SU877469A1 - Synchronous servo drive - Google Patents

Synchronous servo drive Download PDF

Info

Publication number
SU877469A1
SU877469A1 SU792797203A SU2797203A SU877469A1 SU 877469 A1 SU877469 A1 SU 877469A1 SU 792797203 A SU792797203 A SU 792797203A SU 2797203 A SU2797203 A SU 2797203A SU 877469 A1 SU877469 A1 SU 877469A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
adder
code
multiplier
Prior art date
Application number
SU792797203A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Кондратьев
Эдуард Геннадьевич Королев
Геннадий Григорьевич Смолко
Анатолий Илларионович Соловьев
Александр Степанович Шаталов
Юрий Александрович Шаталов
Владимир Анатольевич Яковлев
Валерий Александрович Якунин
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков
Priority to SU792797203A priority Critical patent/SU877469A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU877469A1 publication Critical patent/SU877469A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

Изобретение относится к следящим системам и приводам с обратной связью По положению, исполнительным элементом которых является асинхронный трехфазный двигатель.The invention relates to servo systems and feedback drives By position, the actuating element of which is an asynchronous three-phase motor.

Известны системы частотного управле- 5 ния С корректировкой по частоте тока ротора асинхронного двигателя. Обратная связь в этом известном приводе осуществляется с помощью датчика скорости. Достоинством такого привода является воз- ,0 можность регулирования в широком диапазоне при высоком КПД [1}5 Frequency control systems are known. With adjustment of the rotor current frequency of the induction motor rotor. Feedback in this known drive is carried out using a speed sensor. The advantage of such a drive is the possibility of 0, the possibility of regulation in a wide range with high efficiency [1}

Однако в этом приводе не обеспечивается достаточная жесткость механических характеристик, что обусловлено невозмож—13 ностью получения достаточно высокого коэффициента усиления корректирующего контура. Поэтому этот привод невозможно использовать в качестве точного широкодиапазонного привода подач рабочего органа металлорежущего станка.However, this drive is not provided sufficient characteristics of mechanical rigidity, which is due to the impossibility of obtaining 13 sufficiently high amplification factor correction circuit. Therefore, this drive cannot be used as an accurate wide-range feed drive of the working body of a metal cutting machine.

Для повышения точности работы привода целесообразно использовать преобра2 зователь угловых перемещений в код в качестве датчика обратной связи.To increase the accuracy of the drive, it is advisable to use a converter of angular displacements into a code as a feedback sensor.

Наиболее близким к предлагаемому является привод, содержащий интегратор, последовательно соединенные двигатель, синусно-косинусный датчик, первый умножитель и первый вычитатель, первый функциональный преобразователь, выход которого связан со вторым входом первого умножителя, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и второй умножитель, второй вход которого связан со вторым выходом синуоно-косинусного датчика, а выход соединен со вторым входом первого вычислителя^Closest to the proposed one is a drive containing an integrator, a serially connected motor, a sine-cosine sensor, a first multiplier and a first subtractor, a first functional converter, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, a second functional converter and a second multiplier connected in series, the second input of which connected to the second output of the sine-cosine sensor, and the output is connected to the second input of the first calculator ^

Недостатком известного привода является ограниченное быстродействие.A disadvantage of the known drive is its limited speed.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапозона регулирования асинхронного следящего привода с преобразователем угловых перемещений в код.The purpose of the invention is improving accuracy and expanding the range of regulation of an asynchronous servo drive with a converter of angular displacements into a code.

Поставленная цель достигается тем, что в асинхронный следящий привод введены третий умножитель, первый сумматор, 3 877469 генератор пилообразных сигналов, первый переключатель кодов, таймер, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй сумматор, последовательно соединенные четвертый умножитель, второй вычитатель, пятый умножитель, третий сумматор, первый компаратор, второй переключатель кодов, четвертый сумматор, последовательно соединенные блок задания констант, шестой умножитель, третий функциональный преобразователь, седьмой умножитель, второй компаратор, блок ключей, последовательно соединенные преобразователь коДг-чао> тота, пятый сумматор и четвертый функциональный преобразователь, последовательно соединенные пятый функциональный преобразователь восьмой умножитель и третий компаратор, последовательно соединенные шестой функциональный преобразователь, девятый умножитель и четвертый компаратор, последовательно соединенные блок переменных коэффициентов и второй интегратор, первый вход аналого-цифрового преобразователя связан с выходом первого вычитателя, второй вход второго сумматора связан с первым выходом первого интегратора, первый вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход четвертого умножителя связан со вторым выходом первого интегратора, первый вход третьего умножителя связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход связан с третьим входом третьего сумматора, выходы блока ключей связаны с обмотками. асинхронного двигателя, вход преобразователя код-частота связан с выходом второго переключателя кодов, выход четвертого функционального преобразователя связан со вторым входом седьмого умножителя, вход пятогб функционального преобразователя связан с выходом пятого сумматора, выход третьего компаратора связан со вторым входом блока ключей, выход пятого сумматора связан со входом шестого функционального преобразователя, выход четвертого компаратора связан с третьим входом блока ключей, второй выход первого интегратора связан со входом блока переменных коэффициентов, выход второго интегратора связан с третьим входом третьего сумматора, первый вход первого сумматора связан с первым выходом первого интегратора, второй вход соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход связан со вторым входом второго вычитателя, выход гене15 ратора пилообразных сигналов связан со ; вторыми входами второго, третьего и четвертого компараторов, первый вход первого переключателя кодов связан с выходом третьего сумматора и с первым входом второго переключателя кодов, второй вход соединен с выходом первого компаратора, а третий вход связан со вторым выходом блока задания констант, вторым входом первого компаратора и третьим входом второго переключателя кодов, а выход соединен со вторым входом третьего функционального преобразователя, выходы таймера связаны со вторыми входами первого интегратора, аналого-цифрового преобразователя, преобразователя кодчастота и второго интегратора, третий вход которого связан с выходом второго вычитателя, второй вход третьего мно-. жительного устройства соединен со вторым выходом блока переменных коэффициентов, третий выход которого связан со вторым входом третьего умножителя, второй выход первого интегратора соединен со вторым входом четвертого сумматора, выход которого связан со вторым входом шестого умножителя, третий выход блока задания констант соединен со вторым входом четвертого умножителя, первый выход первого интеграто;ра связан со вторым входом пятого сумматора, третий вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вторые входы восьмого и девятого умножителей связаны с выходом третьего функционального преобразователя.This goal is achieved by the fact that a third multiplier, a first adder, 3 877469 sawtooth signals, a first code switch, a timer, a series-connected analog-to-digital converter and a second adder, a fourth multiplier, a second subtractor, and a fifth multiplier are connected in series to the asynchronous servo drive; third adder, first comparator, second code switch, fourth adder, series-connected constant setting unit, sixth multiplier, third functional converter Initializer, seventh multiplier, second comparator, key block, series-connected CODG-CHAO> TOTA converter, fifth adder and fourth functional converter, series-connected fifth functional converter, eighth multiplier and third comparator, series-connected sixth functional converter, ninth multiplier and fourth comparator, connected in series with a block of variable coefficients and a second integrator, the first input of an analog-to-digital converter is connected to the first subtractor, the second input of the second adder is connected to the first output of the first integrator, the first input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter, the input of the fourth multiplier is connected to the second output of the first integrator, the first input of the third multiplier is connected to the output of the analog-to-digital converter connected to the third input of the third adder, the outputs of the key block are connected to the windings. asynchronous motor, the input of the code-frequency converter is connected to the output of the second code switch, the output of the fourth functional converter is connected to the second input of the seventh multiplier, the input of the fifth function converter is connected to the output of the fifth adder, the output of the third comparator is connected to the second input of the key block, the output of the fifth adder is connected with the input of the sixth functional converter, the output of the fourth comparator is connected to the third input of the key block, the second output of the first integrator is connected to the input ohm of the block of variable coefficients, the output of the second integrator is connected to the third input of the third adder, the first input of the first adder is connected to the first output of the first integrator, the second input is connected to the output of the analog-to-digital converter, and the output is connected to the second input of the second subtractor, the output of the sawtooth generator associated with; the second inputs of the second, third and fourth comparators, the first input of the first code switch is connected to the output of the third adder and the first input of the second code switch, the second input is connected to the output of the first comparator, and the third input is connected to the second output of the constant setting unit, the second input of the first comparator and the third input of the second code switch, and the output is connected to the second input of the third functional converter, the timer outputs are connected to the second inputs of the first integrator, analog-to-digital the educator, the code frequency converter and the second integrator, the third input of which is connected with the output of the second subtractor, the second input of the third is multi. of the living device is connected to the second output of the variable coefficient block, the third output of which is connected to the second input of the third multiplier, the second output of the first integrator is connected to the second input of the fourth adder, the output of which is connected to the second input of the sixth multiplier, the third output of the constant setting unit is connected to the second input of the fourth multiplier, the first output of the first integrator; pa is connected to the second input of the fifth adder, the third input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter, the second inputs to the eighth and ninth multipliers are associated with the output of the third functional converter.

На чертеже представлена блок-схема асинхронного следящего привода с преобразователем угловых перемещений в код.The drawing shows a block diagram of an asynchronous servo drive with a converter of angular displacements into code.

Асинхронный следящий привод содержит синусно-косинусный датчик 1 угла, асинхронный двигатель 2, первый и второй умножители 3 и 4, первый вычитатель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, первый интегратор 7, таймер 8, второй сумматор 9, первый и второй функциональные преобразователи 10 и 11, первый сумматор 12, второй вычитатель 13, четвертый и пятый умножители 14 и 15, второй интегратор 16, третий сумматор 17, третий умножитель 18, первый компаратор 19, второй и первый переключатели 20 и 21, блок 22 задания констант, четвертый сумматор 23, преобразователь 24 код-частота, шестой умножитель 25, третий функциональный преобразователь 26, пятый сумматор 27, четвертый, пятый и шестой функциональ ные преобразователи 28—30, соответственно, седьмой, восьмой и девятый умножители 31—33, второй, третий и четвертый компараторы 34—36, генератор 37 пилообразных сигналов, блок 38. ключей 5 и блок 39 переменных коэффициентов.The asynchronous servo drive contains a sine-cosine angle sensor 1, an asynchronous motor 2, the first and second multipliers 3 and 4, the first subtractor 5, the analog-to-digital converter 6, the first integrator 7, timer 8, the second adder 9, the first and second functional converters 10 and 11, the first adder 12, the second subtractor 13, the fourth and fifth multipliers 14 and 15, the second integrator 16, the third adder 17, the third multiplier 18, the first comparator 19, the second and first switches 20 and 21, the constant setting unit 22, the fourth adder 23, converter 24 code-h astota, sixth multiplier 25, third functional converter 26, fifth adder 27, fourth, fifth and sixth functional converters 28-30, respectively, seventh, eighth and ninth multipliers 31-33, second, third and fourth comparators 34-36, generator 37 sawtooth signals, block 38. keys 5 and block 39 variable coefficients.

Асинхронный следящий привод с преобразователем угловых перемещений в код работает следующим образом.An asynchronous servo drive with a converter of angular displacements into code works as follows.

Сигнал с первого выхода синусно- 10 косинусного датчика 1 угла, кинематически связанного с ротором асинхронного двигателя 2, поступает на вход первого умножителя 3, а сигнал со второго выхода датчика 2 угла поступает на первый 15 вход второго умножителя 4, выход которое го связан с первым, входом первого вычитателя 5.The signal from the first output of the sine-10 cosine angle sensor 1, kinematically connected with the rotor of the induction motor 2, is input to the first multiplier 3, and the signal from the second output of the angle sensor 2 is fed to the first 15 input of the second multiplier 4, the output of which is connected to the first , input of the first subtractor 5.

Второй вход первого вычитателя 5 связан с выходом первого умножителя 3, а 20 выход вычитателя 5 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 6, выход которого поступает на первый вход первого цифрового интегратора 7. Постоянная интегрирования первого интегратора 7 25 задается таймером 8, первый выход которого соединен со вторым входом интегратора 7. Выход аналого-цифрового преобразователя 6 и первый выход первого интегратора 7 связаны соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 9, выход которого связан со входами первого и второго функциональных пре•образователей 10 и 11. На выходах первого и второго функциональных преобразователей 10 и 11 формируются двоичные коды, представляющие собой квадратурные симметричные треугольные функции содержимого второго сумматора 9.The second input of the first subtractor 5 is connected to the output of the first multiplier 3, and 20 the output of the subtractor 5 is connected to the input of the analog-to-digital converter 6, the output of which goes to the first input of the first digital integrator 7. The integration constant of the first integrator 7 2 5 is set by timer 8, the first output which is connected to the second input of the integrator 7. The output of the analog-to-digital converter 6 and the first output of the first integrator 7 are connected respectively with the first and second inputs of the second adder 9, the output of which is connected with the inputs of the first and • a second pre-forming function 10 and 11. The outputs of the first and second function converters 10 and 11 are formed by binary codes representing a quadrature symmetric triangular function contents of the second adder 9.

Выходы функциональных преобразователей 10 и 11 связаны со вторыми входами первого и второго умножителей 3 и 4 соответственно. Блоки 1, 3-7 и '9-11 образуют преобразователь угловых перемещений ротора асинхронного двигателя 2 в код, причем' содержимое второго сумматора 9 соответствует текущему значению угла поворота, содержимое первого интегратора 7 - частоте вращения, а код на выходе аналого-цифрового преобразователя 6 — ускорение ротора асинхронного двигателя 2.The outputs of the functional converters 10 and 11 are connected to the second inputs of the first and second multipliers 3 and 4, respectively. Blocks 1, 3-7 and '9-11 form a converter for the angular displacement of the rotor of the induction motor 2 into a code, whereby the contents of the second adder 9 correspond to the current value of the rotation angle, the contents of the first integrator 7 correspond to the rotation speed, and the code at the output of the analog-to-digital converter 6 - acceleration of the rotor of an induction motor 2.

На первый вход первого сумматора 12 поступает код задания от системы ЧПУ, а второй и третий входы этого сумматора 12 связаны соответственно с выходом первого интегратора 7 и с выходом аналого-цифрового преобразователя 6, причем содержимое сумматора 12 соответ ствует коду рассогласования между заданием и отработкой. Второй выход первого интегратора 7 связан с первым входом четвертого умножителя 14, выход которого связан с первым входом второго вычитателя 13, а выход первого сумматора 12 связан со вторым входом второго вычитателя 13, выход которого связан с первыми входами пятого умножителя 15 и второго цифрового интегратора 16.The job code from the CNC system is supplied to the first input of the first adder 12, and the second and third inputs of this adder 12 are connected respectively to the output of the first integrator 7 and to the output of the analog-to-digital converter 6, and the contents of the adder 12 correspond to the mismatch code between the task and the workout. The second output of the first integrator 7 is connected to the first input of the fourth multiplier 14, the output of which is connected to the first input of the second subtractor 13, and the output of the first adder 12 is connected to the second input of the second subtractor 13, the output of which is connected to the first inputs of the fifth multiplier 15 and the second digital integrator 16 .

Постоянная интегрирования второго интегратора 16 задается таймером 8, второй выход которого соединен со вторым входом второго интегратора 16. Выходы пятого умножителя 15 и второго интегратора 16 связаны соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора 17, третий вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя 6 через умножитель 18.The integration constant of the second integrator 16 is set by a timer 8, the second output of which is connected to the second input of the second integrator 16. The outputs of the fifth multiplier 15 and the second integrator 16 are connected respectively to the first and second inputs of the third adder 17, the third input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter 6 through the multiplier 18.

На выходе третьего сумматора 17 формируется код управления, который описывается следующим выражением ω где N - код управления;At the output of the third adder 17, a control code is generated, which is described by the following expression ω where N is the control code;

ЧЧлл ~ задание, поступающее от системы ЧПУ',HChll ~ task coming from the CNC system ',

Чде, “ 5™ поворота ротора асинхронного двигателя 2;Chde, “5 ™ rotor rotation of induction motor 2;

“ частота вращения ротора двигателя 2,'"Rotor speed of 2 '

- ускорение ротора Двигателя 2,- acceleration of the rotor of the Engine 2,

- коэффициенты передачи соответственно множительных устройств 15, 14 и 18,- transmission coefficients, respectively, of the multiplying devices 15, 14 and 18,

Кд - постоянная интегрирования второго интегратора 16,Cd is the integration constant of the second integrator 16,

Кодовой сигнал с выхода сумматора 17 поступает на первые входы первого компаратора 19 и второго и первого переключателей 20 и 21 кодов. Выход первого компаратора 19 связан со вторыми входами первого и второго переключателей 21 и 20 кодов. Третьи входы переключателей 20 и 21 кодов и второй вход первого компаратора 19 связаны с первым выходом блока 22 задания констант.The code signal from the output of the adder 17 is supplied to the first inputs of the first comparator 19 and the second and first switches 20 and 21 of the codes. The output of the first comparator 19 is connected to the second inputs of the first and second code switches 21 and 20. The third inputs of the code switches 20 and 21 and the second input of the first comparator 19 are connected to the first output of the constant setting unit 22.

Выход второго переключателя 20 кодов связан с первыми входами четвертого сумматора 23 и преобразователя 24 код-частота. На второй вход сумматора со второго выхода первого цифрового интегратора 7 поступает код частоты вращения ротора асинхронного двигателя 2. На второй вход преобразователя код-частота поступает непрерывная последовательность импульсов с третьего выхода таймера 8.The output of the second switch 20 codes associated with the first inputs of the fourth adder 23 and the Converter 24 code-frequency. The second input of the adder from the second output of the first digital integrator 7 receives the code of the rotational speed of the rotor of the induction motor 2. The second input of the code-frequency converter receives a continuous sequence of pulses from the third output of the timer 8.

Выход четвертого сумматора 23 связан с первым входом умножителя 25, на второй ВХОД которого СО второго выхода 5 блока 22 задания констант поступает, эталонный сигнал. Выход шестого умножителя 25 связан с первым входом третьего функционального преобразователя 26, второй вход которого связан с выходом 10 первого переключателя 21 кодов.The output of the fourth adder 23 is connected to the first input of the multiplier 25, to the second INPUT of which the second output 5 of the constant setting unit 22 is supplied, a reference signal. The output of the sixth multiplier 25 is connected to the first input of the third functional converter 26, the second input of which is connected to the output 10 of the first code switch 21.

Выход преобразователя 24 код-частота связан с первым входом пятого сумматора. 27, второй вход которого соединен с первым выходом первого цифрового 15 интегратора 7. а третий вход связан с выходом аналого-цифрового преобразователя 6,The output of the Converter 24 code-frequency associated with the first input of the fifth adder. 27, the second input of which is connected to the first output of the first digital 15 of the integrator 7. and the third input is connected to the output of the analog-to-digital converter 6,

Выход пятого сумматора 27 поступает на первые входы четвертого, пятого и шестого функциональных преобразова- 20 телей 28, 29 и. 30, на выходах которых формируются двоичные коды, представляющие собой симметричные треугольные функции содержимого пятого сумматора 27 и имеющие относительный фазовый 25 сдвиг 23Г/3. Выходы четвертого, пятого и шестого функциональных преобразователей 28, 29 и 30 поступают соответственно на первые входы седьмого, восьмого и девятого умножителей 31, 32 и 30 The output of the fifth adder 27 is supplied to the first inputs of the fourth, fifth, and sixth functional converters 20, 28, 29, and. 30, at the outputs of which binary codes are formed, which are symmetrical triangular functions of the contents of the fifth adder 27 and having a relative phase 25 shift of 23G / 3. The outputs of the fourth, fifth and sixth functional converters 28, 29 and 30 are respectively supplied to the first inputs of the seventh, eighth and ninth multipliers 31, 32 and 30

33, вторые входы которых связаны с выходом третьего функционального преобразователя 26.33, the second inputs of which are connected to the output of the third functional Converter 26.

Выходы седьмого, восьмого и девятого умножителей 31; 32 и 33 связаны соответственно с первыми входами второ- 35 го, третьего и четвертого компараторов»The outputs of the seventh, eighth and ninth multipliers 31; 32 and 33 are connected respectively with the first inputs of the second 35th , third and fourth comparators ”

34, 35 и 36, вторые входы которых подключены к выходу генератора 37 пилообразных сигналов. Выходы второго, третьего и четвертого компараторов 34, 35 и 36 связаны соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 38 ключей, выходы которого подключены ко входным обмоткам асинхронного двигателя. 2.34, 35 and 36, the second inputs of which are connected to the output of the sawtooth signal generator 37. The outputs of the second, third and fourth comparators 34, 35 and 36 are connected respectively with the first, second and third inputs of the key block 38, the outputs of which are connected to the input windings of the induction motor. 2.

Разрядность сумматора 27 выбрана 45 такой, что при отсутствии сигналов на его первом входе содержимое этого сумматора (N ) соответствует текущему значению угла поворота Ψ вала синусно—коси— нусного датчика 1 угла, кинематически связанного с ротором асинхронного двигателя 2. Коэффициент передачи седьмого, восьмого и девятого умножителей 31, 32 и 33 в этом случае описываются следующими зависимостями где К , К , и К - коэффициенты передачи соответственно умножителей 31, 32 и 33,The length of the adder 27 is chosen 45 such that, in the absence of signals at its first input, the contents of this adder (N) correspond to the current value of the angle of rotation Ψ of the sine-oblique shaft sensor 1 of the angle kinematically connected with the rotor of the asynchronous motor 2. Transmission coefficient of the seventh and eighth and the ninth multipliers 31, 32 and 33 in this case are described by the following relationships where K, K, and K are the transmission coefficients of the multipliers 31, 32 and 33, respectively

Чов “ УТ011 поворота ротора асинхронного двигателя 2,Chov “UT 011 rotation of the rotor of an induction motor 2,

К — коэффициент пропорциональности.K is the coefficient of proportionality.

Сигналы с выходов седьмого, восьмого и девятого умножителей 31, 32 и 33 и напряжение пилообразного сигнала, поступающего с выхода генератора 37 пилообразных сигналов, сравниваются соответственно на втором, третьем и четвертом компараторах 34,, 35 и 36. На выходах этих компараторов формируются прямоугольные сигналы, модулированные по длительности в соответствии с соотношением (2). Эти сигналы управляют силовыми транзисторными ключами блока 38 ключей. При этом огибающие прямоугольных сигналов, поступающих с выходов блока 38 ключей на обмотки асинхронного двигателя 2, изменяются в соответствии с соотношением (2), т. е. при отсутствии сигналов на первом входе пятого сумматора 27 угловая скорость вращения в пространстве поля статора асинхронного двигателя 2 равна угловой скорости вращения его ротора,The signals from the outputs of the seventh, eighth and ninth multipliers 31, 32 and 33 and the voltage of the sawtooth signal coming from the output of the sawtooth generator 37 are compared at the second, third and fourth comparators 34, 35 and 36, respectively. At the outputs of these comparators, rectangular signals are generated modulated in duration in accordance with relation (2). These signals control the power transistor keys of the key block 38. In this case, the envelopes of rectangular signals from the outputs of block 38 of the keys to the windings of the induction motor 2 change in accordance with relation (2), i.e., if there are no signals at the first input of the fifth adder 27, the angular velocity of rotation in the space of the stator field of the induction motor 2 equal to the angular velocity of rotation of its rotor,

Если сигнал управляющего воздействия на выходе третьего сумматора 17 не превосходит по абсолютной величине эталонное значение постоянного сигнала, поступающего с первого выхода блока 22 задания констант, то на выходе первого компаратора 19 вырабатывается положительный сигнал управления первым и вторым переключателями 21 и 20 кодов. В этом случае кодовый сигнал управления с выхода третьего сумматора 17 через второй переключатель 20 кодов поступает на первые входы четвертого сумматора 23 и преобразователя 24 код—частота, а эталонный кодовый сигнал с первого выхода блока 22 задания констант через первый переключатель 21 кодов поступает на вход третьего функционального преобразователя 26.If the control signal at the output of the third adder 17 does not exceed the reference value of the constant signal from the first output of the constant setting unit 22 in absolute value, then a positive control signal from the first and second code switches 21 and 20 is generated at the output of the first comparator 19. In this case, the control code signal from the output of the third adder 17 is supplied through the second code switch 20 to the first inputs of the fourth adder 23 and the code-frequency converter 24, and the reference code signal from the first output of the constant setting unit 22 is supplied to the input of the third functional converter 26.

В этом режиме частота импульсов, формируемых на выходе преобразователя 24 код-частота, пропорциональна величине управляющего воздействия. В зависимости от знака управляющего воздействия эти импульсы поступают на суммирование или вычитание на первый вход пятого сумматора 27.In this mode, the frequency of the pulses generated at the output of the code-frequency converter 24 is proportional to the magnitude of the control action. Depending on the sign of the control action, these pulses are fed to the summation or subtraction of the first input of the fifth adder 27.

При этом справедливо следующее соотношение is=£r4C.fM, (Ъ)Moreover, the following relation holds: i s = £ r 4C.f M , (b)

98774( где частота вращения в пространстве поля статора асинхронного двигателя 2;98774 (where the rotation frequency in the space of the stator field of the induction motor 2;

£г~ частота вращения ротора асинхронного двигателя 2', ^2.+” частота импульсов на выходе преобразователя 24 код-частота,£ g ~ rotational speed of the rotor of an induction motor 2 ', ^ 2. + ” pulse frequency at the output of the converter 24 code-frequency,

С - коэффициент пропорциональности, определяемый разрядностью пятого сумматора 27.10C is the coefficient of proportionality, determined by the capacity of the fifth adder 27.10

Сигнал на выходе четвертого сумматора 23 соответствует частоте вращения в пространстве поля статора асинхронного двигателя 2. Величина этого сигнала определяется коэффициентом передачи умножи- 15 теля 25. При этом в приводе реализуется закон частотного регулирования, описываемый зависимостью <Js/ts=conat, (4-) м где Ug — амплитудное значение напряжения огибающей модулированного по длительности ВЧ—сигнала на одном из. выходов блока ключей;The signal at the output of the fourth adder 23 corresponds to the frequency of rotation in the stator field of the induction motor 2. The value of this signal is determined by the transmission coefficient of the multiplier 15 of the multiplier 25. In this case, the frequency regulation law is implemented in the drive, described by the dependence <J s / t s = conat, ( 4-) m where Ug is the amplitude value of the envelope voltage of the RF modulated by the duration of the RF signal at one of. key block outputs;

частота вращения в пространстве 25 поля статора асинхронного двига— . теля 2rotation frequency in space 25 of the stator field of the asynchronous motor—. body 2

Если сигнал управляющего воздействия на выходе третьего сумматора 17 превосходит по абсолютной величине эталонное значение постоянного сигнала, поступающего с первого выхода блока 22 задания констант, то на выходе первого компара*тора 19 вырабатывается отрицательный сигнал управления первым й вторым переключателями 21 и 20 кодов. В этом случае на первые входы четвертого сумматора 23 и преобразователя код—частота с первого выхода блока 22 задания констант через второй переключатель 20 кодов поступает эталонный сигнал, обеспечивающий получение такой постоянной разности между скоростями вращения в пространстве поля статора асинхронного двигателя 2 и ротора этого двигателя, при которой достигается оптимальное соотношение между током ротора и магнитным потоком, а следовательно, между потерями в меди и стали двигателя.If the control signal at the output of the third adder 17 exceeds the reference value of the constant signal from the first output of the constant setting unit 22 in absolute value, then a negative control signal is generated at the output of the first comparator * 19 from the first second second code switches 21 and 20. In this case, a reference signal is supplied to the first inputs of the fourth adder 23 and the code-frequency converter from the first output of the constant setting unit 22 through the second code switch 20, providing such a constant difference between the rotational speeds in the space of the stator field of the induction motor 2 and the rotor of this motor, at which an optimal ratio is achieved between the rotor current and magnetic flux, and therefore, between the losses in copper and engine steel.

В этом режиме управления с корректировкой по частоте тока ротора, сигнал управления с выхода третьего сумматора 17 через первый переключатель 21 кодов поступает на. второй вход третьего функционального преобразователя 26. При этом сигнал на выходе третьего функционального преобразователя 26 пропорционален произведению величины выход- . ного сигнала восьмого умножителя иIn this control mode, adjusted by the frequency of the rotor current, the control signal from the output of the third adder 17 through the first switch 21 codes is supplied to. the second input of the third functional converter 26. In this case, the signal at the output of the third functional converter 26 is proportional to the product of the output- value. signal of the eighth multiplier and

10 величины, пропорциональной квадратному корню от управляющего воздействия, формируемого на выходе третьего сумматора 17.10 a value proportional to the square root of the control action generated at the output of the third adder 17.

Вход блока 39 переменных коэффициентов связан со вторым выходом первого интегратора 7, Первый и второй выходы блока 39 преобразования коэффициентов связаны соответственно со вторыми входами пятого и третьего умножителя 15 и 18, а третий выход блока преобразования коэффициентов связан с третьим входом интегратора 16.The input of variable coefficient block 39 is connected to the second output of the first integrator 7, The first and second outputs of coefficient conversion block 39 are connected to the second inputs of the fifth and third multiplier 15 and 18, respectively, and the third output of the coefficient conversion block is connected to the third input of integrator 16.

Блок 39 переменных коэффициентов в зависимости от частоты вращения ротора двигателя 2 изменяет коэффициент передачи третьего и пятого множительных устройств и постоянную интегрирования второго интегратора 16 для обеспечения высоких статических и динамических характеристик, привода в широком диапозоне скоростей.Block 39 variable coefficients depending on the rotational speed of the rotor of the engine 2 changes the gear coefficient of the third and fifth multiplying devices and the integration constant of the second integrator 16 to provide high static and dynamic characteristics, the drive in a wide range of speeds.

Достоинством предлагаемого технического решения является реализация цифроаналогового следящего асинхронного привода, имеющего высокие .статические и> динамические характеристики в широком диапозоне скоростей при (большом КПД.An advantage of the proposed technical solution is the implementation of a digital-to-analog follow-up asynchronous drive having high .static and> dynamic characteristics in a wide speed range at (high efficiency.

Применение предлагаемого устройст30 . ва в промышленности позволяет заменить дефицитные и сложные в изготовлении высокомоментные двигатели, применяемые, например, в приводах подач станков с ЧП У, на дешевые и простые в из35 готовлении асинхронные двигатели.Application of the proposed device 30. VA in industry allows replacing scarce and difficult to manufacture high-torque motors, used, for example, in feed drives of machine tools with state of emergency U, by cheap and easy-to-make induction motors.

Claims (2)

Изобретение относитс  к след щим системам и приводам с обратной св зью По положению, исполнительным элементом которых  вл етс  асинхронный трехфазный двигатель. Известны системы частотного управлеНИН с корректировкой по частоте тока ротора асинхронного двигател . Обратна  св зь в этом известном приводе осуществл етс  с помощью датчика скорости. ДоCtoHHCTBOM такого привода  вл етс  воз- можность регулировани  в широком диапазоне при высоком КПД 1} Однако в этом приводе не обеспечиваетс  достаточна  жесткость механических характеристик, что обусловлено невозможностью получени  достаточно высокого коэффициента усилени  корректирующего контура. Поэтому этот привод невозможно Использовать в качестве точного широкоДиапазонного привода подач рабочего орга на металлорежущего станка. Дл  повышени  точности работы привода целесообразно использовать niieo6paзователь угловых перемещений в код в качестве датчика обратной св зи. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  привод, содержащий интегратор, последовательно соединенные двигатель, сннусно-косинусный датчик, первый умножитель и первый вычитатель, первый функциональный преобразователь, вькод которого св зан со вторым входом первого умножител , последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и второй умножитель, второй вход которого св зан со вторым выходом синусно-косинусного датчика, а выход соединен со вторым входом первого вычислител  Q Недостатком известного привода  вл етс  ограниченное быстродействие. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапозона регулировани  асинхронного след щего привода с преобразователем угловых перемещений в код. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в асинхронный след щий привод введены третий умножитель, первый сумматор. генератор пилообразных сигналов, першит переключатель кодов, таймер, последовательно соединенные аналого-цифровой пре образователь и второй сумматор, последо вательно соединенные четвертый умножитель , второй вычитатель, п тый умножитель , третий сумматор, первый компаратор , второй переключатель кодов, четвертый сумматор, последовательно соединенные блок задани  констант, шестой умножитель , третий функциональный преобразователь , седьмой умножитель, втсрой компаратор, блок ключей, последовательно соединенные преобразователь код-чаотота , п тьй сумматор и четвертый функциональный преобразователь, последовательно соединенные п тый функциональный преобразователь восьмой умножитель и третий компаратор, последовательно соединенные шестой функциональный преобразователь , дев тый умножитель и четвертый компаратор, последовательно соединенные блок переменных коэффициентов и второй интегратор, первый вход аналого-цифрового преобразовател  св зан с выходом первого вычитател , второй вход второго сумматора св зан с первым выходом первого интегратора, первый вход .дсоторого св зан с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход четвертого умножител  св зан со вторым выходом первого интегратора, первый вход третьего умножител  св зан с выходом аналого-цифрового преобразовател  а выход св зан с третьим входом третьего сумматора, выходы блока ключей св  заны с обмотками. асинхронного двиратеЛ вход преобразовател  код-частота св зан с вькодом второго переключател  1содов, выход четвертого функционального преобразовател  св зан со вторым входом седьмого умножител , вход п тогь функционального преобразовател  св зан с выходом -п того сумматора, выход третьего компаратора св зан со вторым входом блока ключей, вькод п того сумматора св зан со входом шестого функционального гфеобразовател , выход четвертого компаратора св зан с третьим входом блока ключей, второй выход первого интегратора св зан со входом блока пере менньк коэффициентов, вькод второго интегратора св зан с третьим входом третьего сумматора, первый вход первого сумматора св зан с первым выходом первого интегратора, второй вход соединен с вькоДом аналого-цифрового преобразовател , а вькод св зан со вторым входом второго вычитател , вькод генератора пилообразных сигналов св зан со ) вторыми входами второго, третьего и четвертого компараторов, первый вход первого переключател  кодов св зан с выходом третьего сумматора и с первым входом второго переключател  кодов, второй вход соединен с вькодом первого компаратора, а третий вход св зан со вторым выходом блока задани  констант, вторым входом первого компаратора и третьим входом второго переключател  кодов, а выход соединен со вторым входом третьего функционального преобразовател , вькоды таймера св заны со вторыми входами первого интегратора, аналого-цифрового преобразовател , преобразовател  кодчастота и второго интегратора, третий вход которого св зан с выходом второго вычитател , второй вход третьего мно-. жительного устройства соединен со вторым выходом блока переменных коэффициентов , третий выход которого св зан со вторым входом третьего умножител , второй вьрсод первого интегратора соединен со вторым входом четвертого сумматора , вькод которого св зан со вторым входом шестого умножител , третий выход блока задани  констант соединен со вторым входом четвертого умножител , первый выход первого интегратор ра св зан со входом п того сумматора , третий вход которого соединен с вькодом аналого-цифрового преобразовател , вторые входы восьмого и дев того умножителей св заны с выходом третьего функционального преобразовател . На чертеже представлена блок-схема асинхронного след щего привода с преобразователем угловых перемещений в код. Асинхронный след щий привод содержит синусно-косинусньА датчик 1 угла, асинхронный двигатель 2, первый и второй умножители 3 и 4, первьй вычитатель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, первый интегратор 7, таймер 8, второй сумматор 9, первый и второй функционапьньге преобразователи 10 all, первый сумматор 12, второй вычитатель 13, четвертый и п тый умножители 14 и 15, второй интегратор 16, третий сумматор 17, третий умножитель 18, перBbffi компара.тор 19, второй и первый переключатели 20 и 21, блок 22 задани  констант, четвертый сумматор 23, преобразователь 24 код-частота, шестой умножитель 25, третий функциональный преобразователь 26, п тьй сумматор 27, четвертый, п тый и шестой функциональные преобразователи 28-30, соответственно , седьмой, восьмой н дев тый умножители 31-33, второй, третий и четвертый компараторы 34-36, генератор 37 пилообразных сигналов, блок 38. ключей и блок 39 переменных коэффициентов. Асинхронный след щий привод с преобразователем угловых перемещений в код работает следующим образом. Сигнал с первого выхода синусно- косинусного датчика 1 угла, кинематически св занного с ротором асинхронного двигател  2, поступает на вход первого умножител  3, а сигнал со второго выхода Датчика 2 угла поступает на первый вход второго умножител  4, выход которо го св зан с первым, входом первого вы- читател  5. Второй вход первого вычитател  5 св  зан с выходом первого умножител  3, а выход вычитател  5 соединен со входом аналого-цифрового преобразовател  6, вы ход которого поступает на первый вход первого цифрового интегратора 7. Посто  на  интегрировани  первого интегратора 7 задаетс  таймером 8, первьй вькод кото рого соединен со вторым входом интегратора 7. Выход аналого-цифрового преобра зовател  6 и первый выход первого интех ратора 7 св заны соответственно с первым и вторым входами второго сумматор 9, выход которого св зан со входами первого и второго функциональных преобразователей Ю и 11. На выходах первого и второго функциональных преобразо вателей Ю и 11 формируютс  двоичные коды, представл ющие собой квадратурные симметричные треугольные функции содержимого второго сумматора 9. Выхвды функциональных преобразователей 10 и 11 св заны со вторьп 1И входами первого и второго умножителей 3 и 4 соответственно. Блоки 1, 3-7 и . 9-11 образуют преобразователь угловых перемещений ротора асинхронного двигател  2 в код, причем содержимое второго сумматора 9 соответствует текущему зна чению угла поворота, содержимое первого интегратора 7 - частоте вращени , а код на выходе аналого-цифрового преобразовател  6 - ускорение ротора асинхронного двигател  2. На первый вход первого сумматора 12 поступает код задани  от системы ЧПУ, а второй и третий входы этого сумматора 12 св заны соответственно с выходом первого интегратора 7 и с выходом аналого-цифрового преобразовател  6, причем содержимое сумматора 12 соответ ствует коду рассогласовани  между заданием и отработкой. Второй выход первого интегратора 7 св зан с первым входом четвертого умножител  14, выход которого св зан с первым входом второго вьгчн- тате л  13, а вькод первого сумматора 12 св зан со вторым входом второго вычита- тел  13, выход которого св зан с первыми входами п того умножител  15 и второго цифрового интегратора 16. Посто нна  интегрировани  второго интегратора 16 задаетс  таймером 8, второй выход которого соединен со вторым входом второго интегратора 16. Выходы п того умножител  15 н второго интегратора 16 св заны соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора 17, третий вход которого св зан с выходом аналого-цн4рового преобразовател  6 через умножитель 18. На выходе третьего сумматора 17 формируетс  код управлени , который опись ваетс  следующим выражением ()3i, где К - код управлени ; задание, поступающее от системы ЧПУ-, Чдй - угол поворота poToiia acи Dcpoнного Двигател  2; Чл - частота вращени  ротора двигател  2; - ускорение ротора Двигател  2, К,У;,К2, - коэффициенты передачи соответственно множительных устройств 15, 14 и 18, К - посто нна  интегрировани  второ го интегратора 16, Кодовой сигнал с выхода сумматора 17 поступает на первые входы первого компаратора 19 и второго и первого переключателей 20 и 21 кодов. Выход первого компаратора 19 св зан со вторыми входами первого и второго переключателей 21 и 2О кодов. Третьи входы перелючателей 2 О и 21 кодов и второй вход первого компаратора 19 св заны с первым выходом блока 22 задани  констант. Вькод второго переключател  2О кодов св зан с первыми входами четвертоо сумматора 23 и преобразовател  24 од-частота. На второй вход сумматора 23со второго выхода первого цифрового интегратора 7 поступает код частоты вращени  ротора асиьсхронного двигате  2. На второй вход преобразовател  24код-частота поступает непрерывна  последовательность viMnynbcoe с третьего выхода таймера 8. Выход четвертого сумматора 23 св зан с первым входом умножител  25, на второй вход которого со второго выхода блока 22 задани  констант поступает, эталонньй сигнал. Выход шестого умножител  25 св зан с первым входом треть его функционального преобразовател  26, второй вход которого св зан с выходом первого переключател  21 кодов. Выход преобразовател  24 код-частота св зан с первым входом п того сумматора , 27, второй вход KOTqporo соединен с первым выходом первого цифрового интегратора 7. а третий вход св зан с вы дом аналого-цифрового преобразовател  6 Выход п того сумматора 27 поступает на первые входы четвертого, п того и шестого функциональных преобразователей 28, 29 и. 30, на выходах которых формируютс  двоичные коды, представл ющие собой симметричные треугольные функции содержимого п того сумматора 27 и имеющие относительный фазовый сдвиг 2 Ж/3. Выходы четвертого, п того и шестого функциональных преобразователей 28, 29 и 30 поступают соответственно на первые входы седьмого, восьмого и дев того умножителей 31, 32 и 33,вторые входы которьк св заны с выходом третьего функционального преобразовател  26. Выходы седьмого, восьмого и дев того умножителей 31; 32 и 33 св заны соответственно с первыми входами второго , третьего и адтвертого компараторов 34,35 и 36, вторые входы которьк под ключены к выходу генератора 37 пилообразных сигналов. Выходы второго, третьего и четвертого компараторов 34, 35 и 36 св заны соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 38 клю чей, выходы которого подключены ко вход ным обмоткам асинхронного двигател . 2. Разр дность сумматора 27 выбрана такой, что при отсутствии сигналов на его первом входе содержимое этого сумматора (N ) соответствует текущему зна чению угла поворота вала синусно-коси нусного датчика 1 угла, кинематически св занного с ротором асинхронного двига тел  2. Козффицие}1т передачи седьмого, восьмого и дев того умножителей 31, 32 и 33 в этом случае описываютс  следующими зависимост ми K Ke ntf g Xjr sKs nlKAB 1J/3) i (Ч д - 4-1/Э), где К , К, , и К - коэффициенты передачи соответственно умножителей 31, 32 и 33, 4(38 утоп поворота ротора асинхронного двигател  2, К- коэффициент пропорциональСигналы с выходов седьмого, восьмого и дев того умножителей 31, 32 и 33 и напр жение пилообразного сигнала, поступающего с выхода генератора 37 пилообразных сигналов, сравниваютс  соответ. ственно на втором, третьем и четвертом компараторах 34, 35 и 36. На выходах этих компараторов формируютс  пр моугольные сигналы, модулированные по длительностИ в соответствии с соотношением (2). Эти сигналы управл ют силовыми транзисторными ключами блока 38 ключей. При этом огибающие пр моугольных сигналов, поступающих -с выходов блока 38 ключей на обмотки асинхронного двигател  2, измен ютс  в соответствии с соотношением (2.), т. е. при отсутствии сигналов на первом входе п того сумматора 27 углова  скорость вращени  в пространстве пол  статора асинхронного двигател  2 равна угловой скорости вращени  его ротора. Если сигнал управл ющего воздействи  на выходе тре,тьбго сумматора 17 не превосходит по абсолютной величине эталонное значение посто нного сигнала, поступающего с первого выхода блока 22 задани  констацт, то на выходе первого комijapaTopa 19 вырабатываетс  положительН ый сигнал управлени  первым и вторым переключател ми 21 и 20 кодов. В этом случае кодовый сигнал управлени  с третьего сумматора 17 через второй переключатель 2О кодов поступает на первые входы четвертого сумматора 23 и преобразовател  24 код-частота, а эталонный кодовый сигнал с первого вькода блока 22 задани  констант через первый переключатель 21 кодов поступает на вход третьего функционального преобразовател  26. : В этом режиме частота импульсов, формируемь1х на вькоде преобразовател  24 код-частота, пропорциональна величине управл ющего воздействи . В зависимости от знака управл ющего воздействи  эти импульсы поступают на суммирование или вьгаитание на первый вход п того сумматора 27. При этом справедливо следующее соотношение .,j.4 ( где fa- частота вращени  в пространстве пол  статора асинхронного двигател  2; - частота вращени  ротора асинхрон ного двигател  2; л.- частота импульсов на выходе ггреобразовател  24 код-частота, С - коэффициент пропорциональности, определ емый разр дностью п того сумматора 27. , Сигнал на вькоде четвертого суммато ра 23 соответствует частоте вращени  в пространстве пол  статора асинхронного двигател  2. Величина этого сигнала опр дел етс  коэффициентом передачи умнонсител  25. При этом в приводе реализуетс  закон частотного регулировани , описывав мый зависимостью Us/tg oonat,(4-) гдеУд- амплитудное значение напр жени  огибающей модулированного по д тельности ВЧ-сигнала на одном из. выходов блока ключей; $-- частота вращени  в пространстве пол  статора асинхронного двига . тел  2 Если сигнал управл ющего воздействи  на вьЕсоде третьего сумматора 17 превосходит по абсолютной величине эталонное значение посто нного сигнала, поступающего с первого выхода блока 22 задани  констант, то на выходе первого компара тора 19 вырабатываетс  отрицательный сигнал управлени  первым и вторым переключател ми 21 и 2О кодов. В этом случае на первые входы четвертого сумматора 23 и преобразовател  код-частота с первого выхода блока 22 задани  констант через второй переключатель 20 кодов поступает эталонный сигнал, обеспечивающий получение такой посто нной раз . ности между скорост ми вращени  в пространстве пол  статора асинхронного Двигател  2 и ротора этого двигател , при которой достигаетс  оптимальное соотно- щение между током ротора н магнитным потоком, а следовательно, между потер ми в меди и стали двигател . В этом режиме управлени  с корректиРОБКОЙ по частоте тока ротора, сигнал управлени  с выхода третьего сумматора 17 через первый переключатель 21 кодов поступает на. второй вход третьего функционального преобразовател  26. При этом сигнал на выходе третьего функционального преобразовател  26 пропорционален произведению величины выход- . ного сигнала восьмого умножител  и величины, пропорциональной квадратному корню от управл ющего воздействи , формируемого на выходе третьего сумматора 17. Вход блока 39 переменных коэффициентов св зан со вторым выходом первого интегратора 7, Первый н второй выходы блока 39 преобразовани  коэффициентов св заны соответственно со вторыми входами п того и третьего умножител  15 и 18, а третий выход блока преобразовани  коэффициентов св зан с третьим входом интегратора 16. Блок 39 переменных коэффициентов в зависимости от частоты вращени  ротора двигател  2 измен ет коэффициент передачи третьего и п того множительных устройств и посто нную интегрировани  второго интегратора 16 дл  обео печени  высоких статических и динамических характеристик, привода в широком диапозоне скоростей. Достоинством предлагаемого техначеокого рещени   вл етс  реализаци  цкфр(Ь аналогового след щего асинхронного привода , имеющего высокие .статические HI динамические характеристики в ширсжетл диапозоне скоростей при {большом КПД. Применение предлагаемого устрсЛства в промышленности позволйет заменить дефицитные и сложные в изготовлении высок ом оментные двигатели, примен емые , например, в приводах подач станков с ЧПУ, на дещевые и простые в изготовлении асинхронные двигатели. Формула изобретени  Асинхронный след щий привод, содержащий первый интегратор, последователь но соединенные асинхронный двигатель, сннусно-косинусный датчик угла, первый умножитель и первый вьгаитатель, первый функциональньй преобразователь, выход которого св зан со вторым входс л первого умножител , последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и второй умножитель, второй вход которого св зан со вторым вььходом синусно-косинусного датчика угла, а выход соединен со втфым входом первого вьлитател , от-личающий-. с   Тем , что, с целью повышени  точ ности и расширени  диапазона регулироваАи  привода, в него введены третий умножитель, первый сумматор, генератор илообразньк сигналов, первый перекпклатель кодов, таймер, последовательно 118 соединенные аналс«го-ци4ро0ой преобра;зователь и второй сумматор, последователь но соединенные четвертый умножитель, второй вычитатель, п тый умножитель, третий сумматор, первый компаратор, вто рой переключатель кодов, четвертый сумматор , последовательно соединенные блок Задани  констант, шестой умножитель, третий функциональный преобразователь, седьмой умножитель вторЫ компаратор, блок ключей; последовательно соединенные преобразователькод-частота, п тый сумматор н четвертый функциональный преобразователь, последовательно соедине ные п тый функциональный преобразовател восьмой умножитель и третий компаратф последовательно соединенные шестой функциональный преобразователь, дев тый . умножитель и тхетвертьй компаратор, последовательно соединенные блок переменных коэффициентов и второй интегратор, первый вход аналого-цифрового преобразовател  св зан с выходом первого вычитател , второй рход второг о сумматора св зан с первым выходом первого интегратора , первый вход которого св зан с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход четвертого умножител  св зан со вторым выходом первого интегратора , первый вход третьего умножител  св зан с выходом аналого-цифрового преобразовател , а выход св зан с третьим входом третьего сумматора, выходы блока ключей св заны с обмотками асинхрон ного двигател , вход преобразовател  код частота св зан с выходом второго переключател  кодов, выход четвертого функ ционапьного преобразовател  св зан со вторым входом седьмого умножител , вхо п того функционального преобразовател  св зан с выходом п того сумматора, выход третьего компаратора св зан со вторым входом блока ключей, выход п того сумматора св зан со входом шестого фун ционального преобразовател , выход чет вертого компаратора св зан с третьим входом блока ключей, второй выход первого интегратора св зан со входом блока переменных коэффициентов, вькод второго интегратора св зан с третьим входо третьего сумматора, первый вход первого 9 сумматора св зан с первым выходом первого интегратора, второй вход соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , а выход св зан со вторым входом второго вычитател , выход генератора пилообразных сигналов св зан со вторыми входами второго, третьего и четвертого компараторов первый вход первого переключател  кодов св зан с выходом третьего сумматора и с первым входом второго переключател  кодов, второй вход соединен с вькодом первого компаратора, а третий вход св зан со вторым выходом блока задани  констант, вторым входом первого компаратора и с третьим входом второго переключател  кодов, а выход соединен со вторым входом третьего функционального преобразовател , выходы таймера св заны со вторыми входами первого интегратора, аналого-цифровогопреобразовател , преобразовател  код-частота и второго интегратора, третий вход которого св зан с выходом второго вычи- тател , второй вход третьего множительного устройства соединен со вторым выходом блока переменных коэффициентов, третий вькод которого св зан со вторым входом третьего умножител , второй выход первого интегратора соединен со вторым входом четвертого сумматора, выход которого св зан со вторым входом шестого умножител , третий выход блока задани  констант соединен со вторьшг входом четвертого умножител , первый выход первого интегратора св зан со вторым входом п того сумматора, третий вход которого соединен с выходом аналого- цифрового преобразовател , вторые входы восьмого и дев того умножителей св заны с выходом третьего функционального преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Грузов В. А. и др. Асинхронные маломощные приводы со статическими преобразовател ми . Л., Энерги , 1970, с, 121. The invention relates to tracking systems and drives with feedback. By position, the actuating element of which is an asynchronous three-phase motor.  Known frequency control systems are adjusted to the frequency of the rotor current of the induction motor.  Feedback in this known drive is accomplished with a speed sensor.  DoCtoHHCTBOM of such a drive is possible to control in a wide range with high efficiency 1} However, this drive does not provide sufficient rigidity of the mechanical characteristics, which is caused by the impossibility of obtaining a sufficiently high gain coefficient of the correction circuit.  Therefore, this drive cannot be used as an accurate wide-range drive for the supply of a working organ to a cutting machine.  To improve the accuracy of the drive, it is advisable to use an angular displacement encoder in the code as a feedback sensor.  The closest to the present invention is a drive comprising an integrator, a series-connected motor, a sno-cosine sensor, a first multiplier and a first subtractor, a first functional converter, whose code is connected to the second input of the first multiplier, serially connected by a second functional converter and the second multiplier, the second the input of which is connected to the second output of the sine-cosine sensor, and the output connected to the second input of the first calculator Q The disadvantage of the known drive is limited speed.  The purpose of the invention is to improve the accuracy and expand the range of control of an asynchronous servo drive with an angular displacement transducer into a code.  The goal is achieved by introducing a third multiplier, the first adder, into the asynchronous next drive.  sawtooth generator, push code switch, timer, serially connected analog-to-digital converter and second adder, sequentially connected fourth multiplier, second subtractor, fifth multiplier, third adder, first comparator, second code switch, fourth adder, serially connected block set of constants, sixth multiplier, third functional converter, seventh multiplier, vtsroy comparator, key block, serially connected code- converter clockwise, five adder and fourth functional converter, serially connected fifth functional converter, eighth multiplier and third comparator, serially connected sixth functional converter, ninth multiplier and fourth comparator, serially connected block of variable coefficients and second integrator, first input of analog-digital converter connected with the output of the first subtractor, the second input of the second adder is connected with the first output of the first integrator, the first entrance . Some are connected to the analog-digital converter output, the fourth multiplier input is connected to the first output of the first integrator, the third multiplier first input is connected to the analog-digital converter output and the third input of the third adder, the key block outputs are connected to windings .  asynchronous motor the code-frequency converter input is connected with the code of the second 1sd switch, the output of the fourth functional converter is connected with the second input of the seventh multiplier, the input of the five functional converter is connected with the output of that adder, the output of the third comparator is connected with the second input of the unit the keys, the code of the adder is connected to the input of the sixth functional generator, the output of the fourth comparator is connected to the third input of the key block, the second output of the first integrator is connected a block of variable coefficients, the second integrator code is connected to the third input of the third adder, the first input of the first adder is connected to the first output of the first integrator, the second input is connected to the analog-to-digital converter, and the code is connected to the second input of the second subtractor, code the sawtooth generator is connected to the second inputs of the second, third and fourth comparators, the first input of the first code switch is connected to the output of the third adder and the first input of the second code switch, the second input is connected to the first comparator code, and the third input is connected to the second output of the constant setting unit, the second input of the first comparator, and the third input of the second code switch, and the output is connected to the second input of the third function converter, the timer codes are connected to the second inputs of the first integrator A / D converter, code frequency converter and second integrator, the third input of which is connected with the output of the second subtractor, the second input of the third one.  device is connected to the second output of the variable coefficient block, the third output of which is connected to the second input of the third multiplier, the second output of the first integrator is connected to the second input of the fourth adder, the code of which is connected to the second input of the sixth multiplier, the third output of the constant reference block is connected to the second the input of the fourth multiplier, the first output of the first integrator pa is connected with the input of the fifth adder, the third input of which is connected to the code of the analog-digital converter, the second inputs to The seventh and ninth multipliers are associated with the output of the third functional converter.  The drawing shows a block diagram of an asynchronous servo drive with an angular displacement transducer into a code.  Asynchronous servo drive contains sine-cosine angle sensor 1, asynchronous motor 2, first and second multipliers 3 and 4, first subtractor 5, analog-digital converter 6, first integrator 7, timer 8, second adder 9, first and second function converters 10 all, the first adder 12, the second subtracter 13, the fourth and fifth multipliers 14 and 15, the second integrator 16, the third adder 17, the third multiplier 18, per Bbffi kompar. torus 19, second and first switches 20 and 21, block 22 specifying constants, fourth adder 23, code-frequency converter 24, sixth multiplier 25, third functional converter 26, five adder 27, fourth, fifth and sixth functional converters 28- 30, respectively, the seventh, eighth and ninth multipliers 31-33, the second, third and fourth comparators 34-36, the generator 37 sawtooth signals, block 38.  keys and block 39 variable coefficients.  An asynchronous servo drive with an angular displacement transducer into a code works as follows.  The signal from the first output of the sine-cosine angle sensor 1, kinematically connected to the rotor of the induction motor 2, is fed to the input of the first multiplier 3, and the signal from the second output of the angle sensor 2 is fed to the first input of the second multiplier 4, the output of which is associated with the first , the input of the first reader 5.  The second input of the first subtractor 5 is connected to the output of the first multiplier 3, and the output of the subtractor 5 is connected to the input of the analog-digital converter 6, the output of which goes to the first input of the first digital integrator 7.  Constantly integrating the first integrator 7 is set by timer 8, the first code of which is connected to the second input of the integrator 7.  The output of the analog-digital converter 6 and the first output of the first integrator 7 are connected respectively to the first and second inputs of the second adder 9, the output of which is connected to the inputs of the first and second functional converters Yu and 11.  At the outputs of the first and second functional converters Yu and 11, binary codes are formed, which are the quadrature symmetric triangular functions of the content of the second adder 9.  The outputs of the functional converters 10 and 11 are connected to the second 1 and the inputs of the first and second multipliers 3 and 4, respectively.  Blocks 1, 3-7 and.  9-11 form a converter for the angular displacements of the rotor of the induction motor 2 into a code, the contents of the second adder 9 corresponding to the current angle of rotation, the contents of the first integrator 7 to the rotation frequency, and the code at the output of the analog-to-digital converter 6 accelerating the rotor of the induction motor 2.  The first input of the first adder 12 receives the reference code from the CNC system, and the second and third inputs of this adder 12 are connected respectively with the output of the first integrator 7 and the output of the analog-digital converter 6, and the contents of the adder 12 correspond to the error code between the reference and the test .  The second output of the first integrator 7 is connected to the first input of the fourth multiplier 14, the output of which is connected to the first input of the second output terminal l 13, and the code of the first adder 12 is connected to the second input of the second subtractor 13, the output of which is connected to the first inputs of the fifth multiplier 15 and the second digital integrator 16.  The integration constant of the second integrator 16 is defined by a timer 8, the second output of which is connected to the second input of the second integrator 16.  The outputs of the fifth multiplier 15 n of the second integrator 16 are connected respectively to the first and second inputs of the third adder 17, the third input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter 6 through the multiplier 18.  At the output of the third adder 17, a control code is generated, which is described by the following expression () 3i, where K is the control code; the task coming from the CNC system-, Chd - the angle of rotation of the poToiia ac and D-motor 2; Ti is the frequency of rotation of the rotor of the engine 2; - motor rotor acceleration 2, K, Y;, K2, - transfer coefficients, respectively, multiplying devices 15, 14 and 18, K - constant integration of the second integrator 16, the code signal from the output of the adder 17 goes to the first inputs of the first comparator 19 and the second and the first switches 20 and 21 codes.  The output of the first comparator 19 is connected to the second inputs of the first and second switches 21 and 2O codes.  The third inputs of the 2 O switches and 21 codes and the second input of the first comparator 19 are connected to the first output of the constant setting unit 22.  The code of the second code switch 2O is connected to the first inputs of the fourth adder 23 and one-frequency converter 24.  To the second input of the adder 23 from the second output of the first digital integrator 7, the code of the rotor speed of the asynchronous engine 2 is supplied.  To the second input of the 24-frequency converter, the viMnynbcoe sequence is transmitted continuously from the third output of timer 8.  The output of the fourth adder 23 is connected to the first input of the multiplier 25, to the second input of which, from the second output of the constant setting unit 22, a reference signal arrives.  The output of the sixth multiplier 25 is connected to the first input by a third of its functional converter 26, the second input of which is connected to the output of the first switch 21 of codes.  The output of the code-frequency converter 24 is connected to the first input of the fifth adder, 27, the second input of the KOTqporo is connected to the first output of the first digital integrator 7.  and the third input is connected to the output of the analog-digital converter 6. The output of the fifth adder 27 is supplied to the first inputs of the fourth, fifth and sixth functional converters 28, 29 and.  30, on the outputs of which binary codes are formed, which are symmetrical triangular functions of the content of the fifth adder 27 and having a relative phase shift of 2 F / 3.  The outputs of the fourth, fifth, and sixth functional converters 28, 29, and 30, respectively, arrive at the first inputs of the seventh, eighth, and ninth multipliers 31, 32, and 33, the second inputs of which are connected to the output of the third functional converter 26.  The outputs of the seventh, eighth and ninth multipliers 31; 32 and 33, respectively, are connected to the first inputs of the second, third, and quarterly comparators 34.35 and 36, the second inputs of which are connected to the output of the sawtooth generator 37.  The outputs of the second, third, and fourth comparators 34, 35, and 36 are associated respectively with the first, second, and third inputs of the 38 block, the outputs of which are connected to the input windings of an induction motor.  2   The adder 27 is selected such that, in the absence of signals at its first input, the contents of this adder (N) correspond to the current value of the angle of rotation of the shaft of the sine-cosine angle sensor 1, kinematically connected with the rotor of the asynchronous motor 2.  In this case, the transmissions of the seventh, eighth and ninth multipliers 31, 32 and 33 are described in this case by the following dependencies: K Ke ntf g Xjr sKs nlKAB 1J / 3) i (Ch d - 4-1 / E), where K, K ,, and K are the transfer coefficients of the multipliers 31, 32 and 33, 4, respectively (38 rotations of the rotor of the induction motor 2 are rotated; K is the ratio proportional to the signals from the outputs of the seventh, eighth and ninth multipliers 31, 32 and 33 and the voltage of the sawtooth signal from the generator 37, the sawtooth signals are compared respectively.  on the second, third and fourth comparators 34, 35 and 36.  At the outputs of these comparators, rectangular signals modulated by duration are formed in accordance with relation (2).  These signals control the power transistor keys of the key block 38.  In this case, the envelopes of the rectangular signals, the incoming -c outputs of the key block 38 to the windings of the asynchronous motor 2, vary in accordance with the relation (2. ), t.  e.  in the absence of signals at the first input of the first adder 27, the angular velocity of rotation in the space of the stator field of the induction motor 2 is equal to the angular velocity of rotation of its rotor.  If the control signal at the output of the three, the totalizer 17 does not exceed in absolute value the reference value of the constant signal coming from the first output of the setting unit 22, the constants, the output of the first comiapaTopa 19 produces a positive control signal of the first and second switches 21 and 20 codes.  In this case, the control code signal from the third adder 17 through the second switch 2O codes goes to the first inputs of the fourth adder 23 and the code-frequency converter 24, and the reference code signal from the first code of the constant setting unit 22 through the first switch 21 codes enters the third function converter 26.  : In this mode, the frequency of the pulses generated on the code of the code-frequency converter 24 is proportional to the magnitude of the control action.  Depending on the sign of the control action, these pulses arrive at the summation or output to the first input of the fifth adder 27.  In this case, the following relation holds. j. 4 (where fa is the rotational speed in space of the stator field of the induction motor 2; is the rotor speed of the asynchronous motor 2; l. is the frequency of the pulses at the output of the transducer 24 code-frequency, C is the proportionality coefficient determined by the resolution of the nth adder 27.  The signal in the code of the fourth adder 23 corresponds to the rotational frequency in space of the stator field of the induction motor 2.  The magnitude of this signal is determined by the ratio of the multiplier 25.  In this case, the drive implements the law of frequency regulation, described by the dependence Us / tg oonat, (4-) where UR is the amplitude value of the envelope voltage of the modulated RF signal in one of the.  key block outputs; $ is the frequency of rotation in space of the stator floor of the asynchronous motor.  If the control signal on the third stage adder 17 exceeds the absolute value of the constant signal from the first output of the constant setting unit 22, then the first comparator 19 produces a negative control signal of the first and second switches 21 and 2О codes.  In this case, the first inputs of the fourth adder 23 and the code-frequency converter from the first output of the constant setting unit 22 receive a reference signal through the second switch 20 of codes, which ensures the receipt of such a constant time.  between the rotational speeds in space, the stator field of the asynchronous Motor 2 and the rotor of this engine, at which an optimum ratio is achieved between the rotor current and the magnetic flux, and hence between the losses in copper and steel of the engine.  In this mode of control with the adjustment of the ROTOR FOR the frequency of the rotor, the control signal from the output of the third adder 17 through the first switch 21 codes enters.  the second input of the third functional Converter 26.  The signal at the output of the third functional Converter 26 is proportional to the product of the magnitude of the output -.  signal of the eighth multiplier and the value proportional to the square root of the control action generated at the output of the third adder 17.  The input unit 39 of variable coefficients is connected with the second output of the first integrator 7, the First and second outputs of the coefficient conversion unit 39 are respectively connected with the second inputs of the fifth and third multiplier 15 and 18, and the third output of the coefficient conversion unit is connected with the third input of the integrator 16 .  The variable coefficient block 39, depending on the rotational speed of the rotor of the engine 2, changes the transmission coefficient of the third and fifth multipliers and the constant integration of the second integrator 16 for a high static and dynamic characteristics of the drive in a wide range of speeds.  The advantage of the proposed technical solution is the realization of a scramble (b) analogue tracking asynchronous drive having high. static HI dynamic characteristics in a shear velocity range at {high efficiency.  The application of the proposed device in the industry will allow the replacement of deficient and complex in the manufacture of high ohmment engines, used, for example, in drive feeds of CNC machines, with simple and simple asynchronous motors.  An asynchronous servo drive containing a first integrator, a series connected asynchronous motor, a snin-cosine angle sensor, a first multiplier and a first drive, a first functional converter, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, are connected in series to the second functional converter and the second multiplier, the second input of which is connected to the second input of the sine-cosine angle sensor, and the output is connected to the input of the first installer, distinguishing iy-  With the fact that, in order to improve the accuracy and expand the range of the drive control, a third multiplier, a first adder, a generator of signals, a first code counterplexer, a timer, sequentially 118 connected analyzer and a second adder, sequentially connected fourth multiplier, second subtractor, fifth multiplier, third adder, first comparator, second code switch, fourth adder, serially connected Set constant constants, sixth multiplier, third th functional converter, the seventh multiplier of the second comparator, key block; serially connected transducer – frequency, fifth adder and fourth functional transducer; serially connected fifth functional transducer; eighth multiplier; and third comparator; serially connected sixth functional transducer, ninth.  multiplier and two comparator, serially connected block of variable coefficients and the second integrator, the first input of the analog-digital converter is connected to the output of the first subtractor, the second second and second of the adder is connected to the first output of the first integrator, the first input of which is connected to the output of the analog-digital the converter, the input of the fourth multiplier is connected with the second output of the first integrator, the first input of the third multiplier is connected with the output of the analog-digital converter, and the output is connected with the third input The third adder, the outputs of the key block are connected to the windings of the asynchronous motor, the converter input code is connected to the output of the second code switch, the output of the fourth function converter is connected to the second input of the seventh multiplier, the second functional converter is connected to output 5 that adder, the output of the third comparator is connected to the second input of the key block, the output of the fifth adder is connected to the input of the sixth functional converter, the output of the fourth comparator is connected to the third input ohm of the key block, the second output of the first integrator is connected to the input of the variable coefficient block, the code of the second integrator is connected to the third input of the third adder, the first input of the first 9 adder is connected to the first output of the first integrator, the second input is connected to the output of the analog-digital converter, and the output is connected to the second input of the second subtractor, the output of the sawtooth generator is connected to the second inputs of the second, third and fourth comparators; the first input of the first code switch is connected to the output third the adder and the first input of the second code switch, the second input is connected to the code of the first comparator, and the third input is connected to the second output of the constant setting block, the second input of the first comparator and the third input of the second code switch, and the output is connected to the second input of the third functional the converter, the timer outputs are connected to the second inputs of the first integrator, the analog-to-digital converter, the code-frequency converter and the second integrator, the third input of which is connected to the output of the second subtractor l, the second input of the third multiplier device is connected to the second output of the variable coefficient block, the third code of which is connected to the second input of the third multiplier, the second output of the first integrator is connected to the second input of the fourth adder, the output of which is connected to the second input of the sixth multiplier, the third output of the block the task of constants is connected to the second input of the fourth multiplier, the first output of the first integrator is connected to the second input of the fifth adder, the third input of which is connected to the output of the analog-digital In this case, the second inputs of the eighth and ninth multipliers are connected to the output of the third functional converter.  Sources of information taken into account during the examination 1. Cargo B.  BUT.  and etc.  Asynchronous low-power drives with static converters.  L. , Energie, 1970, p. 121.   2.Авторское свидетельство СССР N 2693501/24, кл. GO5 В 11/14, 197 8 {прототип)2. USSR author's certificate N 2693501/24, cl. GO5 B 11/14, 197 8 {prototype)
SU792797203A 1979-08-22 1979-08-22 Synchronous servo drive SU877469A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792797203A SU877469A1 (en) 1979-08-22 1979-08-22 Synchronous servo drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792797203A SU877469A1 (en) 1979-08-22 1979-08-22 Synchronous servo drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU877469A1 true SU877469A1 (en) 1981-10-30

Family

ID=20841043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792797203A SU877469A1 (en) 1979-08-22 1979-08-22 Synchronous servo drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU877469A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Benammar et al. A novel resolver-to-360/spl deg/linearized converter
Benammar et al. A high precision resolver-to-DC converter
US5701065A (en) Method and apparatus for controlling synchronous motor
EP0154654A1 (en) Device for detecting position of rotor of motor
US4468745A (en) Device for position measurement
US4266176A (en) Induction motor slip frequency controller
SU877469A1 (en) Synchronous servo drive
US5572018A (en) Method and apparatus to detect absolute position using encoder having a counter clear signal
Lygouras Memory reduction in look-up tables for fast symmetric function generators
EP0109076A2 (en) Speed control apparatus of polyphase induction motors
US4401932A (en) Synchro-to-step data converter
SU903929A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU732954A1 (en) Shaft rotation angle to code converter
SU1711330A1 (en) Converter of code into angle of turn of shaft
RU2007027C1 (en) Movement-to-code transducer
SU809055A1 (en) Discrete electric drive
SU826274A1 (en) Digital-analogue servo system
SU1179536A2 (en) Shaft turn angle encoder
SU809056A1 (en) Drive control device
SU886027A1 (en) Angle-to-code converter
SU1700736A1 (en) Ac electrical drive unit
SU1464276A1 (en) A.c. electric drive
SU1095213A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU1589391A1 (en) Device for checking angle-shaft-position-to-digital converter
SU1113830A2 (en) Shaft turn angle encoder