SU1753572A1

SU1753572A1 - Электропривод с импульсным управлением

Info

Publication number: SU1753572A1
Application number: SU904881797A
Authority: SU
Inventors: Олег Алексеевич Бурунин; Елена Серафимовна Московская
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Использование: в текстильной, кабельной , полимерной промышленности дл регулировани и стабилизации скорости перемещени гибкого материала. Сущность: импульсы с импульсного датчика скорости 7 поступают на Т-триггер 8 и на формирователь синхроимпульсов 9. Сигналы с выходов Т-триггера 8 поступают через элементы задержки 10,11 на регулируемые формирователи временных импульсов 12, 13. Если длительность интервала времени между двум импульсами скорости больше или меньше заданной длительности импульса , формируемого идентично регулируемыми формировател ми временных импульсов 12, 13, то на выходах D-триггеров 14, 15 устанавливаютс сигналы, которые через элемент ИЛИ 16 вызывают размыкание или замыкание ключа 5 и, следовательно, необходимое увеличение или уменьшение скорости двигател , что повышает быстродействие привода. Частота автоколебаний скорости обратно пропорциональна количеству импулЈсов ТГаТ 1к1ИПШрТ:Шти на один оборот. 2 ил. ел С

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации скорости перемещения гибкого материала в текстильной, кабельной, полимерной и других отраслях промышленности.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен через выпрямитель, разделительный трансформатор, индуктивно-емкостной преобразователь к сети переменного тока, диод, включенный последовательно с якорем. тиристорный ключ, включенный параллельно выходу выпрямителя, тахогенератор, релейный элемент, узел принудительной коммутации тиристорного ключа(1).

Недостатком известного электропривода является низкое быстродействие, обусловленное низкой чувствительностью аналогового тахогенератора, а также низкими стабильностью и быстродействием тиристорного ключа, узлом принудительной коммутации.

Известен дискретный электропривод, содержащий два источника постоянного тока. электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого соединена с выходом первого, а обмотка возбуждения второго источника тока, диод, включенный последовательно с якорем электродвигателя, датчик скорости, связанный с валом двигателя, сумматор, релейный элемент, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора (2). *

Недостатком известного электропривода являются низкие быстродействиз и надежность, обусловленные низкой чувствительностью и надежностью аналогичного электромашинного тахогенератора.

Известен электропривод с импульсным управлением, содержащий электровигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого соединена последовательно с диодом и подключена к выходу первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбужения - к выходу второго источника тока, импульсный датчик скорости, установленный на валу контролируемого объекта, Ттриггер, формирователь синхроимпульсов, D-триггер, регулируемый формирователь временных импульсов, включенный между прямым выходом Т-триггера и D-входом Dтриггера, С-вход которого подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, вход которого соединен с инверсным выходом Т-триггера (3).

Недостатком известного электропривода является недостаточно высокое быстродействие при низких скоростях вращения.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод с импульсным управлением, содержащий электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого соединена последовательно с диодом и подключена к выходу первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбуждения к выходу второго источника тока, импульсный датчик скорости, установленный на валу контролируемого объекта, Т-триггер, первый D-триггер, формирователь синхроимпульсов. первый регулируемый формирователь временных импульсов', причем выход импульсного датчика скорости соединен с входом Т-триггера: выход формирователя синхроимпульсов соединен с С-входом, а выход регулируемого формирователя временных импульсов - с D-входом первого D-триггера, введены второй регулируемый формирователь временных импульсов, второй D-триггер, два элемента задержки, элемент ИЛИ, причем прямой выход Т-триггера соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого регулируемого формирователя временных импульсов, инверсный выход Ттриггера соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регулируемого формирователя временных импульсов, выход второго регулируемого формирователя временных импульсов соединен с D-входом второго Dтриггера, С-вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, вход формирователя синхроимпульсов соединен с входом Т-триггеров, выходы - триггеров соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу полупроводникового коммутатора, при этом регулируемые формирователи временных импульсов имеют идентичные согласованно управляемые задающие цепи.

Анализ патентных материалов и научнотехнической литературы показал, что предложенное устройство отличается от известных параллельными связями Т-триггера и элемента ИЛИ по цепям (элемент задержки, регулируемый формирователь временных импульсов, D-триггер) тактируемым от одного формирователя синхроимпульсов, что соответствует критерию существенные отличия.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в повышении

1753572 6 в два раза быстродействия за счет отработки каждого импульса с выхода датчика скорости.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электропривода; нафиг. 2-графики напряжений, поясняющие работу схемы. 5

Электропривод с импульсным управлением содержит два источника 1 и 2 тока, электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка 3 которого соединена последовательно с 10 диодом 4 и подключена к выходу первого источника 1 тока и полупроводникового коммутатора 5, а обмотка 6 возбуждения к выходу второго источника 2 тока. Выход импульсного датчика 7 скорости, установ- 15 ленного на валу контролируемого объекта, соединен с входом Т-триггера 8 и формирователем 9 синхроимпульсов,- Прямой и инверсный выходы Т-триггера 8 через цепи, состоящие из элементов задержки 10, 11 и 20 регулируемых формирователей 12, 13 временных импульсов, соединены с D-входами D-триггеров 14, 15 соответственно. С-входы которых соединены с выходом формирователя 9 синхроимпульсов. Выходы D-тригге- 25 ров 14, 15 соединены с входами элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу полупроводникового коммутатора 5. Входы источников 1 и 2 тока подключены к питающей сети. Регулируё- 30 мые формирователи 12, 13 временных импульсов имеют идентичные согласованно управляемые задающие цепи..

Устройство работает следующим образом. 35

При вращении двигателя импульсный датчик 7 скорости выдает последовательность импульсов (фиг. 2а), расстояние между которыми пропорционально значению мгновенной скорости контролируемого объ- 40 екта. Эта последовательность импульсов поступает на вход Т-триггера 8, на прямом и инверсном выходах которого появляются импульсы с частотой в два раза меньшей (фиг. 2в,г соответственно) и на вход форми- 45 рователя 9 синхроимпульсов, который по фронту указанных импульсов формирует очень короткие синхроимпульсы (фиг. 26). Импульсы с выходов Т-триггера 8 поступают через элементы задержки 10, 11 на входы 50 регулируемых формирователей 12, 13 временных импульсов соответственно. Длительность временной задержки At⁰, обеспечиваемой элементами 10,11, должна быть чуть больше длительности синхроим- 55 пульсов At_c. Регулируемые формирователи 12,13 временных импульсов формируют последовательность импульсов одинаковой заданной длительности Δ t₃afl.. пропорциональной величине Заданной скорости (фиг. 2д,е соответственно).

(В качестве формирователей 12. 13 могут быть использованы одновибраторы, например, К155АГ1 с идентичными согласованно регулируемыми RC-цепями: R можно изменять,' например, с помощью сдвоенного переменного резистора или изменением 1>з на входах идентичных резистивных оптопар или полевых транзисторов).

Эти импульсы поступают на D-входы Dтриггеров 14 и 15 соответственно. Если скорость двигателя чуть выше заданной, то синхроимпульс поступает на С-входы Dтриггеров 14, 15 до окончания действия импульса на их D-входах. Так, пусть в момент ц прихода синхроимпульса на С-входы имеется сигнал лог. 1 на D-входе D-триггера 14. В результате на выходе D-триггера 14 устанавливается сигнал лог. 1 (фиг. 2ж), который через элемент ИЛИ 16 дает команду на включение полупровёдниКового (транзисторного) ключа 5 (фиг. 2и). Ключ 5 закорачивает цепь питания электродвигателя, ток в нем уменьшается, поэтому уменьшается скорость электродвйгатёля.^Это приводит к у вёл ичё н йю йн те рЪал'а’ёрё ме йТ между п оследующими сигналами с импульсного датчика скорости 7. В результате в момент t2 следующий синхроимпульс поступает на Свходы D-триггеров 14 и 15 при наличии сигналов лог. 0 на их входах. В результате на выходе D-триггера 15 сохраняется (фиг. 2з), а на выходе D-триггера 14 устанавливается (фиг. 2ж) сигнал лог. 0, который через элемент ИЛИ 16 дает команду на включение полупроводникового ключа 5 (фиг. 2и). Цепь якоря 3 электродвигателя дешунтируется, ток в нем увеличивается, что Приводит к увеличению скорости двигателя и уменьшению интервала времени между выходными сигналами импульсного датчика 7 скорости. В результате в момент?з последующий синхроимпульс поступает на С входы D-триггеров 14 и 15 при наличии сигналов лог. 1 на D-входе D-триггера 14 и лог. 0 на D-входе D-триггера 15. На выходе D-триггера устанавливается сигнал лог. 1,(фиг. 2ж), который дает команду на включение полупроводникового ключа 5.

Если же в момент ?з после включения полупроводникового, ключа 5 скорость двигателя все еще выше заданной или продолжает расти, синхроимпульс поступает на С-входы D-триггеров 14 и 15 при наличии сигналов лог, 0 на D-входе D-триггера 14 и лог. 1 на D-входе Ь-триггера 15. В результате на выходе - триггера 14 устанавливается сигнал лог. О, а на выходе D-триггера 15 сигнал лог. 1. Поэтому на выходе элемента

ИЛИ 16 сохраняется сигнал лог. 1, поддерживающий полупроводниковый коммутатор во включенном состоянии.

Полупроводниковый коммутатор 5 отключится, как только скорость на валу контролируемого объекта будет чуть ниже заданной, когда длительность интервала времени между двумя последующими импульсами датчика скорости будет выше заданной.

Далее схема работает аналогично описанному выше.

Таким образом, предложенный электропривод имеет более высокое быстродействие за счет отработки каждого временного интервала между двумя последующими импульсами с выхода датчика скорости.

Claims

Формула изобретения

Электропривод с импульсным управлением, содержащий электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого соединена последовательно с диодом и подключена к выходам первого источника тока и полупроводникового коммутатора, а обмотка возбуждения - к выходу второго источника тока, импульсный датчик скорости, установленный на валу контролируемого объекта, Т-триггер, первый D-триггер, фор мирователь синхроимпульсов, первый регулируемый формирователь временных импульсов, причем выход импульсного датчика скорости соединен с входом Т-триггера, выход формирователя синхроимпульсов с Свходом, а выход регулируемого формирователя временных импульсов - с D-входом первого D-триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй регулируемый формирователь временных импульсов, второй D-триггер, два элемента задержки, элемент ИЛИ, причем прямой выход Т-триггера соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого регулируемого формирователя временных импульсов, инверсный выход Т-триггера - с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регулируемого формирователя временных импульсов, выход второго регулируемого формирователя временных импульсов соединен с D-входом второго Dтриггера, С-вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, вход формирователя синхроимпульсов соединен с входом Т-триггера, выходы D-триггеров с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу полупроводникового коммутатора, при этом регулируемые формирователи временных импульсов имеют идентичные согласованно управляемые задающие цепи.