Электропривод постоянного тока

 

Использование: в прецизионных электроприводах с синхронным вращением вала. Сущность: содержит второй фазовый дискриминатор и схему ЗИ, которые осуществляют введение релейного режима регулирования . При пуске двигатель включается на полное напряжение питания, а при реверсе - на полное обратное напряжение. Таким образом, сокращается время переходного процесса и обеспечивается переходной режим без перерегулирования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{5ц5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССP (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951052/07 (22)-27.06.91 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Научно-производственное объединение Геофизи ка" (72) ll.B.Êîêîðåâ, ГЛ.Воронин, А.B.Êîðæåíков и С. Г, Во робьев (56) Авторское свидетельство СССР

М 7619856, кл, G 05 D 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N . 1661955, кл. Н 02 P 5/06, 1989, Изобретение относится к электротехнике, в частности к прецизионным электроприводам с синфазным вращением вала . электродвигателя и может быть применено в системах автоматического регулирования приводами накопителей большой емкости

ЭВМ и ПЭВМ на магнито-оптических диске и ленте, а также приводами прецизионной бытовой аппаратуры, Известно устройство для стабилизации скорости электропривода, содержащее электродвигатель с импульсным датчиком частоты вращения, подключенный к усили. телю мощности соединенный входом с выходом схемы сравнения через триггер, снабженный последовательно соединенными генератором задающей частоты, счетчиком и фазовым детектором, подключенным одним входом к импульсному датчику частоты вращения, а также элемент И, асинхронные счетчики и генератор тактовой частоты со своими связями. При работе данного электропривода управляющим воздействи„„ Ы„„1781809 А1

2 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: в прецизионных электроприводах с синхронным вращением вала.

Сущность; содержит второй фазовый дискриминатор и схему ЗИ, которые осуществляют введение релейного режима регулирования, При пуске двигатель включается на полное напряжение питания, а при реверсе — на полное обратное напряжение, Таким образом, сокращается время переходного процесса и обеспечивается переходной режим без перерегулирования. 1 ил. ем является величина фазового рассогласования между сравниваемыми частотами генератора задающей частоты и частоты вращения; причем частота коммутации дви- . гателя существенно выше частоты вращения при одинаковой скважности импульсов широтно-импульсйото сигнала. Однако, при высоких требованиях по фазированию частоты генератора с частотой вращения данное устройство не в состоянии его выполнять, так как фазовое рассогласование между частотами является ийтегралом от разности частоти тем самым сохраняется ошибка по углу.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель c импульсным датчиком частоты вращения, подключенный к усили- телю мощности, последовательно соеди-.. ненные генератор задающей частоты и счетчик, генератор тактовой частоты, фазовый детектор, второй вход которого подклю1781809 м с чен к выходу импульсного датчика частоты третьего регистров соединены соответствращения, блок сравнения, реверсивный венносо вторыми входами, второгоитретьсчет4ик, трй регистра и шесть сумматоров, его сумматоров, выход реверсивного причем реверсивный счетчик, первый ре- счетчика — с первым входом пятого суммагистр, первый сумматор; второй регистр, 5 тора, второй входкоторого подключен к вывторой сумматор, третий регйстр, третий ходу первого сумматора, а выход — к сумматор, четвертый сумматор и блок срав- первому входу шестого сумматора, второй нения соединены последовательно, вход:: вход которого соединен с выходом второго разрешения счета и знаковый вход ревер- сумматора, а выход — со вторым входом четсивного счетчика подключены к соответст- 10 вертого сумматора, второй вход блока сраввующйм выходам первого фазового; " нейия подключен к выходу счетчика,. детектора, счетный вход реверсйвиого счет- вводятся второй фазовый детектор и схема чика Соединей с выходом генератора Зада-...,",ЗИ", причем первый и второй входы второющей частоты, выходы первого, второго и: го фазового детектора соединейы соответтретьего регистров соединены соответст- 15 ственно с выходами генератора тактовой "" венно со вторыми входами первого, второго . . частоты и выходом имйульсного датчика чаи третьего-сумматоров, выход реверсивного : стоты вращения, выходы второго фазового счетчика соединен с йервым входом-пятого: детектора соединены с соответственными сумматора,- второй вход которого подклю-. вхбдами усилителя мощности и входами . чен к выходу первого сумматора, а выход — 20 схемы "3№, оставшийся вход которой под- к первому входушестогосумматора, второй: ключен к выходу блока сравнения, а выход вход которого соединен с выходом iToporo — к соответствующему входу усилителя мощсумматора, а выход — со вторым входой чет-" ности. вертого сумматора, второй вход блока cpas- Ha чертеже изображена блок схема., нения подключен к выходу счетчика, выход 25 электропривода постоянного тока, блока сравнения подключен к" усилителю . УстройСтво. содержит электродвигатель.: мощности.: . .-. 1, импульсный датчик 2 частоты вращения, .

Однако, при высоких требованиях по усилитель мощности 3; первый фазовый де точностй регулирования частоты вращения тектор 4, генератор задающей частоты 5, вала электродвигателя данное устройство 30 реверсивныйсчетчикб, регистр7,9,11,сумне обеспечивает форсированный выход на матор 8, 10, 12, 13, 14, 15, блок сравнения:

- заданный режим и имеет длительный пере- 16, счетчик 17, регенератор тактовой часто-, ходный процесс.; :.:: . ты 18, схема "ЗИ" — 19 и второй фазовый

Целью изобретения является сущест- детектор 20. венное сокращение времени переходного 35 Электродвигатель1представляетсобой процесса и выход на режим практически без бесконтактный двигатель постоянного тока. перерегулирования.,;:,,: .:.. „,. .... Импульсный датчик 2 частоты вращения Поставленная цель достигается тем, что представляет собой фотоэлектрйческий в электропривод постоянного тока, содер- циклический датчик с цифровым выходом йащий электродвигатель с импульсным дат- 40 информации. Усилитель мощности 3 выполчиком частоты вращения, подключенный к нейнатранзисторахтипов2Т709или2Т827. усилителю мощности, последовательносое- Фазовый детектор 4, 20 — микросхемы дйнены генератор задающей частоты и К561ИР9, К561ЛЕ5, Реверсивный счетчик 6 счетчик, последовательно соединенные ге- — микросхема К561ИЕ11. Регистры 7, 9, 11 — нератор тактовой частоты и фазовый детек- 45 микросхемы К561ИР9. Сумматоры 8, 10, 12, тор, "второй -вход которого подключен к 13,14 — микросхемы К561ИМ1. Блоксравневыходу" импульсного датчика частбты вра- ния 16 — микросхема К561ИП2. Счетчик 17— щения, блок сравйения, реверсивйый счет- микросхема К561ИЕ10.

"чик; три "регистра и шесть сумматоров, . Генераторы задающий 5 и тактовый ча . причем реверсйвный счетчик," первый ре- 50 стоты 18; представляют собой мультивибрагистр, первый сумматор, второй регистр, торы, выполненные на микросхеме второй сумматор, третий регистр, третий: К561ЛЕ5.

"сумматор, четвертый сумматор и блок срав- Электропривод постоянного тока рабо— нения соеДийены последовательно, вход тает следующим образом, разреШбния "счета и знаковый вход ревер- 55 " Ha первый вход фазового детектора 4 с сивного счетчика"подключены к соответст- генератора тактовой частоты 18 поступает вующим: выходам" йервого фазовото частота tr, с которой фазируется электродетектора, счетный вход реверсивного счет- привод. На второй вход фазового детектор чика соединей с выходом генератора зада- 4 поступает частота вращения f» - И /2 л; ющей частоты, выходы первого, второго и

1781809

6 ля 1 Z ÷è где Q- скорость вращения электродвигате- При помощи блока сравне 10 ля, — число меток импульсного датчика 2 чика 17 происходит преобразование кода в частоты вращения. широтно-импульсный сигнал, являющийся

На выходе фазового детектора 4 выде- результатом сложения всех составляющих

5 регулирования и обеспечивает синфазную ляется фазовое рассогласованйе p = (1т — работу электропривода с тактовой частотой

fT. Второй фазовый детектор 20 вводит в — 4р) бт. В реверсивном счетчике 6 происхо- систему прецизионного электропривода с дйт измеоение величийы фазового рассог- синфазным вращением релейный режим со ласования задающей частотой f> 10 следующим законом регулирования: поступающей из генератора задающей час- если fT > fep, происходит форсировантоты 5 на счетный вход реверсивйого счет- ный пуск электродвигателя 1 при полном чика 6, Причем задающая частота напряжении питания; выбирается из условия 4» 6. Реверсив- если fT = fap, на усилитель мощности 3 ный счетчик 6 производит суммирование 15 через элемент ЗИ 19 поступает широтно-имдлительности фазового рассогласования, пульсный сигнал и электродвигатель 1 рабоесли на егО знаковом входе появляется ло-"-- : - тает в режиме стабил 3

-а илизации скорости с, гический уровень 1. Если же на знаковом . синфазным вращением; входе О, проиэводйтся вычитайие длитель - . если f < f происходит реверс ности фазового рассогласования из имею- 20 двигателя 1 при полном обратном напряжещегося в этот момент значения. " .,: - - ний питания. Т аким образом, на выходе реверсивно- ..: Таким образом, введение в электроприго счетчика 6 появляется код, соответствую- вод постоянного" то а ""- " тока релеиного режима щийинтегральномузначениюдлительнлости: при помощи второго фазового детектора и

25 схемы "ЗИ" позволяет существенно сокрафазового рассогласования jp dt. Смена ко-. тить время переходного процесса и обеспечйть переходный режим практически без да и перезайиСь его в регйстр 7 производит- перерегулирования, проводить слежение за ся через период Т. = 1!1.. и ри д, =,.. - изменяющейся частотой h и отрабатыват умматоре 8 производйтся вычитание ЗО рассогласование с нулевой ошибкой по углу. предыдущего значения кода и последующе-: . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я га, Операция вычитания производится в до-: Электропривод постоянного тока, соволнительном коде, Таким образом, на держащий электродвигатель с импульсным выходе сумматора 8 получается код, соот- датчиком частоты вращения, подключенный ветствующий величине фазового рассогла- 35 к усйлителю мо1цности, последовательно сования р. При помощи регистра 7 и соединенные генератор задающей частоты сумматора 8 производится первая разйость и счетчик, последовательно сое управления, что соответствует его : генератор тактовой частоты in первый фаэодифференцированию. : .;- . :. вый детектор, второй вход которого подклюАналогичным образом производится 40 чен,к выходу импуЛьсного датчика частоты дифференцирование значения фазового вращения, блок сравнения, реверсивный рассогласования при помощи регистра 9 и:: счетчик, три регистра и шесть сумматоров, сумматора 10 на выходе которого появляет- причем реверсивный счетчик, первый реся код, соответствующий скорости прйвода" гистр,"первый сумматор, второй регистр, р Далее, при помощи регистра 11 и сумма- 45 второй сумматор, третий регист р р изводится дифференцирование сумматор. четвертый сумматор и блок сравзначение скорости и на выходе сумматора . нения соединены последовательно, вход

12 появляется код, соответствующий уско- разрешения счета и знаковый вход ревер. рению привода ф При помощи сумматоров " сивного счетчика подключены к соотве с, 15 производится суммирование ко- 50 вующим выходам первого фазового дов, соответствующих значениям интеграла детектора, счетный вход реверсивного счетфазового рассогласования, скорости и уско- чика соединен с выходом генера ющей частоты, входы первого, второго и третьего- региСтров соединены соответст- .

На выходе сумматора 15 получается 55 венно с вторыми входамй первого, второго код, соответствующий полному, значению и третьего сумматоров, выход реверсивного управляющего воздействия, счетчика соединен с первым входом йятого сумматора ;-второй вход которого подклют=) рб t+rp+p+ф чен к выходу первого сумматора, а выход—

: к первому входу шестого сумматора, etopoA

1781809

Составитель П.Королев

Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

Редактор Н.Коляда

Заказ 4281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход — с вторым входом четвертого сумматора, второй вход блока сравнения подключен к выходу счетчика, от л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения 5 быстродействия путем сокращения длительности переходного процесса; в него введены фазовый детектор и схема ЗИ, причем первый и второй входы второго фазового детектора соединены соответственно с выходом генератора тактовой частоты и выходом импульсного датчика частоты вращения, выходы второго фазового детектора соединены с соответствующими входами усилителя мощности и с первым и вторым входами схемы

ЗИ, третий вход которой подключен к выходу блока сравнения, а выход — к соответствующему входу усилителя мощности,