Устройство для регулирования частоты вращения двигателя

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу, и может быть использовано в системах стабильного вращения с вентильными электродвигателями при звуко-, видеозаписи, радионавигации. Целью изобретения является повышение точности релейно-фазового устройства для регулирования частоты вращения путем повышения достоверности информации о реальном значении частоты вращения. С этой целью в структуру устройства введены два выявителя рассогласования 3,4 отдельно по импульсам при отключенном питании и по импульсам при включенном питании, что позволяет использовать каждый импульс датчика ЭДС вращения 2, исключить влияние искажения и повысить в два раза частоту регулирования.

<;1> 1 ii 02 Р 6/02

g г л1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+, ) .. щф ",4 „СОН>Э СОВЕТСКИХ д .- (" СОРИА ЛИСТИ "ЕСНИХ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4273704/24-07 (??) 01,07.87 (46) 07.07.89. l юл, (71) ЧелябинскиЙ политехнический институт им ° . 1енинского комсомола (72) А.Н.Корабельников, А,М.Рафиков, Н.К.Богданов и 0.Ã.Ворс ниц (53) 621.313.2.077.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

631876, кл. G 05 В 19/40, 1979.

Авторское свидетельство СССР

8732!5, кл. 0 05 П 1 3/62, 1981. (54) УСТРОЙСТВО Д. 1Я РБГУ1111РОВАНИЯ

ЧАСТОТЕ ВРАГ1ВН11Я, 1В111 АтЕ. 1Я (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно ь электро приводу, и может быть использовано в системах

„„SU„„! 492442 А 1

2 стабильного вращения с нентильными электродвигателями при звуко-, видео.писи, радионавигации ° 11елью изобретения является понышение точности релейно-фазового устройства для регулирования частоты вращения путем повыщения достоверности информации о реальном значении частоты вращения. С этой целью в структуру устройства введены два ныявителя рассогласования 3 и 4 отдельно по импульсам при отключенном питании и по импульсам при включенном питании, что позволяет ис иъльзонать каждый импульс датчика ЗДС нращения 2, исключить влияние искажения и повысить в два раза частоту регулирования. 2 ил.

1492442

Изобретение относится к электротехнике > а именно к электроприводу, и может быть использовано в системах стабильного вращения с вентильными электродвигателями > при звуко-, видеозаписи, радионавигации и т. Л.

Цель изобретения — повышение точности устройстна для регулирования частоты вращения электродвигателя путем повышения достоверности. информации о реальном значении частоты вращения.

На фиг.1 представлена функциональная блок-схема устройства для pery- 15 лирования частоты вращения электродвигателя; на фиг,2 — блок-схема выявителя рассогласования.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, датчик 2 частоты 20 вращения, контролирующий моменты перехода ЭДС вращения в обмотках статора через нуль, выявители 3 и 4 рассогласования (ВР)> элементы ИЛИ

5-7, элементы И 8 и 9 и RS-триггер

10, причем выход датчика 2 подключен к вторым входам выявителей 3 и 4 рассогласования и элементов И 8 и 9, выход генератора 1 подкл>>чен к первым входам BP 3 и 4, выходы выявителей 30

3 и 4 рассогласования подключены к соответствующим входам элемента "ИЛИ"

5, выходы которого подключены к первым входам элементов И 8 и 9 соответственно, выход элемента И 8 подключен 35 к первому входу элемента ИЛИ 6, на второй вход которого подан сигнал пуска двигателя ll„ и выход которого подключен к S-входу триггера 10, выход элемента И 9 подключен к перво- 40 му входу элемента ИЛИ 7, на второй вход которого подан сигнал остановки двигателя Г с и выход которого подключен к R-входу триггера 10, прямой и инверсный выходы триггера 10 под- 45 ключены к третьим входам BP 3 и 4 соотнетственно, а сигнал для управления двигателем снят с прямого выхода триггера 10. Выявители рассогласования 3 и 4 имеют одинаковую структуру (фиг,2) и содержат делитель 11 частоты, элементы И 12 и 13, двухразрядные реверсивные счетчики

14 и 15 и элементы ИЛИ 16 и 17, причем вход делителя частоты являет- 55 ся первым входом выявителя рассогласования. Первый вход перного элемента И, соединенного с суммирующим входом второго счетчика, образует второй вход ныявителя рассогласования, а третий его вход образован вторыми входами первого и второго элементов И, выход элемента И 12 подключен к входам сброса делителя ll частоты и ренерсивных счетчиков 14 и 15, выход делителя 11 частоты подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 14, выход второго разряда реверсивного счетчика 15 подключен к вычитающим входам счетчиков

14 и 15, инверсный выход первого разряда счетчика 14 и выход первого разряда счетчика 15 подключены к входам элемента ИЛИ 16, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 17, выход второго разряда счетчика 14 подключен к второму входу элемента ИЛИ 17, выход .которого подключен к первому входу элемента И 13, а выходной сигнал выявителя рассогласования снят с выхода злемента И 13, Устройство для регулирования частоты вращения электродвигателя работает следующим образом.

В исходном состоянии llo имеет ос>значение "Логическая единица", на выходе триггера 10 установлено значение "Логический нуль" и двигатель обесточен. При снятии сигнала Г д =1 и появлении короткого импульса LJ о

l триггер 10 переключается, на его выходе устананливается значение

>! >!

Логическая единица, Двигатель подключается к источнику питания и начинает раскручиваться, на выходе датчика 2 частоты вращения вырабатываются импульсы с частотой f цри прохождении ЭДС вращения в обмотках статора через нуль, Период импульсов от датчика 2 сравнивается с выявителя 3 рассогласования (так как на >ннерсном выходе триггера 10 н этот момент установлено значение Логический

II

1 нуль, выход выявителя 4 рассогласования блокирован этим сигналом и на его выходе установлено значение Логический нуль") с периодом эталонных импульсов, которые получаются при делении частоты импульсов от генератора 1 импульсов заполнения с частотой в делителе 11 частоты выявителя

3 рассогласования. Если импульс от делителя ll частоты выявителя 3 рассогласования поступает на вход счетчика 14 выявителя 3 рассогласования раньше, чем импульс от датчика 2

1 492/ частоты вращения по второму входу выявителя 3 рассогласования поступает на суммирующий вход счетчика выявителя 15 BP 3 то на выходе злее

5 мента ИЛИ 17 появляется сигнал, имеющий значение "Логическая единица", который проходит через элемент ИЛИ 5 на первый вход элемента И 8, При поступлении импульса от датчи- Ið ка 2 этот сигнал в форме короткого импульса проходит на вход установки единицы григгера 10, подтверждая установку выходного сигнала устройства в единичное значение до прихода следующего импульса от датчика 2 частоты вращения. При этом импульс от датчика 2 пришел на фоне единично. го сигнала на третьем входе выявите. лч рассогласования (т.е. при значе- 20 нии "Логическая единица" на выходе триггера 10 для выявителя 3 рассогласования и значение Логический нуль" для выявителя 4 рассогласования, то на выходе элемента И 12 вырабатывает- 25 ся единичный сигнал, сбрасывающий по эаднему фронту делитель 11 частоты и счетчики 14 и 15 (т.е, устанавливающий выходные сигналы этих элементов в состоянии Логический нуль ) соответствующего выявителя рассогласования.

Если к моменту прихода импульса от датчика 2 на выходе элемента И

I3 выявителя 3 рассогласования будет значение Логический нуль, то это означает, что период импульса от датчика 2 стал меньше эталонного периода, Тогда единичный сигнал с инверсного выхода элемента ИЛИ 5 в форме короткого единичного импульсп, проходя через элементы И 9 и ИЛИ

7 на R-вход триггера 10, переводит выходной сигнал устройства в состояние Логический нуль, т.P. двигатель 45 отключается от источника питания.

При этом все время, когда на выходе триггера 10 присутствует единичный сигнал, в выявителе 4 рассогласования выход заблокирован, счетчик

15 выявителя 4 рассогласования осуществляет подсчет "чужих" импульсов (импульсов, поступающих на вход выявителя 4 рассогласования от д.гтчика

2 на фоне единичного сигнала на выходе триггера 10), причем, как только число импульсов становится равным двум, по сигналу с выхода второго разряда счетчика 15 из обоих счетчи4 >

6 к зв 14 и 15 вычитается единица.

Счетчик 15 осуществляет подсчет количества эталонных периодов ° П этому к моменту переключения триггер IO в счетчике 15 будет записано число эталонных периодов от момента поступления последнего "своего" импульса (импульса, который поступил от датчика 2 на фоне нуля на выходе триггера

10) до момента поступления последнего чужого импульса за вычетом числа эталонных периодов, равного количеству "чужих" импульсов от датчика 2, вызвавших вычитание единицы иэ обоих счетчиков 14 и 15.

С момента переключения триггера

)О в состояние Логический нуль сравнение интервалов времени осуществляется BY 4, причем сигнал на его выходе выставляется равным единице только в том случае, если число, записанное в счетчике 14, по крайней мере, на единицу больше числа,записанного в счетчике 15 (а в счетчике 15 могут быть записаны только

"О" и "1", так как при числе, равном двум, происходит вычитание единицы из обоих счетчиков ). После прихода своего импульса сигнал о соотношении временных интервалов проходит на один из входов триггера 10 вызывая его переключение либо подтверждения дальнейшее его пребывание в том же состоянии.

В дальнейшем система выходит на установившийся режим, при котором несколько периодов включеннного состояния триггера 10 периодически чередуются с несколькими периодами отключенного состояния.

Таким образом, предложенное выполнение узла регулирования позволяет в сравнении с известным решением, предусматривающим использование релейно-фазового регулятора с датчиком частоты вращения построенном на базе датчика ЭДС вращения получить более высокую точность регулирования. Это достигается за счет устранения искажений в импульсном сигнале частоты вращения, вызванных наличием магнитной связи между обмотками статора и релейной работой регулятора и за счет уменьшения периода информационного опроса системы по частоте вращения до минимального возможного, равного периоду сигнала датчика ЭДС вращения.

14ч2442 объ< л<<неttHI <«tlt н «(я,<ья< ц>:<);<<<ья< It< рн<) I 1 и вт< р< г< злеь<с нт< н И, н«х <д пс рног< элемеHT;l И лодкдючс и к входам сброса

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я первого и второго <-четчикон и делителя частоты, выход де<дителя частоты подключен к суммирую«<ему входу первого счетчика, выход второго разряда

BTopoI Î счетчика полк<як)чен к нычитающим входам указа ннь<х счетчиков, инверсный выход первого разряда пер— ного счетчика и выход первого разряда второго счетчика подключены к входам перв< гo элемента ИЛИ, выход

Составитель O.Почкарев

Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор. Н.Король

Заказ 3891/55 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Устройство для регулирования частоты вращения днигателя, содержащее генератор импульсов заполнения эталонного периода, датчик частоты вращения, первый и второй элементы И и

RS-триггер, S- u R-нходы которого связаны с нь<ходами первого и нторого элементов ИЛИ соответственно, выход датчика частоты вращения снязан с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с блоком пуска электродвигателя, второй вход второго элемента NlH — с блоком торможения двигателя, о т — gp л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты вращения> введены третий элемент ИЛИ, первый и второй выявители рассогласования, каждый 25 из которых выполнен в виде блока сраннения временных интервалов и составлен из делителя частоты, первого и второго элементов И, перного и второго элементов ИЛИ, и первого и второго двухраэрядных ренерсивных счетчиков, причем вход делителя частоты образует перный вход выянителя рассогласования, первый вход первого элемента И, соединенный с суммирую- 35 щим входом второго счетчика, образует второй вход выявителя рассогласования, а третий его вход образован второго разряда первого счетчика и инверсный выход первого элемента ИЛИ подключены к входам второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, а выходом ныянителя рассогласования служит вь ход второго элемента И, при— чем выходы первого и второго выявителей рассогласования подключены к входам третьего элемента ИЛИ, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, генератор импульсов заполнения соединен с первыми входами первого и второго выявителей рассогласования, к вторым входам которых подключен выход датчика частоты вращения, прял<ой и инверсный выходы триггера подключены к третьим входам первого и нторого выявителей рассогласования соответственно, при этом прямой выход триггера является выходом устройства для регулирования частоты вращения.