SU1571545A1 - Цифровой регул тор частоты вращени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам регулировани  и может быть использовано дл  регулировани  частоты вращени  коленчатого вала двигателей передвижных электрических станций и электроагрегатов. Цель изобретени  - повышение качества регулировани . Цифровой регул тор частоты вращени  содержит датчик 1 обратной св зи, первую 2 и вторую 3 линии задержки, реверсивный счетчик 5, первый 8 и второй 9 элементы И, блок 10 управлени  шаговым двигателем, первый 12 и второй 13 RS-триггеры, третий элемент И 14, генератор 15 импульсов, четвертый 16 и п тый 17 элементы И. Цель изобретени  достигаетс  за счет введени  задатчика 4 частоты вращени , задатчика 6 точности регулировани , цифрового компаратора 7, шагового двигател  11, элементов И 14, 16 и 17. 2 ил.

Description

Фиг1

Изобретение относитс  .к устройствам регулировани  и может быть использовано дл  регулировани  частоты вращени  коленчатого вала двигателей передвижных электрических станций (ПЭС) и электроагрегатов.

Цель изобретени  - повышение качества регулировани .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема цифрового регул тора частоты вращени ; на фиг. 2 - эпюры сигналов на входах блоков.

Цифровой регул тор частоты вращени  (фиг„ 1) содержит частотный датчик 1 обратной св зи, пеовую 2 и вторую 3 линии задержки, задатчик частоты вращени , реверсивный сметчи 5, задатчик 6 точности регулирование цифровой компаратор 7. первый 8 и второй 9 элементы И, блок 10 управлени  шаговым двигателем, шаговый двигатель 11, первый 12 и второй 13 КЗ-триггеры, третий элемент И 1, генератор 15 импульсов,, четвертый 16 и п тый 17 элементы И.

Цифровой регул тор работает еле- щующим образом.

При пуске двигател  начинает раскручиватьс  коленчатый вал и датчик 1 выдает импульсы, интервалы между которыми определ ют длительность цикла регулировани . В момент по влени  первого импульса на выходе датчика 1 триггер 12 мен ет свое состо ние, на его инверсном выходе сигнал исчезает и элемент И 16 оказываетс  закрытым по первому входу. В результате импульсы с выхода генератора 15 не проход т на выход элемента И 1б„ Далее с некоторой задержкой по вл етс  сигнал на выходе первой линии 2 задержки и происходит сброс счетчика 5 С поступлением импульса с выхода второй линии 3 задержки в счетчик 5 заноситс  код заданной частоты вращени  и происходит запуск счетчика. Одновременно мен ют свое состо ние триггеры 12 и 13 и на их инверсных выходах по вл ютс  сигналы. При этом открываютс  элементы И 16, I и импульсы с выход генератора 15 поступают на вход счетчика 5j который функционирует з режиме вычитани . На выходе счетчика 5 имеет место код разности числа импульсов , поступивших с выхода генератора 15t и заданного числа оборотов.

5

0

5

0

5

0

5

Пусть частота вращени  регулирую щего двигател  меньше заданной (фиг, 2, интервал времени г., - ц).. В этом случае в процессе счета возникает ситуаци , когда код разности на выходе счетчика 5 становитс  равным нулю и по вл етс  сигнал на его втором выходе. При этом триггер 13 мен ет свое состо ние. Смгнал на инверсном выходе исчезает, закрыва  элемент И 14, а на пр мом выходе по вл етс , открыва  элемент И 17- В результате счетчик 5 переводитс  в режим сложени  и код на его выходе начинает возрастать. Если код на выходе счетчика 5 становитс  больше кода допустимой нестабильности, который выдан задатчиком 6, то на выходе компаратора 7 по вл етс  сигнал. Этот сигнал подготавливает по первому входу элемент И Э, который уже подготовлен по третьему входу сигналом с пр мого выхода триггера 13- При поступлении очередного импульса от датчика 1 на второй вход элемента И 9 он открываетс  и на второй вход блока 10 управлени  проходит импульс. С второго выхода блока 10 управлени  выдаетс  команда на шаговый двигатель 11 дл  корректировки подачи топлива в сторону увеличени . При этом исполнительный орган (шаговый двигатель) отрабатывает один корректировочный импульс и перемещает на один шаг рейку топливного насоса. Если коррекции недостаточно, то при поступлении очередных импульсов с выхода датчика 1 процесс многократно повтор етс  до момента (фиг. 2линтер- вал t-j - t3)s когда код разности на выходе счетчика 5 станет меньше кода допустимой нестабильности. В этом случае сигнал на выходе компаратора 7 исчезает и элементы И 8, 9 закрываютс  по первому входу. Сигналы на выходы блока 10 не поступают и какой- либо коррекции подачи топлива шаговым двигателем 11 не производитс .

При увеличении частоты вращени  за пределы заданной интервалы между импульсами на выходе датчика 1 уменьшаютс . Число импульсов с выхода элемента И k уменьшаетс . Сигнал на втором выходе счетчика 5 не по вл етс  и счетчик 5 работает в рениме вычитани . Если превышение частоты вращени  больше допустимой нестабильности , то к концу цикла на выходе

счетчика 5 код разности останетс  больше кода допустимой нестабильност и на выходе компаратора 7 имеет мае- то сигнал, подготавливающий элемент И 8 по первому входу. По третьему входу элемент И 8 подготовлен сигналом с инверсного выхода триггера 13. Поэтому при по влении очередного импульса на выходе датчика 1, который поступает на второй вход элемента И 8, последний пропускает на первый вход блока 10 управлени  сигнал. С первого выхода блока 10 выдаетс  команда на первый вход шагового двигател  11 дл  корректировки подачи топлива в сторону уменьшени . Шаговый двигатель 11 перемещает рейку топливного насоса на один шаг. Если такой корректировки недостаточно дл . того, чтобы частота вращени  вошла в зону допуска, то коррекци  повтор етс  до тех пор, пока код разности на выходе счетчика 5 в конце цикла измерени  не станет меньше кода допустимой нестабильности.

Датчик 1 обратной св зи устанавливаетс  на валу топливного насоса и может быть выполнен в виде диска с отверсти ми, через которые засвечиваетс  фотодиод, подключенный в цепь формировател  импульсов. Частота следовани  импульсов пр мо пропорцио . нальна частоте вращени  коленчатого вала двигател . В качестве исполнительного органа возможно использование , например, шагового двигател , управление которым осуществл етс  посредством известных схем.

Таким образом, регул тор частоты вращени  обеспечивает непрерывное регулирование с высокой точностью, превосход  при этом прототип по качеству регулировани  вследствие исключени  возможности перерегулировани . за счет соизмерени  регулирующего воздействи  с величиной рассогласовани  текущей и заданной частот вращени , т.е. сигнал на подачу регулирующего воздействи  на шаговый двигатель 11 поступает лишь в том случае когда на выходе счетчика 5 по вл етс  код рассогласовани  текущей и заданной частот вращени , превышающий код рассогласовани , соответствующий единичному управл ющему воздействию .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Цифровой регул тор частоты враще-: ни , содержащий генератор импульсов, два RS-триггеоа, два элемента И, реверсивный счетчик и частотный датчик обратной-св зи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества регулировани , введены три элемента И, две линии задержки, цифровой компаратор, задатчик частоты вращени , задатчик точности регулировани , блок управлени  шаговым двигателем и шаговый двигатель, выход задатчика частоты вращени  подключен к входу установки исходного состо ни  реверсивного счетчика, соединенного информационным выходом с первым информационным входом цифрового компаратора , подключенного вторым информационным входом к выходу задатчика точности регулировани , а выходом Больше - ; первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом частотного датчика обратной св зи, входом первой линии задержки и входом установки в единичное состо ние первого RS-триггера, а выходами через блок управлени  шаговым двигателем - с входом шагового двигател , выход первой линии задержки подключен к входу сброса реверсивного счетчика и через вторую линию задержки - к входу записи реверсивного счетчика и входам установки в нулевое состо ние RS- триггеров, вход установки в единичное состо ние второго RS-триггера соединен с выходом займа реверсивного счетчика,, его инверсный выход - с третьим входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, подклоченного выходом к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсный выход первого RS-триггера и выход генератора импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента И, подключенного выходом к второму входу третьего элемента И, пр мой выход второго RS-триггера соединен с третьим входом второго элемента И и первым входом п того элемента И, подключенного вторым входом к выходу четвертого элемента И, а выходом - к суммирующему входу реверсивного счетчика .й

   T2 X« X2

   и

   xw

   ra A5

   Фиг. 2