- , тей за счет обеспечени  как цифрового , так и частотного регулировани  и повьппение точности и надежности электропривода . Электропривод содержит последовательно соединенные датчик 2 скорости, электродвигатель 1 посто нного тока, усилитель 3 мощности, блок- 4 выделени  управл ющего сигнала, частотный вход которого подключен к задатчику 5, и снабжено цифровым де .лителем 6 частот и управл емым делителем 7 частот. При по влении первого импульса частотой fg от задатчика 5 на выходе блока 10 управлени  фор-;, мируетс  сигнал Пуск. Блок 4 формирует управл ющий сигнал, к-рый через усилитель 3 подаетс  на электро- двигатель 1. Сигналы от датчика 2 скорости поступают на информационный вход блока 4 и на второй вход блока 9 управлени . Цифровой делитель 6 частот вычисл ет значение кода N,поступающего на цифровой вход блока 4, смена информации на к-ром происходит с частотой f ex В электроприводе предусмотрен контроль рабочего состо  Н1 1Я с помощью блока 8, что повьш1ает точность электропривода. Повышение надежности достигаетс  за счет автоматической остановки электропривода при аварийных ситуаци х и поддержани  частоты вращени  электродвигател , равной нижнему граничному значению , что позвол ет обеспечить устойчивую работу при выходе системы за нижнюю границу рабочего диапазона, 3 з.п. ф-лы, 3 ил. - о (Л :л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах посто нного тока..

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  как цифрового, так и частотного регулировани  скорости вращени  и повьшение точности .и надежности электропривода.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема электропривода ; на фиг, 2 - схема блока контрол  состо ни j на фиг, 3 - схема блока управлени ,

Электропривод содержит электродвигатель 1 посто нного тока с установленным на его валу датчиком 2 скорости . Якорна  обмотка электродвигател  1 подключена к выходу- усилител  3 мощности, входом соединенного с выходом блока 4 вьщ елени  управл ющего сигнала. Выход датчика 2 скорости подключен к информационному входу блока 4 выделени  управл ющего сигнала , частотный вход которого соединен с частотным выходом задатчика 5, Цифровой делит.ель 6 частот цифровым выходом подключен к цифровому входу блока 4 вьщелени  управл ющего сигнала, а управл емьй делитель 7 частоты щфро- вым и частотным входами соединей с соответствующими выходами задатчика 5, Информационный выход задатчика 5 подключен к первому входу цифрового делител  6, второй вход которого соединен с выходом управл емого делител  7 частоты, В электропривод введен блок 8 контрол  состо ни , первый информационный вход которого соединен с первым выходом усилител  3 мощности , вьшолненного в виде широтно-им- пульсного преобразовател . Второй информационный вход блока 8 контрол  состо ни  соединен с выходом переполнени  цифрового делител  6 частот,„. Индикатор .9 входом подключен к выходу блока 8 контрол  состо ни . Первый синхронизирующий вход блока 8 контрол  состо ни  соединен с вторым выхо- дом усилител  3 мощности, а второй синхронизирующий вход - с информационным в ыходом задатчика 5, Кроме того , электропривод содержит блок 10 управлени , входы которого подключены к выходу датчика 2 скорости и информационному выходу задатчика 5, Первый выход блока 10 управлени  соединен с третьим входом цифрового делител  6

частот и управл ющим входом блока 4 вьщелени  управл ющего сигнала, а второй выход подключен к второму входу индикатора 9,

Блок 8 (фиг, 2) может быть выполнен , например, в виде двух D-тригге- ров 11 и 12 и элемента ИЛИ 13, входы которого подключены к выходам триггеров . На синхронизирующие входы (С- входы триггеров 11 и 12 подаютс  соответственно входной сигнал f., и

- Of

сигнал с выхода генератора широтно-им пульсного преобразовател  3,

Блок 10 управлени  (фиг, 3) состоит из триггеров 14 и 15, выходы которых подключены к элементу ИЛИ 16, двух счетчиков 17 и 18, обнул ющие входы которых соединены соответственно с выходами элементов 19 и 20, а выходы - с входами элемента ИЛИ 21, Счетные входы счетчиков 17 и 18 подключены к генератору 22, а выход элемента ИЖ 21 соединен с входом триггера 14, Входной сигнал f подаетс  одновременно на вход триггера

15и на один из входов элемента ИЖ 20, Второй вход элемента 20 соединен с выходом элемента ИЖ 16 (первым выходом блока управлени ) и одним из входов элемента ИЖ 19, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 скорости. Выход триггера 14 (второй выход блока управлени ) подключаетс  к одному из входов индикатора 9,

Индикатор 9 предназначен дл  индикации (световой, звуковой) остановки привода и выхода системы из рабочего состо ни .

Электропривод работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью задатчика 5 на цифровом входе управл емого делит ел  7 частоты устанавливаетс  код К, При включении на выходе триггера 14 по вл етс  напр жение уровн  0,° а на выходе триггера 15 и элемента ИЖ

16- напр жение уровн  1, Сигнал частотой частотного вькода задатчика поступает на частотные входы управл емого делител  7 частоты и блока 4 вьщелени  управл ющего сигнала . При этом на входе цифрового делител  6 частот по вл ютс  импульсы частотой fy, , Далее с помощью задатчика 5 входные импульсы частотой начинают поступать на первые

входы цифрового делител  6 частот и блока 10 управлени .

При по влении первого импульса чатотой fg триггер 15 блока 10 управ- лени  (фиг. 3) измен ет свое состо ние - переходит из состо ни  1 в . состо ние О. При этом на первом выходе блока 10 управлени  формируетс  сигнал Пуск (схема ИЛИ 16 пере- ходит из состо ни  1 в состо ние О), по которому на цифровом выходе цифрового делител  6 частот устанав- лива.етс  начальный код N, а блок 4 начинает формировать управл ющий

сигнал, подаваемый через усилитель 3 мощности на электродвигатель 1. Вал двигател  начинает вращатьс , и сигналы от датчика 2 скорости вращени  с частотой, пропорциональной скорости вращени , начинают поступать на информационный вход блока 4 вьщелени  управл ющего сигнала и на второй вход ( один из входов элемента ИЛИ 19) блока 10 управлени . При по влении вто- рого импульса входного сигнала f цифровой делитель 6 частот вычисл ет значение кода N, поступающего на цифровой вход блока 4 вьщелени  управл ющего сигнала: N . В даль нейшем смена информации на цифровом входе блока 4 происходит с -частотой « Через некоторое врем , завис щее от посто нной времени привода, частота дц вращени  вала электродви- гател  устанавливаетс  равной: дц аК-f цу , что следует из соотношений:

АЬ

a-f. N- ;

f r/K;

N

ex

где а - коэффициент пропорциональ- ности, завис щий от параметров двигател ; ;

f-P - частота тактовых импульсов, К - входной код управл емого делител  7 частоты; fg - частота входного сигнала

электроприводаJ

N - код на цифровом входе блока 4.

Таким образом, в установившемс  режиме частота дц пр мо пропорциональна частоте fg входного сигнала и цифровому коду К. Одним из достоинств данного технического решени 

с (. 10 15

20 , 25 -зо Ё

40

45 gQ

gg

 вл етс  отсутствие зависимости скорости вращени  двигател  от опорной частоты f , поскольку при этом нестабильность частоты f не оказывает вли ни  на точность регулировани ,

В процессе работы сигналы частотой f.g и fg поступают на входы блока 10 управлени  и, проход  через элементы 19 и 20, периодически обнул ют счетчики 17 и 18, на счетные входы которых поступают импульсы от генератора 22. При отсутствии в течение заданного вр емени ( 5 , з ) входных импульсов (или импульсов от датчика 2 скорости) на выходе счетчика 18 (17) по вл етс  сигнал уровн  1, который через элемент ИЛИ 21 поступает ha вход триггера 14 и переводит последний в состо ние 1. Сигнал с выхода триггера 14 (второго, выхода блока управлени ) поступает на индикатор дл  индикации (световой, звуковой) факта отсутстви  импульсов частотой fgj( или де. Изменение состо ни  триггера 14 вызывает по вление на выходе элемента ИЛИ 16 напр жени  уровн  1, которое поступает на управл ющий вход блока 4/ вьщелени  управл ющего сигнала. При этом на выходе блока 4 формируетс  управл ющий сигнал, который через усилитель 3 мощности подаетс  на электродвигатель 1, вы- зьгаа  остановку последнего.

Интервалы времени t j и Г, задаютс  путем установки соответствующей частоты генератора- 22 и кодов м , М на счетчиках 17 и 18. Если подсчитанное счетчиком (17 или 18) число импульсов оказываетс  равным заданным значени м (М или М), на выходе .: счетчика по вл етс  напр жение уровн  1.

Если в процессе работы значение цифрового кода N, вычисленного циф- ровым делителем 6 частот, достигает заданного максимального значени  К,„, на выходе переполнени  цифрового делител  6 частот по вл етс  напр жение уровн  1, поступающее на D-вход триггера 11, которьй, при проходе на С-вход очередного входного импульса частотой fцх, измен ет свое состо ние с О на 1. При этом на ивди- каторе 9 по вл етс  световой (зву- , ковой) сигнал с выхода системы за нижнюю границу диапазона регулировани , а на цифровом выходе цифрового делител  6 частот формируетс  код

N N, при котором частота вращени  электродвигател  поддерживаетс  равной нижнему граничному значению

Ав.п;ц

В процессе работы электропривода импульсы с выхода широтно-импульс- ного преобразовател  (положительной пол рности длительностью См) поступают на D-вход триггера 12, а на С-вход .триггера 12 подаютс  импульсы (положительной пол рности) частотой г m,j с Выхода генератора ШИП. При С и.сТщ,,, на .выходе триггера 12 сохран етс  сигнал уровн  О. Если же сГа%-Тщ,„ , то триггер 12 измен ет свое состо ние с О на Г . При этом на индикаторе 9 по вл етс  сигнал о том, что система вышла за верхнюю границу диапазона регулировани .

Регулироваьше скорости вращени  в электроприводе может производитс  по двум входам - цифровому и частотному благодар  чему расшир ютс - функциональные возможности устройства, в частности обеспечиваетс  возможность регулировани  частоты fig вращени  электродвигател  пропорционально изменению частоты .fgj входного сигнала с регулируемьм при помощи цифрового кода отношением частот ДВ/ЕВХ

Повьшение точности регулировани  достигаетс  за счет оперативного контрол  нахождени  электропривода в ра- бочем состо нии.:При выходе системы из рабочего состо ни  фактическое значение частоты дц вращени  электродвигател  отютон етс  от расчетного (предписанного) значени  fдво По вл юща с  при этом ошибка в дес тки раз превышает ошибку регулировани , имеющую место при нахождении электропривода в рабочем состо нии. Благодар  контролю рабочего состо ни  по вл етс  возможность предотвратить выход системы из р-абочего состо ни  и, следовательно, повысить точность регулировани  частоты вращени  электропривода .

Повышение надежности-работы достигаетс  за счет автоматической остановки электропривода при аварийных ситуаци х (например, при заклинивании вала электродвигател  и т.п.), а также за сче.т поддержани  частоты вращени  электродвигател , равной нижнему граничному значению N N, что позвол ет обеспечить устойчивую работу электропривода при

выходе системы за нижнюю границу рабочего диапазона.

Кроме того, в предлагаемом элект- роприводе изменение частоты -вращени  электродвигател  пр мо пропорционально входному коду и отсутствует зависимость частоты вращени  электродвй-- гател  от частоты тактовых импульсов, т .е. нестабильность частоты f не

оказьшает вли ни  на точность регулировани , а следовательно, нет необходимости в использовании кварцевого генератора.

Claims (4)

1. Электропривод, содержащий электродвигатель посто нного тока с установленным на его валу датчиком скорости ,  корна  обмотка электродвигател  подключена к выходу усилител  мощности , входом соединенного с выходом блока вьщелени  управл ющего сигнала , выход датчика скорости подключен к информационному входу блока вьщелени  управл ющего сигнала, частотный вход которого соединен с частотным выходом задатчика, отличающ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  как цифрового, так и частотного регулировани  скорости вращени , в него введены цифровой

делитель частот, цифровым выходом .подключенный к цифровому входу блока выделени  управл ющего сигнала, и управл емый делитель частоты, цифро-, вой и частотный входы которого соедийены с соответствующими выходами задатчика , информационным выходом подг ключенного к первому входу цифрового де 1ител  частот, второй вход которого соединен с выходом управл емого делител  частоты.

I .

2. Электропривод по п. 1, о т л ичающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , в него введены блок контрол  состо ни , первый информационньй вход которого соединен с первым выходом усилител  мощности, а второй информационный вход - с выходом переполнени  цифро- вого делител  частот, и индикатор, один из входов которого подключ ен к выходу блока контрол  состо ни , причем первый синхронизирующий вход блока контрол  состо ни  соединен с вторым выходом усилител  мощности, а второй синхронизирующий вход - с информационным выходом задатчика.

3.Электропривод поп. 1, отличающийс  тем, что усилитель мощности выполнен в виде широтно-им- пульсного преобразовател .

4.Электропривод по п. 1, отличающийс  тем что, с целью

повьппени  надежности работы, в него введен блок управлени , входы которого подключены к выходу датчика ско рости-и информационному выходу задатчика , первый выход блока управлени  соединен с третьим входом цифрового делител  частот и с управл ющим дом блока вьщелени  управл ющего сигнала , а второй выход подключен к второму входу индикатора.

B)roffl

V /ЛЛ/6//7

иг,2

7S

iT

V/Л.

f dlr/XG f

Составитель Т.Рожкова Редактор А.Лежнина Техред М.Ходанич

Заказ 4076/55

Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

20

16

г

Корректор Н.Король

Подписное