Электропривод с дискретным управлением

 

1а

Союз Советскмк

Соцмапистическик

Респубпмк

О Il А.:834, Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I

1

\ (6l ) Дополнительное K авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.77 (2() 2509709/24-07 с присоединением заявки М— (5l)M. Кд, Н 02 Р 5/06

Государственный комитет (23) Приоритет— по делом изобретений н открытий

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень Ж20

Дата опубликования описания 02.06.80 (53) УДК 621.313..2(088.8) В. В. Голин, С. В. Демидов, В. А. Казанский, Э. С. Мучник и В. А. Рыдов (72) Авторы изобретения

Особое конструкторское бюро станкостроения (7l) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДИСКРЕТНЫМ

УПРА ВЛЕ Н ИЕМ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам с широким диапазоном регулирования скорости электродвигателя.

Известен электропривод с дискретным управлением 1, содержащий эталонный

5 генератор, блок задания скорости, делитель частоты, блок логики, компараторинтегратор, силовой преобразователь, двигатель и частотный датчик обратной

1О связи по скорости двигателя.

У устройстве сигнал отклонения представляет собой разность периодов следования импульсов задания и обратной связи при этом частота следования импуль

15 сов задания формируется с помощью де лителя частоты. Сигнал отклонения поступает на вход компаратооа-интеграто« ра, который формирует сигнал управле ния силовых преобразователей.

Устройство обладает следующим не достатком. При увеличении скорости электродвигателя возрастает частота следования импульсов на выходе частотного дат

2 чика и, следовательно, уменьшается точность регулирования скорости. Этот не достаток ограничивает применение час тотных датчиков с высокой разрешающей способностью для рас,ыирения диапазона регулирования скорости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является элект о привод с дискретным управлением (2), содержащий последовательно включенные вычислительное устройство с входами задания скорости и обратной связи по скорости, усилитель мощности и двигатель с частотным датчиком в цепи обратной связи по скорости.

B этом электроприводе сигнал обратной связи формируется в виде периода следования импульсов частотного датчика.

Требуемое значение скорости задается в вийе временного интервала и вводится из задатчика в реверсивный счетчик в параллельном двоичном коде. В реверсивном счетчике формируется отклонение в результате вычитания импульсов эталонБикл работы счетчика 12 опреаеляется частотой 1, тактового генератора (фйг. 3, г); В момент прихода тактовых импульсов счетчик 12 устанавливается в нуль, а в течение интервала Tp=k/1„

3 73808 ной частоты иэ кода задания в течение интервала времени, равного периоду следования импульсов частотного датчика.

По сравнению с устройством (11электропривоц (2) обеспечивает наибольшее быстродействие, оцнако ему присущи те же недостатки, т. е. снижение точности на больших скоростях электропрйвоца и ограниченный диапазон регулирования скорости. 10

Целью изобретения является расширение диапазона и повышение точности регулирования скорости электропрнвоца.

Поставленная цель достигается за счет "того",что последовательно в цепь

15 обратной связи электропрйвоца ввецен управляемый делитель частоты, а также

I генератор импульсов цикла идентификации и блок идентификации скорости дви20 гателя, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов цикла идентификации и частотного датчика скорости, а выходы - с управляющим входом делителя частоты и допол25 нйтельным входом вычислительного уст» ройс тва.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг, 2 — то же с""возможным варйайтом реализации управи ока кцен» 30 ляемого делителя частоты, н блока ял тификации; на фиг. 3 - диаграмма работы жектропрйвоца.

Электропривод (фиг. 1) содержит соединенные последовательно вычислительное вн- З5 устройство 1, усилитель мощности 2, дви-, гатель 3 и частотный датчик 4. К выхо» ду частотного датчика 4 своими входами рисоединены управляемый делитель частоты 5 и блок идентификаций скорости

Другой вхоц блока идентификации 6 приСоединен к выходу генератора импульсов цикла идентификация 7, а выходы блока . идентификации соединены с цополнйтельйым входом вычислительного устройства

1 и управляющим входом делителя часто ты 5. Выход делителя частоты 5 соединен со входом обратной связи вычислительного устройства 1.

В свою очередь, управляемый дели50 тель частоты 5 содержит счетчик импуль» сов 8, логические схемы И 9-11. Выход частотного датчика 4 йодключен соответственно ко входам логической схемы 9 и счетчика импульсов 8. Выход счетчика импульсов 8 соединен со входом логич ес кой схемы. 10, а выходы логических схем

9 и 10 с соответствующими входами логической схемы 11, Выход логической

3 4 схемы 11 присоединен ко вхоцу обратной связи вычислительного устройства 1.

Счетчик импульсов 8 осуществляет целение частоты 1„, поступающей иэ частотного датчика 4, в rn раэ. Управление логическими схемами 9 и 10 осуществля-, ется сигналами, поступающими от блока идентификации скорости 6.

Блок нцентифнкации скорости 6 (фиг. 2) состоит из счетчика 1 2, триггера управле нйя 13, логических схем И 14-16. Импульсы с выхоца частотного датчика 4 поступают на вход логической схемы 14, цругой вход которой соединен с инверсным выходом. счетчика 12. Выход логической схемы .14 соецинен со счетным входом счетчика 12, прямой и инверсный выхоцы которого соединены с соответствующими входами логических схем 15 и

16. Другие входы схем 15 и 16 соединены с выхоцом генератора 7. С этим выходом генератора 7 соединен также вход Установка нуля" счетчика 12. Выходы логических схем 15 и 16 соответственно подключены к установочным вхоцам триггера управления 13.

Выходы 17 и 18 триггера управления

13 соединены соответственно со входами логических схем 10 и 9 управляемого делителя частоты. Кроме того, выхоц

17 соединен с цополнительным входом вычислительного устройства 1.

Электропривод работает следующим образом.

На вход вычислительного устройства

1 в момент времени to (фиг.3,а) подают постоянное управляющее воздействие, соответствующее заданной скорости. При этом электродвигатель 3 вращается с постоянной скоростью, а на выходе частотного датчика 4 формируется послецо-BBTBHbHocTb импульсов постоянной часто ты ., (фиг. 3, б). Этн импульсы постуЧР пают прямо на вход логической схемы И

9 управляющего делителя частоты 5, а на выход логической схемы И 10 импульсы поступают с частотой 3/ п 1цц (фиг.

3, в) после деления в счетчике импульсов 8. Одновременно последовательность импульсов с частотой 1цд через логяческую схему 14 поступает на вхоц счет- . чика 12 блока идентификации 6.

5 738 заполняется (фиг. З,д) импульсами частоты т„

При атом в зависимости от скорости вращения двигателя 3 и соответственно частоты следования импульсов обратной 5 связи т4 счетчик 12 может заполниться полностью (до уровня Q ) или частично, На фиг. 3, а, в интервале времени

1„ — 1 1 величина управляющего воздействия на входе вычислительного устройства 1 и соответствующая ему частота импульсов обратной связи t4+ (фиг. 3, б) выбраны так, что за интервал T счетчик 12 не. успевает заполняться полностью, и на его прямом выходе посто-янно имеется нулевой сигнал (фиг. 3, е).

В момент прихода импульса цикла, идентификации логическая схема 16 форми рует сигнал установки триггера управления 13 в состояние "О", а счетчик

12 сбрасывается в нуль.

На выходах 17 и 18 триггера управления 13 формируются сигналы О" и

"1" соответственно (фиг. З,ж). Первый из них запрещает прохождение импульсов с частотой - через логическую схеTA Чдму 10, а другой - разрешает прямую трансляцию импульсов с частотой 1„ через логическую схему 9 на выход управляемого делителя частоты 5 и далее на вход вычислительного устройства Х (фиг. З,з). Одновременно с выхода 17 триггера управления 13 на дополнительный вход вычислительного устройства 1 подается нулевой сигнал, запрещающий переключение масштабных коэффициентов.

083 6 образом, на выходе управляемого делителя частоты 5 импульсы следуют с часИ тотой - f (фиг. З,з) Одновременно с выхода 17. триггера управления 13 на дополнительный вход вычислительного устройства 1 подается единичный сигнал, разрешающий переключение масштабных коэффициентов.

Начиная с момента времени t управляющее воздействие на входе вычислитель ного устройства 1 вновь уменьшается, соответственно уменьшается и частота 4д до величины, при которой счетчик

12 не успевает полностью заполняться эа интервал Т, -, триггер управления 13 переворачивается в состояние "О и пе реключает управляемый делитель частоты 5 на прямую трансляцию импульсов с частотой t (фиг. 3, a-a). Одновре4Д менно на дополнительный вход вычисли тельного устройства 1 подается нулевой сигнал, запрещающий переключение масш табных коаффициентов.

Таким образом, блок идентификации

6 в зависимости от текущей скорости исполнительного двигателя 3 формирует команды на ивтоматйческое переключе ние коэффициента деления управляемого делителя частоты 5 и масштабных коэффициентов в вычислительном устройстве

Как следует из фиг. 3, к, запаздывание формирования команды переключе» ния блоком идентификации 6 не превышает I, . При соответствующем выборе Т и некотором запасе по оборудовани1о в вычислительном устройстве 1 (для дискретного вычислителя достаточно одного разряда счетчика йлй сумматора) ато запаздывание не влияет на быстродействие привода, Введение блока идентификации, управляемого делителя частоты генератора ; импульсов"цикла идентификации в высоко качественный широкорегулируемый алектропривод с дискретным управлением, кроме расширения диапазона регулирования

-., и повышения точности, приводит к значи тельной экономии оборудования за счет сокрашения разрядности вычислительных

В интервале 1„- < управляющее воздействие на входе вычйслительного уст ройства 1 и соответствующая ему частота следования импульсов обратной связй t начинают увеличиваться и

4д достигают значений, при которых счет чик 12 успевает полностью заполняться за,интервал Т. (фиг. 3, а,б,д). При атом на прямом выходе счетчика 12 формирует ся сигнал (фиг. Ç,е), а его входная цепь. блокируется от дальнейшего поступленИя импульсов т до прихода импульса оче.40 редного цикла идентификации(с инверсного выхода, счетчика 12 нулевой сигнал подается на вход логической схемы 14).

В момент прихода импульса цикла идентификации логическая схема 15 формирует сигнал установки триггера управ° ления 13 в состояние «1" и атим же импульсом счетчик 12 сбрасывается в нуль. На выходах 17 и 18 соответственио формируются сигналы 1" и О, при« чем первый из них разрешает прохождение импульсов с частотой- „ через ло)( гическую схему 10, а второй запрещает прямую трансляцию импульсов с частотой

1„а через ло1 ическую схему 9..Таким

7 7380 устройств (счетчиков, регистров, сумматоров, блоков памяти и тд, ).

Формула изобретения

Электропривод с дискретным управлением, содержащий последователЬно включенные вычислительное устройство с входами заданйя скорости и обратной связи 1а

-- "йо скорости, усилитель мощности и двигатель с .частотным датчиком в цепи обратной связи по скорости, о т л и ч а—

Ю Щ И и С Я ТОМе ЧТОг С ЦЕЛЬЮ Р&СШИРЕ» ния диапазона и повышения точности регу- l5 лирования скорости еаектропривода, по=

83 8 следовательно в цепь обратной связи вве« ден управляемый делитель частоты генератора импульсов цикла идентификации и блок идентификации скорости;. двигателя, входы которого соединены соответственно с выходами генераторов импульсов цикла идентификации и частотного датчика скорости„а выходы - с управляющим входом делителя частоты и дополнительным входом вычислительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3802188, кл. 318 - 318, 1974.

2. Заявка Великобритании

N91432674; кл. Н 02 P 5/06, 1 975. 38083

Составитель В. Самохин

Редактор Н. Коляда Техред Ж, астелевич Корректор M. Пожо

Заказ 2826/35 . Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4