Электропривод

 

Изойретение относится к электротех1шке и м.б. использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - расширение) функциональных возможное- , тей за счет обеспечения как цифрового , так и частотного регулирования и повьппение точности и надежности электропривода . Электропривод содержит последовательно соединенные датчик 2 скорости, электродвигатель 1 постоянного тока, усилитель 3 мощности, блок- 4 выделения управляющего сигнала, частотный вход которого подключен к задатчику 5, и снабжено цифровым де .лителем 6 частот и управляемым делителем 7 частот. При появлении первого импульса частотой fg от задатчика 5 на выходе блока 10 управления фор-;, мируется сигнал Пуск. Блок 4 формирует управляющий сигнал, к-рый через усилитель 3 подается на электродвигатель 1. Сигналы от датчика 2 скорости поступают на информационный вход блока 4 и на второй вход блока 9 управления. Цифровой делитель 6 частот вычисляет значение кода N,поступающего на цифровой вход блока 4, смена информации на к-ром происходит с частотой f ex В электроприводе предусмотрен контроль рабочего состоя Н1 1Я с помощью блока 8, что повьш1ает точность электропривода. Повышение надежности достигается за счет автоматической остановки электропривода при аварийных ситуациях и поддержания частоты вращения электродвигателя , равной нижнему граничному значению , что позволяет обеспечить устойчивую работу при выходе системы за нижнюю границу рабочего диапазона, 3 з.п. ф-лы, 3 ил. - о (Л :л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) y1) y H 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4166244/24-07 (22) 23 . 12.86 (46) 15 08 88. Бкп. Н 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт защиты растений (72) А.А.Цырин и А.П.Валеник (53) 621.316. 718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1042149, кл. Н 02 Р 5/06 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1030939, s кл. Н 02 P 5/06, 1983. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ,(57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока, Цель изобретения расширение) функциональных возможностей за счет обеспечения как цифрового, так и частотного регулирования и повышение точности и надежности электропривода. Электропривод содержит последовательно соединенные датчик 2 скорости, электродвигатель 1 постоянного тока, усилитель 3 мощности, блок.

4 выделения управляющего сигнала, частотный вход которого подключен к задатчику 5, и снабжено цифровым делителем 6 частот и управляемым делителем 7 частот. При появлении первого импульса частотой f „ от задатчика

5 на выходе блока 10 управления фор- мируется сигнал "Пуск". Блок 4 формирует управляющий сигнал, к-рый через усилитель 3 подается на электродвигатель 1. Сигналы от датчика 2 скорости поступают на информационный вход блока 4 и на второй вход блока

9 управления. Цифровой делитель 6 частот вычисляет значение кода N,ïîступающего на цифровой вход блока 4, смена информации на к-ром происходит с частотой Г . В электроприводе йx предусмотрен контроль рабочего состоя- »

Ж нкя с помощью блока 8, что повьппает точность электропривода. Повышение надежности достигается за счет автоматической остановки электропривода при аварийных ситуациях и поддержания частоты вращения электродвигателя, равной нижнему граничному значению, что позволяет обеспечиТь устойчивую работу при выходе системы за нижнюю границу рабочего диапазона, 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1417151

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока. $

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как цифрового, так и частотного регулйрования ско" рости вращения и повьппение точности И1 .и надежности электропривода, На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода, на фиг. 2— схема блока контроля состояния на

Фиг. 3 — схема блока управления ° 15

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока с установленным на его валу датчиком 2 скорости. Якорная обмотка электродвигателя

1 подключена к выходу- усилителя 3 20 мощности, входом соединенного с выходом блока 4 вьделения управляющего сигнала. Выход датчика 2 скорости подключен к информационному входу блока 4 выделения управляющего сигна-25 ла, частотный вход которого соединен с частотным выходом задатчика 5. Цифровой делитель 6 частот цифровым выхо. дом подключен к цифровому входу блока

4 вьделения управляющего сигнала, а управляемый делитель 7 частоты цифровым и частотным входами соединен с соответствующими выходами задатчика

5. Информационный выход задатчика 5 подключен к первому входу цифрового 35 делителя 6, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя 7 частоты. В электропривод введен блок 8 контроля состояния, первый инФормационный вход которого соединен 4Q с первым выходом усилителя 3 мощности; выполненного в виде широтно-импульсного преобразователя. Второй информационный вход блока 8 контроля состояния соединен с выходом перепол- 45 нения цифрового делителя 6 частот..

Индикатор .9 входом подключен к выходу блока 8 контроля состояния. Первый синхронизирующий вход блока 8 контроля состояния соединен с вторым выхо — 50 дом усилителя 3 мощности, а второй синхронизирующий вход — с информационным выходом задатчика 5. Кроме того, электропривод содержит блок 10 управления, входы которого подключены 5 к выходу датчика 2 скорости и информационному выходу задатчика 5. Первый выход блока 10 управления соединен с третьим входом цифрового делителя 6 частот и управляющим входом блока 4 выделения управляющего сигнала, а второй выход подключен к второму входу индикатора 9, Блок 8 (фиг. 2) может быть выполнен, например, в виде двух 0-триггеров 11 и 12 и элемента ИЛИ 13, входы которого подключены к выходам триггеров. На синхронизирующие входы (Свходы триггеров 11 и 12 подаются соответственно входной сигнал f ö и

- вх сигнал с выхода генератора широтно-импульсного преобразователя 3 .

Блок 10 управления (фиг. 3) состоит из триггеров 14 и 15, выходы которых подключены к элементу ИЛИ 16, двух счетчиков 17 и 18, обнуляющие входы которых соединены соответственно с выходами элементов 19 и 20, а выходы — с входами элемента ИЛИ 21, Счетные входы счетчиков 17 и 18 подключены к генератору 22, а выход элемента ИЛИ 21 соединен с входом триггера 14. Входной сигнал f Ä подается одновременно.на вход триггера

15 и на один из входов элемента ИЛИ

20, Второй вход элемента 20 соединен с выходом элемента ИЛИ 16 (первым выходом блока управления) и одним из входов элемента ИЛИ 19, второй вход которого соединен с выходом дат-. чика 2 скорости. Выход триггера 14 (второй выход блока управления) подключается к одному из входов индикатора 9.

Индикатор 9 предназначен для индикации (световой, звуковой) остановки привода и выхода системы из рабочего состояния.

Электропривод работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью задатчнка 5 на цифровом входе управляемого делителя 7 частоты устанавливается код К. При включении на выходе триггера 14 появляется напряжение уровня "0", а на выходе триггера 15 и элемента ИЛИ

16 — напряжение уровня "1". Сигнал частотой f с частотного выхода задатчика поступает на частотные входы управляемого делителя 7 частоты и блока 4 вьделения управляющего сигнала, При этом на входе цифрового делителя 6 частот появляются импульсы частотой f = Е /К, Далее с помощью задатчика 5 входные импульсы частотой

f начинают поступать на первые

1417151 (1)

40 (2) f> =àf N (3) где а — коэффициент пропарциональ- 45 ности, зависящий от параметров двигателя — частота тактовых импульсов, К вЂ” входной код управляемого делителя 7 частоты;

f „- частота входного сигнала электропринода;

N — код на цифровом входе блока 4.

Таким образом, н установившемся режиме частота f прямо пропорциональна частоте f „входного сигнала и цифровому коду К. Одним из достоинств данного технического решения входы цифрового делителя 6 частот и блока 10 управления.

При появлении первого импульса частотой Еь„триггер 15 блока 10 управления (фиг. 3) изменяет свое состояние — переходит из состояния "1" в состояние "0". При этом на первом выходе блока 10 управления формируется сигнал "Пуск" (схема ИЛИ 16 пере- 10 ходит из состояния "1" в состояние

"0"), по которому на цифровом выходе цифрового делителя 6 частот устанавливается начальный код И, а блок 4 начинает формировать управляющий 15 сигнал, подаваемый через усилитель 3 мощности на электродвигатель 1. Вал двигателя начинает вращаться, и сигналы от датчика 2 скорости вращения с частотой, пропорциональной скорости 20 вращения, начинают поступать на информационный вход блока 4 выделения управляющего сигнала и на второй вход . (один из входов элемента ИЛИ 19) блока lO управления. При появлении нто- 25 рого импульса входного сигнала f „ цифровой делитель 6 частот вычисляет значение кода N поступающего на цифровой вход блока 4 ныделения управляющего сигнала: N = f /К f „. В даль-З0 нейшем смена информации на цифровом входе блока 4 происходит с частотой . Еь„ . Через некоторае время, зависящее от постоянной времени привода, частота f*s вращения вала электродвигателя устанавливается равной: f* =

= aK f „, что следует из соотношений: является отсутствие зависимости скорости вращения двигателя от опорной частоты 1, поскольку при этом нестабильность частоты f не оказывает влияния на точность регулирования, В процессе работы сигналы частотой

f и f „ ïoñòóïàþò на входы блока

10 управления и, проходя через элементы 19 и 20, периодически обнуляют счетчики 17 и 18 на счетные входы которых поступают импульсы от генератора 22. При отсутствии в течение заданного времени (c, с. ) входных импульсов (или импульсов от датчика 2 скорости) на выходе счетчика 18 (17) появляется сигнал уровня "1", который через элемент ИЛИ 21 поступает на нход триггера 14 и переводит последний в состояние "1". Сигнал с выхода триггера 14 (второго, ныхода блока управления) поступает на индикатор для индикации (светоной, звуковой) факта отсутствия импульсов частотой f „ или

f* . Изменение состояния триггера

14 вызывает появление на выходе элемента ИЛИ 16 напряжения уровня "1", которое поступает на управляющий вход блока 4; выделения управляющего сигнала. При этом на выходе блока 4 формируется управляющий сигнал, который через усилитель 3 мощности подается на электродвигатель 1, вызывая остановку последнего. л(, -6

Интервалы времени и з задаются путем установки соответствующей частоты генератора 22 и кодов M M" на счетчиках 17 и 18. Если подсчитанное счетчиком (17 или 18) число импульсов оказынается равным заданным значениям (М или М"), на выходе счетчика появляется напряжение уровня "1".

Если в процессе работы значение цифрового кода N вычисленного циф--ровым делителем 6 частот, достигает заданного максимального значения N на выходе .переполнения цифрового делителя 6 частот поянляется напряжение уровня "1", поступающее на D-вход триггера 11, который, при проходе на

С-вход очередного входного импульса частотой f „, изменяет свое состояние с "0" на "1". При этом на индикаторе 9 появляется световой (звуковой) сигнал с выхода системы за нижнюю границу диапазона регулирования, а на цифровом выходе цифрового делителя 6 частот формируется код

1417151

И И„,, при котором частота вращения электродвигателя поддерживается равной нижнему граничному значению

As ив 5

В процессе работы электропривода импульсы с вьгхода широтно-импульсного преобразователя (положительной полярности длительностью c. ) поступают на D-вход триггера 12, а на С-вход10 триггера 12 подаются импульсы (положительной полярности) частотой f „s с выхода генератора ШИП. При Cü сТ и„ на,выходе триггера 12 сохраняется сигнал уровня "0". Если же ьТы„„, 15 то триггер 12 изменяет свое состояние с "0" на 1", При этом на индикаторе 9 появляется сигнал о том, что система вышла за верхнюю границу диа-пазона регулирования. 20

Регулирование скорости вращения в электроприводе может производится по двум входам — цифровому и частотному, благодаря чему расширяются. функциональные возможности устройства, в частности обеспечивается возможность регулирования частоты fAs вращения электродвигателя пропорционально изменению частоты f>> входного сигнала с. регулируемым при помощи цифрового 30 кода отношением частот fAslfsÄ .

Повышение точности регулирования достигается за счет оперативного контроля нахождения электропривода в рабочем состоянии ..При выходе системы из рабочего состояния фактическое значение частоты fAs вращения электродвигателя отклоняется от расчетного (предписанного) значения Е . Появляющаяся при этом ошибка в десятки 40 раз превышает ошибку регулирования, имеющую место при нахождении электропривода в рабочем состоянии. Благодаря контролю рабочего состояния появляется возможность предотвратить вы- 45 ход системы из рабочего состояния и, следовательно, повысить точность регулирования частоты вращения электро привода.

Повышение надежности работы дости- 50 гается за счет автоматической останов ки электропривода при аварийных ситуациях (например, при заклинивании вала электродвигателя и т.п.), а также за счет поддержания частоты вращения электродвигателя, равной нижнему граничному значению fAs ïðè

Я N, что позволяет обеспечить устойчивую работу электропривода при выходе системы за нижнюю границу рабочего диапазона, Кроме того, в предлагаемом электроприводе изменение частоты вращения электродвигателя прямо пропорционально входному коду и отсутствует зависимость частоты вращения электродви-. гателя от частоты тактовых импульсов, т .е, нестабильность частоты Е не оказывает влияния на точность регулирования, а следовательно, нет необходимости в использовании кварцевого г енер атор а.

Формула изобретения

1. Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока с установленным на его валу датчиком скорости, якорная обмотка электродвигателя подключена к выходу усилителя мощности, входом соединенного с выходом блока выделения управляющего сигнала, выход датчика скорости подключен к информационному входу блока выделения управляющего сигнала, частотный вход которого соединен с частотным выходом задатчика, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения как цифрового, так и частотного регулирования скорости вращения, в него введены цифровой делитель частот, цифровым выходом .подключенный к цифровому входу блока выделения управляющего сигнала, и управляемый делитель частоты, цифро-, вой и частотный входы которого соединены с соответствующими выходами задатчика, йнформационным выходом под-. ключенного к первому входу цифрового делителя частот, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя частоты.

1 .

2. Электропривод по п. 1, о т л ич а ющи йс я тем, что, с целью повьппения точности регулирования, в него введены блок контроля состояния, первый информационный вход которого соединен с первым выходом усилителя мощности, а второй информационный вход — с выходом переполнения цифрового делителя частот, и индикатор, один из входов которого подключен к выходу блока контроля состояния, причем первый синхронизирующий вход блока контроля состояния соединен с вто1417151 рым выходом усилителя мощности, а второй синхронизирующий вход — с информационным выходом задатчика.

3. Электропривод по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что усилитель мощности выполнен в виде широтно-импульсного преобразователя, 4. Электролривод по и. 1, о т л и- 10 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен блок управления, входы которого подключены к выходу датчика скорости и информационному выходу задатчика, первый выход блока управления соединен с третьим входом цифрового делителя частот и с управляющим входом блока выделения управляющего сигнала, а второй выход подключен к второму входу индикатора.

1417151

Составитель Т. Рожкова

Редактор А.Лежнина Техред M. Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 4076/55 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4