SU1501240A1 - Синхронно-синфазный электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к электроприводам, предназначенным дл  высокоточного регулировани  и стабилизации угловой скорости вала электродвигател  посто нного тока и его положени , и может быть применено в системах переработки и передачи текстовой информации, в приводах подач станков с ЧПУ и др. Цель изобретени  - повышение точности стабилизации при сохранении быстродействи . Электропривод обеспечивает посто нное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной св зи вне зависимости от момента нагрузки на валу двигател  1, изменени  напр жени  питающей сети и вли ни  различных внешних факторов (температуры, влажности и т.д.). Выходной сигнал усилител  13 управл ет работой управл емого узла 8 задержки, который увеличивает врем  задержки с ростом напр жени  управлени . Введение дополнительной св зи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокое быстродействие устройства. 2 ил.

Description

f

(21)4353013/24-07

(22)12.10.87

(46) 15.08.89. Бюп. № 30

(71)Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина

(72)М.В.Фалеев, Р.М.Трахтенберг и А.Н.Шир ев

(53)621.316.718.5 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 762119, кл. Н 02 Р 5/16, 1977.

Авторское свидетельство СССР 826539, кл, Н 02 Р 5/16, 1976.

(54)СИНХРО 1НО-СИН ЬАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

(57)Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электроприводам, предназначенным дл  высокоточного регулировани  и стабилизации угловой скорости вала электродвигател  посто нного тока и его положени , и м.б. применено в системах переработки и

передачи текстовой информации, в приводах подач станков с ЧПУ и др. Цель изобретени  - повышение точности стабилизации при сохранении быстродействи . Электропривод обеспечивает посто нное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной св зи вне зависимости от момента нагрузки на валу двигател  1, изменени  напр жени  питающей сети и вли ни  различных внешних факторов (температуры, влажности и т.д.). Выходной сигнал усилител  13 управл ет работой управл емого узла 8 задержки, к-рый увеличивает врем  задержки с ростом напр жени  управлени . Введение дополнительной св зи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛ10ЧАЮГЦЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокое быстродействие устройства..2 ил.

(Л

СП

о

ND

срие.1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к злектроприводам, предназначенным дл  высокоточного регулировани  и стабилизации угловой скорости вала электродвигател  посто нного тока и его положени , и может быть применено в системах переработки и передачи текстовой информации, в приводах подач станков с ЧПУ и др.

Цель изобретени  - повышение точности стабилизации при сохранении быстродействи .

На Лиг. 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Синхронно-синфазный электропривод содержит электродвигатель 1 посто нного тока с частотным датчиком 2 скорости, выходом соединенным с входом формировател  3 импульсов, выход которого подключен к входу фазового дискриминатора 4. Силовой преобразователь 5 выходом подключен к  корной обмотке электродвигател  1 посто нного тока. Генератор 6 задающей частоты выходом соединен с вторым входом фазового дискриминатора 4. Одновибратор 7 входом соединен с выходом генератора 6 задающей частоты, а выходом подключен к первому входу управл емого узла 8 задержки и первому входу первого элемента ИСКЛОЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора А и первым входом тристабильно- го элемента 10. Второй вход триста- бильного элемента 10 через инвертор 11 подключен к выходу первого элемента ИСКЛЮЧА ОПР:Е или 9 и первому

входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, выходом соединенным с входом силового преобразовател  5. Второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 подключен к выходу управл емого узла 8 задержки, второй вход которого подключен к выходу операционного усилител  13 и одному выводу конденсатора 14. Другой вывод конденсатора 14 соединен с инвертирующим входом операционного усилител  13 и, через первый резистор 15 - с выходом тристабильного элемента 10 и одним выводом второго резистора 16 Другой вывод второго резистора 16 подключен к выходу источника 17 напр жени  смещени  и неинвертирующему входу пперационного усилител  13,

Электропривод работает следующим образом.

С выхода частотного датчика 2 скорости через формирователь 3 на вход фазового дискриминатора 4 поступают импульсы с частотой fo,, пропорциональной скорости вращени  вала электродвигател  1. На другой вход фазового

дискриминатора 3 поступают импульсы частоты fe задающего генератора 6. Фазовый дискриминатор 4 вы вл ет разность фаз часто-гных сигналов задающего генератора 6 - f и формировател  fj. Эта разность фаз пропорп 1- ональна величине уг ла поворота вала двигател  1 относитель о задаваемого генератором 6 положени . Каждый импульс задающего генератора 6 напускает одновибратор 7, длительность импульса которого меньше периода acтoты ft, . Уадни фронт импульса одновибратора 7 ос% ществл ет синхронизацию управл емого узла 8 задержки . Сигналы с имхода фа зовете дискриминатора 4 д.чите.чьностью t суммируютс  На элементе ИСЮПОЧАЮ- I lEI ИЛИ 9 с выходным им1тулр,сом од- нонибратора 7 длительн(Н 1 ью 1 , На

выходе элемента 9 при  том формируетс  импульс, длительность которого tg определ етс  как

Ч

- t.

(1)

После прохождени  через инвертор 11 импульс поступает на вход тристабильного элемента 10 и разрешает прохождение сит нгша г выхода фазового дискриминатора 4 через элемент 10 и резистор 15 на вход операционного усилител  13. Величина входного сигнала vfj дл  усилител  13 определ етс  как

vfi V,T - V дл  t,, t;; (2) V, - V, - V° дл  t t,, (3)

где V(7 - напр жение источника на- 50пр жени  смещени  17;

иУ - напр жени  1 и О

на

выходе элемента 10;

T(1/ff, - период частоты генератора 6 задающей частоты.

Из (2) и (3) следует, что в зависимости от соотношени  длите. тьностей выходного сигнала дискрнминат ра 4 и одновибратора 7 на вхши- ycnjniTe

л  13 по вл етс  положительное или отрицательное напр жение, что приводит к уменьшению или увеличению его выходного напр жени  %j ,

При наличии сигнала О на выходе элемента 9 выходы тристабильного элемента 10 наход тс  в высокоимпеданс- ном состо нии и, слрдогательно, напр жени  на неинвертирующек и инвертирующем входах усилител  13, соединенных через резисторы 15 и 16, равны . Усилитель Г, в ijeiib i 6parfKni св зи которого включен конденсатор 14, поддерживав неизменным напр жение на выходр,

Йькодной сигнал гси чител  13 управл ет работой управл емого узла задержки 8, которым работает следующим образом. При по влении заднего фронта импульса одновибратора 7 ))а выходр узла 8 задержки устанавлива- 1

етс  сигнал

через некоторый про

межуток времени, определ емый величиной сигнала   входе узла 8 задержки, 25 сигнал с выхода инвертора t1, кона его вьгходе устанавливаетс  сигнал О, причем с ростом напр жени  управлени  величина задержки увеличиваетс . Узел 8 зад-ержки подключен через элемент 12 к силовому преобразователю 5 таким образом, что уменьшение длительности импульса tg приводит к росту напр жени  на двигателе 1. 1

Сигнал с выхода узла 8 задержки

поступает на один из входов элемента ИСК:1ЮЧтПЕЕ ШШ 12, где суммируетс  с выходным сигналом инвертора 11. На выходе элемента 12 присутствуют импульсы, длительность которых t,9 определ етс  как

t

ta

(t;, - t)

После усилени  силовым преобразователем 5 эти сигналь; поступают на двигатель 1. Установившеес  состо ние достигаетс  только в том случае, если выполн етс  условие

t7,

что свидетельствует о том, что в установившемс  режиме работы импульсы датчика 2 скорости жестко прив заны к заднему фр1..нту импульсов одновибратора 7, а следовательно, и к импульсам ге}1ератора 6 задающей частоты . Этот режим работы электропри

вода представлен на фиг. 2, участок I.

Изменение условий работы привода, например, увеличение нагрузки на валу двигател  1, приводит к уменьшению его скорости. При этом импульсы с датчика 2 скорости, сформированные формирователем 3, начинают отставать от импульсов генератора 6 задающей частоты, что приводит к увеличению длительности импульса с выхода фаэо- ПО1о дискриминатора. При этом на выходе элемента 10 по вл ютс  импульсы 1, Что приводит к посто нному уменьшению напр жени  на выходе усилител  13, а сл повательно, уменьшению длительности импульсов узла 8 :з здержки. Этот процесс  вл етс  мед- ленным вследствие относительно большой посто нной времени Т,, усили те- л  13. Дл  увеличени  быстродействи  устройства на вход силового преобразовател  5 через элемент 12 поступа

торый в течение того промежутка вре- , когда усилитель 13 только :ачинает отрабатывать внешнее воз- л йствие, увеличивает длительность им;;ульсов на входе силового преобразовател  5, что приводит к быстрому росту напр жени  на двигателе 1 и ci o интенсивному возврату в исходное положение (фиг.2, участок II). По мере уменьшени  напр жени  с усили- тел  13 увеличиваетс  дол  напр жени , подаваемого на двигатель 1 от усилител  13, а величина рассогласовани  частот f и fj стремитс  к длительности импульса одновибратора 7.

В случае резкого уменьшени  момента нагрузки на валу двигател  1, когда импульсы с датчика 2 скорости

д5 начинают опережать импульсы генератора 6 задающей частоты (фиг. 2, участок III) устройство работает почти аналогично, только в этом случае импульсы длительностью (t-f-t4)

5Q вычитаютс  из имульсов с выхода узла 8 задержки, что приводит к peзкo fy уменьшению напр жени , подаваемого через силовой преобразователь 5 на двигатель 1.

Устройство обеспечивает посто нное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной св зи вне зависимости от момента нагрузки на валу дви55

гател  1, изменени  напр жени  питающей сети и вли ни  различных внешних факторов (температуры, влажности и т.д.). Введение дополнительной св зи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛ10ЧАЮ1 1ЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокой быстродействие устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Синхронно-синфазньш электропривод содержащий электродвигатель посто нного тока с частотным датчиком скорости , выходом соединенным с входом формировател  импульсов, выход которого подключен к входу фазовохо дискриминатора , силовой преобразователь выходом подключенный к  корной обмотке электродпигател  посто нного тока генератор задающей частоты, выход которого соединен с вторым входом фазового дискриминатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации при сохранении быстродействи , в него введены инвертор, два элемента ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ, тристабильный элемент, операционный усилитель, управл емый узел

   задержки, источник напр жени  смещени , два резистора, конденсатор и одновибратор, вход которого соединен с выходом генератора задающей частоты , а выход подключен к первому входу управл емого уола задержки и первому входу первого элемента ИСКЛЮЧА- ЮИ ЕЕ ИЛИ. второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора и первым Bxci;t.oM трнстабпльного элемента, к Biojvri iy которого через иинертор ис К-иючеи вь ход первого элемента И(ЖJl;0.}i1ШKE Р5ЛИ н 11е;1ный вход нторого элемента HCKjroH JOIi EE ИЛИ, выход которого соедиисч с входом силового преобразовател , а второй вход - с выходом управл емого узла задержки, второй вход которого подключен к выходу операционнот-о усилител  и одному выводу конде са- тора, другой вывод которого соединен с инвертируюпщм входом операционного усилител  и черв первый ре нстор - с выходом тристабильного элемента и одним выводом второго резистора, другим выводом подключенным к выходу источника напр жени  смешени  и не- инвертирующему входу оп(г:рацион}юго усилител .