Устройство коррекции системы регулирования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЮТЙЛЬСТВУ

<»641398 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2385624/18-24 с присоединением заявки № (5l) М. Кл

G 05 В 11/26

Гоеударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.79 Бюллетень № 1 (53) УДК621.3. (088. 8) Дата опубликования описания 08.01.79 (72) Авторы изобретения

В. П. Гапас, Б. А. Староверов, P. М. Т и А. В. Ханаев М,, ™Ъ . .е ! (71) Заявитель

Ивановский энергетический институт и (54) УСТРОЙСТВО КОРРЕКПИИ СИСТЕМЫ

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области управляемых систем автоматического регулирования скорости электродвигателя, в частности, к системам, содержащим фазовый дискриминатор в канале регулирования, 5

Известньь устройства стабилизации и регулирования скорости вращения двигателей, содержащие частотный датчик в качестве измерителя скорости, генератор стабильной частоты в качестве эталона, 30 фазовый дискриминатор и усилитель мощности jlj. Однако устойчивая работа такой системы обеспечивается лишь при довольно низкой частоте, что приводит к значительным колебаниям тока и ско- т5 рости в установившемся режиме.

Известны также устройства коррекции системы регулирования, обеспечивающие устойчивую работу астатического дискретного электропривода при высокой эталонной частоте и его качественную динамику. Корректирующий сигнал в таких усч ройствах может вводиться параллельно, последовательно или по каскадному принципу (21. Однако использование указан-. ных устройств в системах с частотным сравнением приводит к необходимости превращения сигнала с фазового дискриминатора в непрерывную форму. Для уменьшения уровня пульсации при этом или вводят фильтры, ухудшающие динамику системы, или применяют сп циальные сложные преобразователи. Кроме того, в случае использования дискретного силового преобразователя, приходится затем снова преобразовывать аналоговый сигнал управления в дискретную форму.

Наиболее близким по технической сущности является устройство коррекции, содержащее элемент совпадении, выход которого через последовательно соединенные сумматор и формирователь длительности импульсов подключен «о входу первого формирователя импульсов, второй формирователь импульсов, выход которого подсоединен ко входу сумматора+ и управляемый одновибратор, выход которого связан с первым входом элемента сов падения, прн этом второй вход элемента совладения, первый вход управляемого одновибратора и вход второго формирователя импульсов подключены ко входу устройства, а выход первого формирователя импульсов подсоединен к выходу устрой ства (3).

В известном устройстве. импульсы входной частоты оказываются сдвинутыми вО по фазе на постоянную величину, равную — (Т- период входной частоты) в устаТ

2 новившемся режиме, и на величину, пропорциональную отклонению периода частоты, в переходном режиме, т.е. в после- 5 довательности выходных импульсов содержится корректирующий сигнал по отклонению частоты

Недостатком известного устройства является малый частотный диапазон рабо 2о ты, особенно прн больших значениях коэффициента расширения К. При значении коэффициента расширения К > 20 (что соответствует реальному режиму работы устройства коррекции) диапазон работы 25 устройства Д C 1Д.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены инвертор, два масштабирующих элемента и интегратор, причем выход управляемого 36 одновибратора через первый масштабирук ший элемент подключен к первому входу интегратора, а через последовательно соединенные инвертор и второй масштабирующий элемент ко второму входу интет - З5 ратора, выход которого подсоединен ко второму входу управляемого одновибратораз

Бпок-схема устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство коррекции системы регулирования содержит элемент совпадения 1, сумматор 2, формирователь длительности импульсов 3, формирователи импульсов

4 и 5, управляемый ощювибратор 6, инвертор 7, масштабифующие элементы

8 и 9 и интегратор. 10.

На фиг. 2 цифрами обозначены сигналы с выходов соответствуюваих элементов,>о блок-схемы, показанной иа фиг,. 1.

Сигнал входной частоты (как и в прототипе скважностью в " 0,5) передним фронтом запускает управляемый одновибратор 6, у которого длительность генерируемых имлульсов определяется вели . чнной выходного сигнала. интегратора 10.

Зались и считывание напряжения в интеграторе 10 осуществляется выходными импульсами (прямыми и инвертированными) управляемого одновибратора 6, поступающими на суммирующие входы интеграто ра 10 через различные по величине сопротивления масштабирующие элементы (например, резисторы) 8 и,9.

Вследствие этого с выхода интегратора 10 в установившемся режиме (см участок Х временной диаграммы фиг. 2) снимается сигнал пилообразной формы, имеющий различные углы при основании каждого из составляющих элементарных треугольников. Скважность выходных импульсов управляемого одновибратора 6, входящего в цепь замкнутой по фазе системы регупирования (блоки 6, 7, 10}, будет отличаться от Я = 0,5 и определяться соотношением величин сопротивлений согласующих элементов 8 и 9.

Из рассмотрения элементарного треугольника кривой пилообразного напряжения в установившемся режиме можно определить в этом режиме длительность выходного импульса элемента совпадения 1, так как этот импульс получается как разность величин полупериода входной частоты .и проекции стороны элементарного треугольника на его основание.

В соответствии с обозначениями на временной диаграмме (фиг. 2) и с учетом очевидного равенства,,6 З

= — в ф где Й и Й - величины сопротивления согласующих элементов 8 и 9, соотг ретственно, имеем; т

67 — -т, я в ватт 2 МФЯ

Используя полученное выражение и с учетом того, что

Т

ЯйТ ймеем:

Как видно, коэффициент расширения (его можно назвать коэффициентом коррекции) не зависит от уровня входной частоты и определяется лишь, соотноше кием величин соцротивлеиий масштабнруквпих элементов 8 и 9. Это является существенным достоинством коррекции для большинства систем регулирования скорости.

Использование новых элементов — инвертора, масштабируемых элементов и интегратора, а также новых связей, сс единяющих новые элементы между собой. и с известными элементами, выгодно отличает предлагаемое устройство коррек50

Ъ 64

Задавшись необходимым зная кием коэффициента К применительно к различным системам и используя полученное выражение для К, можно подобрать нужные величины сопротивлений масштабирующих элементов 8 и 9.

Сигнал с выхода элемента совпадения

1 пбсле суммирования с импульсами формирователя 5 расширяется в К раз формирователем длительности импульсов 3, после чего по заднему фронту импульсов расширения формирователем 4 формируются выходные импульсы устройства коррекции.

При незначительном или кратковременном увеличении входной частоты (участок Il временной диаграммы) или уменьшении ее (участок Ш временной диаграммы), длительность импульсов управляемого одновибратора 6 практически остается неизменной, а потому происходит значительное изменение длительности импульсов с выхода элемента совпадения 1, формирователя 3 и фазы выходного импульса устройства.

При относительно медленном, плавном или значительном изменении входной частоты, что, как правило, бывает при смене частотного диапазона работы устройства, происходит автоматическая перестройка длительности импульса управляемого одновибратора. При этом скважность выходных импульсов управляемого одновибратора 6 в новом установившемся режиме остается прежней и коэффициент коррекции сохраняется постоянным.

Благодаря автоматической подстройке

Длительности импульса управляемого опновибратора 6 по периоду входной частоты, частотный диапазон предлагаемого устройства коррекции определяется лишь параметрами управляемого одновибратора, длительность импульсов которого может изменяться в довольно широких пределах. ции для системы регулирования от указанного прототипа, так как при этом зн ьчительно расширяется частотный диапаэон устройства коррекции. формула изобретения

Устройство коррекпии системы регулирования, содержащее элемент совпадения, выход которого через последовательно соединенные сумматор и формирователь длительности импульсов подключен ко входу первого формирователя импульсов, второй формирователь импульсов, выход которого подсоединен ко входу сумматора, и управляемый одновибратор, выход которого связан с первым входом элемента совпадения, при этом второй вход элемента совпадения, первый вход управляемого одновибратора и вход второго формирователя импульсов подключены ко входу устройства, а выход первого формирователя импульсов подсоединен к выходу устройства, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства, в устройство введены инвертор, два масштабнруюших элемента и интегратор; причем выход управляемого одновибратора через первый масштабируюший элемент подключен к первому входу интегратора, а че рез последовательно соединенные инвертор и второй масштабируюший элементко второму входу интегратора, выход которого подсоединен ко второму входу управляемого одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Трахтенберг Г . М. Астатический дискретный стабилизатор скорости электропривода. Автоматика и телемеханика", ¹ 3, 1966. 2. Андрушук В. В., Андрушук В. В.

Система импульсного регулирования скорости с обратной связью по текушему значению скорости на управляемых кремниевых вентилях. Материалы к семинару

IЩНТП, часть 1, Л., 1966.

3. Трахтенберг Р. М. Астатические дискретные системы электропривода постоянного тока, Электричество, Ж 4, 1972.

641398

Составитель Г. Романченко

Редактор В Лукин Техред, Ю. Ннймет Корректор М. немчик

Заказ 7511/42 Тираж ÃÔ14 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113095, Москва, Ж».35, Раушская наб», д 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектнаи, 4