SU684507A2 - След щий привод - Google Patents

Description

(54) СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано в системах дистанционного управлени  перемещением . Известны след щие приводы, содержащие сельсин-задатчик, сельсин-цатчик обратной св зи, источник питани , усилитель мощности и двигатель . Из известных след щих приводов наиболее близким к изобретению по техни- ческой сущности  вл етс  привод, содержащий сельсин-оадатчик, вы)сод которого через первый выпр митель соединен с первым формирователем импульсов, сельсин-датчик обратной св зи, соединенный через второй выпр митель со вторым фор мирователем импульсов, сглаживающий фильтр, выход которого через усилитель мощности подключен к двигателю, выход первого формировател  импульсов соединен с первым делителем частоты, один выход которого подключен.к первому вхо ду фазового дискриминатора, а другой через первый преобразователь код-аналог к первому входу сумми 1ую1цего блока, выход второго формировател  импульсов соединен со вторым делителем частоты, ОД1Ш выход которого подключен ко второму -входу фазового дискриминатора, а другой через второй преобразователь код-аналог - ко второму входу суммирующего блока, 1ретий вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора , а выход - со сглаживающим фильтром 2. Недостатком данного след щего привода  вл етс  ограниченное быстродействие из-за значительной посто нной времени сглаживающего фильтра, котора  вносит запаздывание в процесс управлени . Этот недостаток особенно  рко про вл етс  при низких частотах источника питани  сельсинов, например при частоте 5О Гц, и при применении в качестве усилител  мощности тиристорного преобразовател , управл ющего быстродействующим двигателем с гладким  корем , который имеет малую посто нную

времени, В этом случае посто нна  времени след щего привода практически пол« костью определ етс  посто нной времени сглаживающего фильтра, котора  обратно пропорциональна частоте питани  сельсинов .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  привода.

Эта цель достигаетс  тем, что в сле Д щий привод введены первый и второй блоки фазовращателей, первый и второй блоки выпр мителей, первый и второй блоки формирователей импульсов и первый и второй блоки кодировани , первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов, к другим входам первого блока кодировани  через последовательно соединенные первый блок формирователей импульсов, первый блок выпр мителей и первый блок фазовращателей подключен выход сельсин-оадатчика, к другим входам второго блока кодировани  через последовательно соединенные второй блок формирователей импульсов , второй блок выпр мителей и второй блок фазовращателей подключен выход сельсин-датчика обратной св зи, а выходы первого и второго блоков кодировани  соединены соответственно со входами первого и второго преобразователей код-аналог.

На фиг. 1 представлена структурна  схема след щего привода; на фиг. 2 то же, с принципиальным выполнением некоторых блоков; на фиг. 3 - временные диаграммы след щего привода.

След щий привод содержит сельсинзадатчик 1, сельсин-датчик 2 обратной св зи, источник питани  3, первый 4 и второй 5 выпр мители, первый 6 и второй 7 формирователи импульсов, первый делитель частоты 8, первый преобразователь код-аналог 9, фазовый дискриминатор 10, второй делитель частсп-ы 11, второй преобразователь код-аналог 12, суммирующий блок 13, сглаживающий фильтр 14, усилитель мощности 15, двигатель 16, первый блок фазовращателей 17, первый 18, второй 19 и третий 2О фазовращатели первого блока фазовращателей , первый блок выпр мителей 21, первый 22, второй 23 и третий 24 выпр мители первого блока выпр мителе первый блок формирователей импульсов 25, первый 26, второй 27 и третий 28 формирователи импульсов первого блока формирователей импульсов, первый блок

кодировани  29, второй блок фазовращателей 30, первый 31, второй 32 и третий 33 фазовращатели второго блока фазовращателей , второй блок выпр мителей

34, первый 35, второй 36 и третий 37 выпр мители второго блока выпр мителей, второй блок формирователей импульсов 38, первый 39, второй 40 и третий 41 формирователи импульсов второго блока

формирователей импульсов и второй блок кодировани  42.

На фиг. 3 показаны сигнал 43 на выходе сельсина-задатчика 1, сигнал

44на выходе фазовращател  18, си|-нал

45на выходе фазовращател  19, сигнал

46на выходе фазовращател  20, сигнал

47на выходе выпр мител  4, сигнал

48ja выходе выпр мител  22, стенал

49на выходе выпр мител  23, сигнал

50на выходе выпр мител  24, импульсы 51 на выходе формировател  импульсов 6, импульсы 52 на выходе формировател  импульсов 26, импульсы 53 на выходе формировател  импульсов 27, импульсы 54 на выходе формировател  импульсов 28, импульсы 55 на выходе преобразовател  код-аналог 9, сигнал 56

на выходе сельсина-датчика 2, сигнал

57на выходе формировател  31, сигнал

58на выходе фазовращател  32, сигнал

59на выходе фазовращател  33, сигнал

60на выходе выпр мител  51, сигнал

61на выходе выпр мител  35, сигнал

62на выходе выпр мител  62, сигнал

63на выходе выпр мител  37, импульсы 64 на выходе формировател  импульсов 7, импульсы 65 на выходе формировател  импульсов 39, импульсы 66 на выходе формировател  импульсов 40, импульсы 67 на выходе формировател  41, импульсы 68 на выходе преобразовател  код-аналог 42, импульсы 69 на выходе фазового дискриминатора 10, посто нна  составл юща  7О в импульсах на выходе фазового дискриминатора 10, пульсирующий сигнал 71 на входе сглаживающего фильтра 14 и посто нна  сос тавл юща  72 в пульсирующем сигнале

на выходе сглаживающего фильтра 14.

След щий привод работает следующим образом.

Сельсин-аадатчик 1 и сельсин-датчик 2 обратной св зи питаютс  от общего 5 источника питани  3, который представп ёт собой трехфазный генератор синусоидальных напр жений, сдвинутых относительно друг друга на 12О эл. град. Трехфазные обмотки статоров задатчика 1 и датчика 2 создают п них. вращающиес  магНит ые потоки, которые навод т в однофазных обмотках роторов синусоидальные сиг-налы посто нной амплитуды, фаза которых определ етс  положением валов задатчика и датчика. С выходов однофазных обмоток роторов задатчика и датчика 2 синусоидальные сигналы поступают на входы блоков фазовращателей 17 и ЗО. Каждый фазовращатель поворачивает фазу на величину, определ емую катичеством фазовращателей в блоке и номером фазовращател  в блоке причем сцвиги фаз между соседними син соидальными сигналами на входе и вы- ходах одного блока фазовращателей равны между собой и-в сумме составл ют 180 эл, град. В рассматриваемом при- меро первые фазовращатели 18 и 31 поворачивают фазу на 45 эл. град., вто- рые фазовращатели 19 и 32 - на 9О эп град, третьи - фазовращатели 20 и 33 на 135 эл. град. В результате сдвиг фаз между синусоидальными сигналами на входе блока фазовращателей и на выходе первого фазовращател  этого блока равен сдвигу фаз между синусоидальными сигналами на выходах первого и второго фазовращателей одного блока, сдвигу фа между синусоидальными сигналами на выходах второго и третьего фазовращате лей одного блока, сдвигу фаз между сину соидальными сигналами на выходе и вход третьего фазовращател  и равен 45 эл. град. При этом сумма всех сдвигов фаз между синусоидальными сигналами на входе и выходах одного блока фазовраща телей составл ет 180 эл.град. Синусоидальные сигналы с выходов задатчика 1 и датчика 2 поступают на входы выпр мителей 4 и 5, а синусоидальные сигналы с выходов фазовращателей 18 - 20 первого блока фазовращателей 17 и синусоидальные сигналы с выходов фазовра щателей 31 - 33 второго блока фазовра щателей 30 - соответственно на входы выпр мителей 22 - 24 первого блока выпр мителей 21 и на входы выпр мителей 35 - 37 второго блока выпр мителей 34, где формируютс  остроконечные сигналы удвоенной частоты. Так как при удвоении частоты удваиваетс  фаза, то сдвиг фаз между соседними остроконечными сигналами, поступающими с вы- хода выпр мител  4 на вход формировател  импульсов бис выходов выпр мителей 22-24 блока выпр мителей 21 на входы формирователей импульсов 26-28 блока формирователей импульсов 25, составл ет 9О эл. град., а сумма этих сдвигов фаз равна 360 эл. град. Аналогично сдвиг фаз между соседними остроконечными сигналами, поступающими с выхода выпр мител  5 на вход формировател  импульсов 7 и с выходов выпр мителей 35 - 37 блока выпр мителей 34 на входы формирователей импульсов 39 - 41 блока формирователей импульсов 38, составл ет 90 эл. град., и сумма этих сдвигов фаз равна: 360 эл. град. Формирователи импульсов 6, 7, 26, 27, 28, 39, 40 и 41 формируют узкие импульсы с крутыми фронтами, которые поступают на блоки кодировани  29 п 42, пр;;чом импульсы, поступающие с выходов формирователей импульсов 6 и 7 из 15улевь е входы блоков кодировани  29 п 42, кодируют в них число О. Импульсы, пост пающие с выходов формирователей импульсов 26 п 39 на первые входы блоков кодировани  29 и 42, кодируют в них число 1. Импульсы, поступаюипю с выходов формирователей импульсов 27 и 40 на вторые входы блоков кодировани  29 ti 42, кодируют в них число 2. Импульсы, поступающие с выходов формирователей импульсов 28 и 41 на третьи входы блоков кодировани  29 и 42, кодируют в них число 3. С выходов формирователей имп7 льсов 6 и 7 t шyльсы поступают на входы целителей часто ты 8 и 11. С выходов дел1 телей частоты 8 и 11 и с выходов блоков кодировани  сигналы поступают на входы преобразователей код-аналог 9, 12, где формируютс  ступенчато норастающие пилообразные импульсы, период которых равен периоду импульсов, поступающих с выходов делителей частоты 8 и 11 а входы дискриминатора 10, а период ступенчатого изменени  равен периоду ду импульсами, поступающими с выходов двух соседних формирователей ихшульсов, т. е. с выходов формирователей импульсов , сдвиг фаз между выходными импульсами которых равен 90 эл. град., например , между выходными и тульсам11 формирователей 27 и 28, Вели П .на каждого ступенчатого изменени  посто нна. Размах пилообразных п г1ульсов вен и равен величине неступенчатого . изменени , умноженной на максимальное число, которое поступить на входы преобразовател  код-аналог. Во врем  поступлени  числа О luj оба входа одного преобразовател  .чог с

.выхода этого преобразовател  код-ана- , ло1 на вход блока суммировани  13 поступает нулевой сигнал;и с выхода делител  частоты на вход фазового дискриминатора 10 также поступает импульс. На выходе фазового дискриминатора 10 формируютс  пр моугольные импульсы, размах которых больше размаха пилообразных импульсов, формируемых преобразователем код-аналог, на величину

одного ступенчатого изменени , а посто нна  составл юща  в этих импульсах пропорциональна сдвигу фаз между синусоидальными сигналами, поступающими с выходов роторов задатчика 1 и датчика 2, который, в свою очередь, пропорционален разности углов поворота роторов задатчика 1 и датчика 2. В результате суммировани  всех импульсов, поступающих на входы блока суммировани  13, в нем формируетс  пульсирующий сигнал, посто нна  составл юща  которого равна посто нной составл ющей в выходных импульсах фазового дискриминатора 10, Период пульсаций равен периоду между импульсами, поступающими с выходов двух соседних формирователей импульсов, и размах пульсаций равен величине ступенчатого изменени . С выход блока суммировани  13 на вход сглаживающего фильтра 14 поступает пульсирующий сигнал, посто нна  составл юща  которого равна посто нной составл ющей в выходных импульсах фазового дискриминатора 10, период пульсаций этого сигнала меньше периода выходных импульсов фазового дискриминатора 10 в (71-И) раз и размах пульсаций этого сигнала Меньше размаха выходных импульсов в ( tn+l) раз. Сглаживающим фильтром 14 Сигнал сглаживаетс , т. 9, выдел етс  Посто нна  составл юща  этого сигнала. Подаетс  на вход усилител  мощности 15 и далее на двигатель 1G с запаздыванием , определ емым посто нной времени сглаживающего фильтра 14. Если при отсутствии разности углов поворота роторов задатчика 1 и датчика 2 вал за- датчика 1 не вращаетс , то нет сдвига фаз между синусоидальными сигналами, поступающими с выходов роторов задатчика 1 и датчика 2, поэтому посто нна  составл юща  пульсирующего сигнала на Входе сглаживающего фильтра 14 равна нулю, и сигнал на выходе сглаживающего фильтра 14 равен, нулю. В результате сигнал на выходе двигател  16 оказываетс  равным нулю, и двигатель не

вращаетс . Нсли при этом резко начать вращать вал задатчика 1 и продолжать вращение с посто нной скоростью, то в первый момент времени двигатель 16 вращатьс  не будет. В результате по вл етс  сдвиг фаз между синусоидальными сигналами на выходах роторов задат- чнка 1 и датчика 2, а в пульсирующем сигнале на входе Сглаживающего фильтра 14 по вл етс  посто нна  составл юща , пропорциональна  этому сдвигу фаз. Однако на выходе сглаживающего фильтг)а 14 посто нна  составл юща  по вл етс  с запаздыванием, опреде-т - емым посто нной времени этого фильтра. В результате вращение вала датчика 2 начинаетс  с запаздыванием и тем Ьольшим , чМ больще посто нна  времени сглаживающего фильтра 14. Если поело полного набора скорости валом датчика 2 резко остановить вал задатчика 1, то аналогично вышеописанному набору скорости вал датчика 2 остановитс  с запаздыванием и тем болыиим, чем больще посто нна  времени сглаживающего фильтра 14. Посто нна  сглаживающего фильтра 14 пр мо пропорциональна периоду и размаху пульсаций в пульсирующем сигнале, поступающем на его вход.

Claims (2)

1. Использование новых элементов-блоков фазовращателей, блоков выпр мителей , блоков формирователей импульсов и блоков кодировани  выгодно отличает предлагаемый след щий привод от указанного прототипа, так как позвол ет уменьшить посто нную времени сглаживающего фильтра в (гп + 1) раз и таким образом резко увеличить быстродействие след щего привода. В рассмотренном при мере, когда количество фазовращателей в каждом блоке фазовращателей равно трем, т. е. m 3, посто нна  времени сглаживающего фильтра может быть уменшена в шестнадцать раз. При применении малоинерционного двигател  с гладким  корем и тиристорного усилител  мощности такое уменьшение посто нной времени сглаживающего фильтра увеличивает быстродействие след щего привода в шеснадцать раз. Кроме того, традиционное повышение быстродействи  прототипа путем увеличени  частоты питани  сельсинов НС позвол ет получить такого же результата , что в предлагаемом след щем приводе. Например, если частота питани  сельсинов в прототипе выбрана равной 5О Гц, то.дл  повышени  быстродействи  в шестнадцать раз требуетс  увеличить частоту питалн  сельсинов цо 5Ох16 вОО Гц. Однако известные сельсины име ют частоту питани  50 Гц или 4ОО Гц. Немаловажен и тот факт, что повышение быстродействи  црототипа путем повышени  частоты питани  сельсинов требует : применени  преобразовател  частоты дл  запитки сельсинов, в то врем  как питание сельсинов в предлагаемом след щем приводе может быть осуществлено от про мышленной сети. Эффективность изобретени  состоит в увеличении быстродействи , что необходи МО в св зи со все более широким применением тиристорных преобразователей с быстродействующими двигател ми. Формула изобретени  След щий привод по авт, ев, № 461410, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  привода, он содержит первый и вто рой блоки фазовращателей, первый и второй блоки выпр мителей, первый и втоФиг 1 рой блоки формирователей импульсов и первый и второй блоки кодирова и , первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов, к другим входам первого блока кодировани  через последовательно соединенные первый блок формирователей импульсов, первый блок выпр  мителей и первый блок фазовращателей подключен выход сельсин-оадатчика, к другим входам второго блока кодировани  через последовательно соединенные вто рой блок формирователей импульсов, второй блок выпр мителей и второй блок фазовращателей подключен выход сельсиндатчика обратной св зи, а выходы первого и второго блоков кодировани  соединены соответственно со входами первого и второго преобразователей код-аналог. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 308413, кл. Q 05 В 11/26, 15,09.69.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 461410, кл. G 05 В 11/26. 04.06.73 (прототип).

   Риг 2

   L

   J

   tfbrbrbfbdT J4 rbFLFU4J y4d J

   HzHjFbFbPt

   72

   иг J