SU312235A1

SU312235A1 - DIGITAL CURRENT SPEED CONTROLLER OF DC MOTOR

Info

Publication number: SU312235A1
Application number: SU1428133A
Authority: SU
Original assignee: О. А. Гусев, К. М. Козлов , Б. Н. Пытл

Description

Изобретение относитс к автоматическим регулирующим устройствам дл электрических двигателей.This invention relates to automatic control devices for electric motors.

Известны цифровые регул торы скорости движени , содержащие блок задани , блок измерени скорости, счетчик, блок пам ти и цифро-аналоговый преобразователь.Digital speed controllers are known, comprising a reference block, a speed measuring block, a counter, a memory block, and a digital-to-analog converter.

Однако такой регул тор содержит сложный усилитель аналогового вычислительного устройства , и имеет узкий диапазон цифрового регулировани (100 об/мин). При этом ток на выходе цифро-аналогового преобразовател может быть не только в диапазоне значений суммарного числа импульсов в счетчике, что приводит к погрешност м в работе регул тора . Например, в счетчике по каким-либо причинам резко изменилось задание (может быть записано число 7908 вместо числа 5997). В результате ток на выходе цифро-аналогового преобразовател вместо необходимой малой величины имеет больщую величину и скорость двигател , еще более отличатьс от задани .However, such a regulator contains a sophisticated analog computing device amplifier, and has a narrow digital control range (100 rpm). In this case, the current at the output of the digital-to-analog converter can be not only in the range of values of the total number of pulses in the counter, which leads to errors in the operation of the controller. For example, in the counter, for some reason, the task has changed dramatically (the number 7908 can be written instead of the number 5997). As a result, the current at the output of the D / A converter, instead of the required small value, has a large value and the speed of the engine is even more different from the reference.

В таком регул торе также невозможно изменить и выбрать любой диапазон регулировани в цифровой форме (диапазон возможного изменени суммарного числа импульсов в счетчике), а следовательно, и коэффициент усилени обратной св зи системы. Выбор любого диапазона регулировани в цифровой форме особенно необходим в двух случа х: вопервых , когда управление двигателем происходит по цепи цифро-аналоговый преобразователь , блок управлени тиристорного выпр мител , тиристорный выпр митель, во-вторых,In such a controller, it is also impossible to change and select any adjustment range in digital form (the range of possible changes in the total number of pulses in the counter), and hence the feedback gain of the system. The selection of any adjustment range in digital form is especially necessary in two cases: firstly, when the motor is controlled by a digital-to-analog converter circuit, a thyristor rectifier control unit, a thyristor rectifier, and second,

когда управление проис.ходит по цеии преобразователь «интервал-фаза -, тиристорный выпр митель .when the control is in progress, the “interval-phase - transducer”, thyristor rectifier.

В обоих случа х при формировании импульсов управлени тиристорным выпр мителемIn both cases, when forming the control pulses of the thyristor rectifier

необходимо создать вполне определенную задержку во времени (ее величина зависит от выбранной схемы выпр мител ), так как импульс управлени должен подаватьс на тиристоры не раньще наступлени момента естественной коммутации вентилей, который различен у разных схем выпр мителей. Поэтому число, записанное в декадах, которые несут информацию, должно быгь ограничено сверху, так как наибольшему числу соответствует наименьша задержка при формировании импульса , открывающего тиристор.It is necessary to create a well-defined time delay (its value depends on the selected rectifier circuit), since the control pulse must be supplied to the thyristors no earlier than the natural switching time of the gates, which is different for different rectifier circuits. Therefore, the number recorded in the decades that carry the information should be limited from above, since the highest number corresponds to the smallest delay in the formation of the pulse opening the thyristor.

Предложенный цифровой регул тор отличаетс от известных тем, что он содержит мультивибраторы, ключи, триггеры, и элементы «И нижнего и верхнего пределов абсолютного диапазона регулировани , причем управл ющие входы элементов «И подключены к выходам разр дов счетчика, а выходы через соответствующие триггеры к одним из входов ;. iSi The proposed digital controller differs from the known ones in that it contains multivibrators, keys, triggers, and the elements of the lower and upper limits of the absolute adjustment range, the control inputs of the elements And are connected to the outputs of the counter bits, and the outputs through the corresponding triggers to one of the inputs; iSi

выходом блока измерени скоростей, а выходы через соответствующие мультивибраторы - с входами установки разр дов счетчнка, соответствующими выбранному диапазону.the output of the speed measuring unit, and the outputs through the corresponding multivibrators - with the inputs of the installation of the bits of the counter corresponding to the selected range.

На чертеже приведена функциональна схема описываемого цифрового регул тора.The drawing shows a functional diagram of the described digital controller.

Регул тор содержит блок записи БЗ, состо щий из переключателей 1-4, блок измерени скорости БИ, состо щий из формирователей 5 н 6, кварцевого генератора 7, линии задержки 8, триггера установки 9, ключа 10 и логической схемы 11 и счетчик Сч, состо щий из декад 12--15. Регул тор содержит также блок пам ти БП, состо щий из декад 16 и 17 и цифро-аналоговый преобразователь УАП 18. Блок поиска дианазона БПД состоит из элементов «И 19 и верхнего 20 пределов абсолютного диапазона регулировани , триггера нижнего предела 21, триггера верхнего предела 22, ключа нижнего предела 23. ключа верхнего предела 24, мультивибратора нижнего предела 25 и мультивибратора верхнего предела 26.The controller contains a recording unit BS, consisting of switches 1-4, the speed measurement unit BI, consisting of drivers 5 n 6, a quartz oscillator 7, delay line 8, setup trigger 9, key 10 and logic circuit 11 and the counter MF, consisting of decades 12--15. The controller also contains a memory block BP, consisting of decades 16 and 17 and a digital-analog converter UAP 18. The search block Dianazone BPD consists of elements "And 19 and upper 20 limits of the absolute control range, trigger lower limit 21, trigger upper limit 22, a key of the lower limit 23. a key of the upper limit 24, a multivibrator of the lower limit 25 and a multivibrator of the upper limit 26.

В устройстве измер етс длительность интервала , пропорционального скорости двигател и поступающего с двух регистрирующих устройств частотного датчика в виде двух импульсов , задающих начало и конец интервала. Измерение осуществл етс посредством заполнени интервала импульсами эталонной частоты генератора 7 и подсчета их с помощью дес тичного суммирующего счетчика СЧ.The device measures the duration of the interval proportional to the speed of the engine and coming from two recording devices of the frequency sensor in the form of two pulses, specifying the beginning and end of the interval. The measurement is carried out by filling the interval with pulses of the reference frequency of the oscillator 7 and counting them with the aid of a decimal summing counter.

Перед началом работы в цифровом регул торе с помощью переключателей 1-4 устанавливаетс задание. При этом в блоке задани БЗ устанавливаетс не число высокочастотных импульсов генератора 7, нриход щих в счетчик СЧ за измер емый интервал, а нриведенное значение задани , т. е. число, дополн ющее первое до числа, близкого к полной емкости счетчика (10000) и заключенного где-то внутри диапазона регулировани . Величина суммарного числа зависит от выбранного диапазона регулировани , заданной величины скорости двигател и входных параметров.Before starting work in the digital controller, the task is set using switches 1-4. At the same time, in the task block BZ, it is not the number of high-frequency generator pulses 7 that are sent to the SC meter for the measured interval, but the given value of the task, i.e. prisoner somewhere within the control range. The magnitude of the total number depends on the selected control range, the set value of the engine speed and the input parameters.

Цифровой регул тор работает следующим образом.The digital controller works as follows.

Импульс, поступающий с регистрирующего устройства частотного датчика, задающего начало измер емого интервала, и сформированной в формирователе 5 переносит задание, записанное в коммутационных схемах переключателей , в счетчик СЧ. Через врем задержки, необходимое дл установки счетчика, переключаетс триггер 9. При этом открываетс ключ 10 к ъ счетчик СЧ начинают поступать импульсы генератора 7. Счет заканчиваетс с поступлением с регистрирующего устройства частотного датчика импульса, задающего конец измер емого интервала, который формируетс в формирователе 6. Имнульс формировател 6 поступает в схему // и переключает триггер 9, который закрывает ключ 10. Через врем задержки со схемы 11 поступает Ихмпульс переноса информации, котора заключена в пер . . - ... ,..,:; чйГ - 312235The impulse coming from the recording device of the frequency sensor, which sets the beginning of the measured interval, and formed in the shaper 5 transfers the task recorded in the switching circuits of the switches to the counter MF. After the delay time required to set the counter, trigger 9 is switched. This opens the key 10 to the SC counter and the generator 7 pulses begin to flow. The counting ends with the arrival of the frequency sensor from the frequency sensor, which sets the end of the measured interval, which is formed in the driver 6 The impulse of the imaging unit 6 enters the circuit // and switches the trigger 9, which closes the key 10. After the delay time from the circuit 11, the impulse of information transfer, which is contained in the trans. . - ..., ..,:; CHG - 312235

вых двух декадах 12 и 13 счетчика СЧ, в декады 16 и 17 блока пам ти БП. После этого схема 11 вырабатывает импульс сброса счетчика СЧ и триггеров 21 и 22.output two decades 12 and 13 of the SCh counter, in the decades 16 and 17 of the BP memory block. After that, the circuit 11 generates a pulse reset of the counter MF and triggers 21 and 22.

Информаци , записанна в блоке нам ти БП, непрерывно превращаетс в преобразователе 18 в аналоговую величину, и в результате в посто нный ток корной обмотки двигател . Схема поиска и поддержани посто нным иThe information recorded in the power supply unit is continuously transformed in the converter 18 into an analog value, and as a result, the main current of the motor winding into a direct current. Scheme for finding and maintaining a constant and

однозначным дианазона регулировани в цифровой форме работает следующим образом.The unambiguous Dianazone regulation digitally works as follows.

Пусть, например, мы выбрали абсолютный диапазон в цифровой форме в пределах от 9910 до 9965. При этом управл ющие входыSuppose, for example, that we have selected the absolute range in digital form from 9910 to 9965. In this case, the control inputs

элемента 19 подключены к таким выходам разр дов счетчика СЧ, при подключении к которым на выходе схемы по вл етс импульс при суммарном числе импульсов, ноступивших в счетчик, равном или большем 9910. Унравл ющие входы элемента 20 подключены к выходам разр дов счетчика СЧ, при подключении к которым на выходе элемента 20 импульс по вл етс при суммарном числе имнульсов , равном или большем 9965. При срабатывании элементов 19 и 20 переключаютс триггеры 21 и 22, вызыва соответственно запирание и отпирание ключей 23 и 24 по управл ющим входам. Если суммарное число импульсов в счетчикеelement 19 is connected to such outputs of the bits of the mid frequency counter, when connected to which the output of the circuit produces a pulse when the total number of pulses arriving in the counter is equal to or greater than 9910. The control inputs of the element 20 are connected to the bit outputs of the mid frequency counter, with connecting to which the output element 20 pulse appears when the total number of impulses equal to or greater than 9965. When the elements 19 and 20 are triggered, the triggers 21 and 22 are switched, causing the locking and unlocking of the keys 23 and 24 respectively on the control inputs. If the total number of pulses in the counter

не достигло 9910, то элемент 19 не срабатывает , триггер 21 не переключаетс и ключ 23 остаетс открытым по управл ющему входу. Тогда при приходе на сигнальный вход ключа 23 импульса с логической схемы 11, которойhas not reached 9910, then the element 19 does not work, the trigger 21 does not switch and the key 23 remains open at the control input. Then upon arrival at the signal input of the key 23 of the pulse from the logic circuit 11, which

по времени следует сразу же после остановки счетчика, на выходе ключа 23 по витс импульс , который вызывает срабатывание мультивибратора 25. Выход мультивибратора 25 соединен с унравл ющими входами разр довthe time follows immediately after stopping the counter, at the output of the key 23 a pulse turns on, which triggers the multivibrator 25. The output of the multivibrator 25 is connected to the control inputs of the bits

декад 12, 13 счетчика СЧ, при подаче некоторые импульса мультивибратора 25 декады 12, 13 устанавливаетс в состо ние, соответствующее числу 10. Причем эта установка происходит прежде чем осуществл тьс передача информации в блок пам ти БП. Таким образом, независимо от того, какое именно число было записано в счетчике СЧ (но меньше 9910) в блоке пам ти при перезаписи запишетс число 10. При этом на выходе преобразовател 18decade 12, 13 of the midrange counter, when some pulse of the multivibrator is sent 25 decade 12, 13 is set to the state corresponding to the number 10. Moreover, this setting occurs before the information is transmitted to the power supply unit. Thus, regardless of which particular number was recorded in the MF counter (but less than 9910), the number 10 will be written in the memory block during rewriting. At the same time, the output of the converter 18

будет минимальное напр жение, при котором скорость двигател будет уменьшатьс до тех пор, пока суммарное число импульсов в счетчике не достигнет 9910. По достижении этого числа срабатывает ключ 23, переключаетс there will be a minimum voltage at which the engine speed will decrease until the total number of pulses in the counter reaches 9910. Upon reaching this number, the key 23 is triggered, switches

триггер 21, запира по управл ющему входу ключ 23. При этом импульс схемы // не вызывает по влени выходного импульса ключа 23 и в блок пам ти БП переписываетс число, записанное в двух младщих декадах счетчикаthe trigger 21, the key 23 lock on the control input. In this case, the pulse of the circuit // does not cause the appearance of the output pulse of the key 23 and the number written in the two decades of the counter is written to the BP memory block

обычным образом.in the usual way.

11 на выходе ключа 24 по вл етс импульс. Последний запускает мультивибратор 26, устанавливающий две младшие декады (благодар соответствующему воздействию на управл ющие входы разр дов декад) в состо ние 65. Таким образом, независимо от того, какое было записано в счетчике (но больше 9965) в блоке пам ти при перезаписи запишетс число 65. При этом на выходе преобразовател 18 будет максимальное напр жение, при котором скорость двигател будет увеличиватьс до тех пор, пока суммарное число импульсов в счетчике не уменьшитс до величины, меньшей 9965, после чего регул тор будет работать как обычно.11 a pulse appears at the output of the key 24. The latter starts the multivibrator 26, which sets two lower decades (due to the corresponding effect on the control inputs of the bits of the decades) to state 65. Thus, regardless of what was recorded in the counter (but greater than 9965) in the memory block during rewriting, it will write 65. At the same time, the output of converter 18 will be the maximum voltage at which the engine speed will increase until the total number of pulses in the counter decreases to less than 9965, after which the regulator will work l as usual.

Предмет изобретени Subject invention

Цифровой регул тор скорости двигател посто нного тока, содержащий блок задани иA digital DC motor speed controller containing a task block and

блок измерени скорости, подключенные к счетчику, младшие декады которого через блок пам ти подключены ко входу цифроаналогового преобразовател , выход которогоa speed measuring unit connected to a counter, the lower decades of which are connected to the input of a digital-to-analog converter through a memory unit, the output of which

подключен к исполнительному двигателю, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы регул тора и расширени его функциональных возможностей, он содержит мультивибраторы, ключи, триггеры, и элементы «И нижнего и верхнего пределов абсолютного диапазона регулировани , причем управл ющие входы элементов «И подключены к выходам разр дов счетчика, а выходы через соответствующие триггеры к одним из входовconnected to the actuator, characterized in that, in order to increase the reliability of the controller and expand its functionality, it contains multivibrators, keys, triggers, and elements of the “Lower and upper limits of the absolute range of regulation, and the control inputs of the elements“ And connected to the outputs of the bits of the counter, and the outputs through the corresponding triggers to one of the inputs

ключей, другие входы которых соединены с выходом блока измерени скоростей, а выходы через соответствующие мультивибраторы - с входами установки разр дов счетчика, соответствующими выбранному диапазону.keys, the other inputs of which are connected to the output of the velocity measuring unit, and the outputs through the corresponding multivibrators - to the installation of the bits of the counter corresponding to the selected range.