Цифровой электропривод постоянного тока

Цифровой электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1i.) 1003282

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистичесиик

Республик (6I ) Дополнительиое к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 12.08.81 (21) 3331559/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03.83 Бюллетень р6 9 (5t)N. Кл.

Н 02 P 5/06

Гесумрствеевй квиктет

СССР (53) УДК621.34-83 (088.8) ве делаи кзеврствккк к еткриткй

Дата опубликования описания 07.03 83 (-"л*=

В, Ф. Митина, Н. М. Туганов, Л. Л. Виноходов, Е, К, Трусов, Б. М.-Д: Пионтак и М. И. Крутий (72) Авторы изобретения

Новочеркасский ордена Трудового Красного 3 амени, i политехнический институт им. Серго Орджониктптее-..... (7I) Заявитель (54) БИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электрогех. нике, в частности к элекгроприводам с широким диапазоном стабилизируемых .скоростей, у которых входное напряжение задается в виде кода.

Известно устройство, содержащее пос- s ледовательно соединенные элекгродвигагель постоянного тока, усилитель мощности, вычислительную машину, блок сравнения, один вход которого соединен с задающим блоком, а второй — с датчиком скорости 1

Недостатком известного у гройсгва является ограниченный диапазон сгабилизируемых скоростей из-за низкой гочности сравнения кодов при больших скоростях э",екгродвигагеля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой электропривод постоянного тока, содер20 жаший последовательйо соединенные электродвигатель постоянного тока, уси-. литель мощности, григгер, последовательно соединенные задающий генератор, лое

2 гический элемент И, управляемый делитель .астоты, установочные входы которого соединены с выходами блока совпа дения, реверсивный счетчик, датчик скорости, причем выход триггера соединен с вторым входом логического элемента

И

В этом устройстве в качестве образцового сигнала используется частота. Г оэгому устройства, входным сигналом кот орьтх является код, должны включать преобразователь код — частота, имеющий высокую точность преобразования, что яв- . ляется достаточно сложной задачей. Поэгому устройство целесообразно использовать при работе Н8 одной или нескольких. образцовых частотах.

Бель изобретения — расширение диапазона стабилизируемых скоростей элекгропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены два регистра, прзобразова3 10032

3 тель код — число I импульсов, два дешиф1

paropa, два логических элемента ИЛИ, второй триггер, делитель частоты, три логических элемента И, формирователь, а элемент задержки и последовательно S соединенные между собой элемент синхронизации, пятый логический элемент И, третий триггер, шестой логический элемент И, второй делитель частоты и трМ тий логический элемент ИЛИ, выход кото- о

poro подключен к второму входу третьего триггера и к второму входу второго делителя частоты причем входные ши ны электропривода соединены с входами преобразователя код — число импуль- М сов, с входами первого дешифратора и первого регистра, выход которого под- ключены к установочным входам реверсии ного счетчика, выходы реверсивного счетчика соединены с входами второго регистра и второго дешифратора, выход которого подключен к входу первого регистра и к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, выходы второго регистра подключены к входам блока совпадения, второй вход которого соедиГ1 н н: . с выходом элемента задержки, второй выход задающего генератора подключен к первому входу элемента синхронизации, третий выход задающего генераг op a с оединен с вторым вход ом шес т ого логического элемента И к первому выходу задаюшего генератора подключен вход первого делителя частоты, выход которого соединен с входом первого логического элемента.ИЛИ второй вход первого элеЭ5 мента ИЛИ соединен с выходом второго логического элемента И и с третьим входом третьего логического элемента

ИЛИ, выход первого логического элемен/ 40

ra ИЛИ подключен к входу первого триг гера, второй вход которого связан с выходом второго элемента ИЛИ, выход управляемого делителя частоты соединен с входом второго элемента ИЛИ, с вхо45 дом элемента задержки и с входом третьего логического элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, а выход — к входу второго регистра и к входу второго григгера, выход второго триггера соединен с вторым входом пятого логического элемента И, выход датчика скорости подключен к второму входу элемента синхронизации и к входу формирователя, выход которого соединен с входом вторЬго логического элемента И первый вход четвертого логического элемента И подклю ен к выходу элемента синхронизации, а второй — к выходу третьего триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом второго триггера и с входом вычитания реверсивного счетчика, вход сложения которого подклюЧен к выходу преобразователя код — число импульсов, второй вход атого преобразователя соединен с вторым выходом второго делителя частоты выход первого дешифратора подключен к второму входу второго логического элемента И и к второму входу второго логического элемента ИЛИ.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового электропривода постоянного тока.

Цифровой электропривод постоянного тока содержит последовательно соединен ные электродвигатель 1 постоянного тока, усилитель 2 мошности, триггер 3, последовательно соединенные задаюший генератор 4, логический элемент И 5, управляемый делитель 6 частоты, установочные входы которого соединены с выходами блока 7 совпадения, реверсивный счетчик 8, датчик 9 скорости, а выход триггера 3 соединен с вторым входом логического элемента И 5, регистры 10 и 11, преобразователь 12 код — число импульсов, дешифраторы 13 и 14, логические элементы ИЛИ 15 и

16, триггер 17, делитель 18 частоты логические элементы И 19, 20 и 21, формирователь 22, элемент 23 задержки и последовательно соединенные между собой элемент 24 синхронизации, логический элемент И 25, триггер 26, логи ческий элемент И 27, делитель 28 частоты и логический элемент ИЛИ 29, выхон которого подключен к второму входу триггера 26 и к второму входу делителя 28, причем входные шины электропривода соединены с входами преобразовагеля 12 код — число импульсов, к входам дешифратора 13 . и регистра 10.

Выход преобразователя 12 подключен к входу сложения реверсивного счетчика

8. Входы дешифратора 14 соединены с выходами реверсивного счетчика 8, а выход — с входом регистра 10 и вторым входом логического элемента ИЛИ

29. Первый выход задающего генератора 4 подключен к входу делителя 18 частоты, выход которого соединен с входом логического элемента ИЛИ 15. Второй выход задаюшего генератора 4 подключен к входу элемента 24 синхронизации, а третий выход — к второму входу элемента И 27. Выход управляемого делителя 6 частоты соединен с входом

5 10032 логического элемента ИЛИ 16, с входом логического элемента И 19 и с входом элемента 23 задержки, выход которого подключен к входу блока 7 совпадения.

Выход логического элемента И 19 соеди- нен с входом регистра 11 и с входом триггера 17, выход которого подключен к второму входу логического элемента

И 25. Первый вход триггера 3 соединен с выходом логического элемента ИЛИ10

15, а второй — с выходом логического элемента ИЛИ 16. Выход дешифратора

13 подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 16 и к второму входу логического элемента И 21, выход 1$ которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 15 и с третьим входом логического элемента ИЛИ

29. Второй выход делителя 28 частоты подключен к входу преобразователя 12 20 код — число импульсов, Первый вход логического элемента И 20 соединен с выходом элемента 24 синхронизации, второй вход — с выходом триггера 26, а выход с вторым входом триггера 17 и с входом 25 вычитания реверсивного счетчика 8. Инверсный выход триггера 26 подключен к второму входу логического элемента

И 19. Формирователь 22 включен между выходом датчика 9 скорости и первым Зо входом логического элемента И 21.

Устройство работает следующим об. разом.

Требуемая скорость электродвигателя 1 постоянного тока задается входным кодом М, поступающим на входы преобразователя 12, регистра 10 и дещифратора 13. Если входной код равен нулю, на выходе дешифратора 13 формируется сигнал, который проходит через логический элемент ИЛИ 16 и устанавливает триггер 3 в состояние, при котором усилитель 2 мощности отключает электродвигатель 1 от источника питания, а логический элемент И 5 закрыт. Если входной код отличен or нуля, то на выходе дешифратора 13 создается сигнал, который может пройти через логический элемент И 21. Это происходит в случае, если электродвигатель 1 не

Ы вращается, так как в этом случае с формирователя 22 подается на первый вход логического элемента И 21 сигнал, огкрывающий его. Таким образом, если входной код отличен от нуля и электрог двигатель не вращается, то на выходе логического элемента И 21 появляется сигнал, который проходит через элемент

ИЛИ 15, и устанавливает триггер 3 в

82 6, состояние, при котором усилитель 2 мощности подключает электродвигатель 1 к источнику питания и открывается логический элемент И 5. Так осуществляется пуск электродвигателя 1. На вход управляемого делителя 6 частоты начинают поступать импульсы частоты с первого выхода задающего генератора 4. Одновременно сигналом с выхода логического элемента И 21, прошедшим через логический элемент ИЛИ 29, триггер 26 устанавливается в состояние, при котором логический элемент И 19 открыт.

Импульс переполнения управляемого делителя 6 частоты проходит через открытый логический элемент И 19. Импульс с выхода логического элемента И 19 записывает код реверсивного счетчика

8 в регистр 11 и устанавливает триггер 17 в состояние, при котором открывается логический элемент И 25. Через время, определяемое элементом задержки 23, код регистра 11 записывается чеоез блок 7 совпадения на установочные, входы управляемого делителя 6 час-. готы. Кроме того, импульс переполнения управляемого делителя 6 частоты устанавливает триггер 3 в состояние, при котором электродвигатель 1 отключается от источника питания. После пуска каждый импульс, поступающий с выхода делителя 18 частоты логический элемент

ИЛИ 15, устанавливает триггер 3 в сос4 тояние, при котором электродвигатель 1 подключен к источнику питания, а каждый импульс переполнения управляемого делителя 6 частоты отключает элек,троцвигагель or источника питания.

Таким образом, на выходе rpur гера 3 формируется широтно-модулированный сигнал управления электро- двигателем 1 частота которого равна частоте с выхода делителя 18, а длительность пропорциональна коду реверсивного счетчика 8. Импульсы с выхода датчика 9 скорости поступают на элемент 24 синхронизации, на второй вход которого поступает частота с Broрого выхода задающего генератора 4.

С выхода элемента 24 синхронизации импульсы, совпадающие по времени с импульсами с второго выхода задающего генератора 4 и следующие с частотой импульсов с датчика 9 скорости, поступают на входы логических элементов И

20 и 25. Первый импульс с выхода элемента 24 синхронизации, прошедший через логический элемент И 25, устанавливает триггер 26 в состояние, при

7 . 10Î32 котором закрыт логический элемент И

19 и открыты логические элементы И

20 и 27. Этот момент времени соответствует началу стабильного временного интервала, в течение которого образцовый сигнал сравнивается с сигналом обратной связи. Стабильный временной интервал формируется на выходе триггера. 26 с помощью логического элемента

И 27, делителя 28 частоты и частоты с тре- 10 тьего выхода задающего генератора 4.Через открытый логический элемент И 27 на вход делителя 28 частоты поступают импульсы с третьего выхода звдаюшего генератора 4. Импульс с первого вы- 15 хода делителя 28 частоты определяет окончание стабильного временного интервала. В течение стабильного временного. интервала открыт. логический1, элемент

И 20 и частота обратной связи с выхо- ро да элемента 24 синхронизации проходит через логический элемент И 20 на вход вычитания реверсивного счетчика 8. B течение этого, временного интервала с второго выхода делителя 28 частоты поступает частота на вход преобразоо вателя 12 код — число импульсов, кото4 рая используется для преобразования ко число импульсов. Пачка импульсов, число которых пропорционально входному щ коду, с выхода преобразователя 12 поступает на вход сложения реверсивного счетчика 8.

Таким образом, за время стабильного временного интервала корректируется код З реверсивного счетчика 8. В течение этого времени на установочные входы управляемого делителя 6 частоты записывается код из регистра 11. После окончания стабильного временного интервала откры- 0 вается логический элемент И 19, импульсом с его выхода скорректированный код реверсивного счетчика 8 переписывается в регистр 11 и повторяется процесс фор-: мирования стабильногц временного интерва- <> ла, во время которогопроисходитформирова ние образцового сигнала и сигнала обратной связи и вновь корректируется код реверсивного счетчика 8. В установившемся режиме сигнал обратной связи равен

Я образцовому сигналу, код реверсивного счетчика 8 после каждого стабильного временного интервала не изменяется, длительн ос ть шир от но-модулирован ног о сигнала на выходе триггера 3 постоянHB и скорость врншения электродвигатеM ля 1 такие 1постоянна.

В случае, если образцовый сигнал значительно отличается от сигнала обрат82 8 ной связи, может пройзойти переполнение реверсивного счетчика 8, Тогда на выходе дешифратора 14 сформируется сигнал, который запишет входной код из регистра 10 в реверсивный счетчик 8 и установит в нуль триггер 26 и делитель 28 частоты.

Импульс с выхода логического элеменга И 19 перепишет код реверсивного счетчика 8 в регистр 1 1 и вновь начнется коррекция кода реверсивного счетчика

8 путем сравнения образцового сигнала и сигнала обратной связи за время стабильного временного интервала.

За время стабильного временного интервала о на вход вычитания реверсив. ного счетчика 8 поступает. число импульсов, равное i f0, где f0 — частота, пропорциональйая действительной скорости вращения электродвигателя

1. За это же время на вход сложения реверсивного счетчика 8 .поступает число импульсов, равное К М, где К вЂ” постоянный коэффициент. В установившемся режиме К М = "Ofoc и код реверсииного счетчика 8 не изменяется после коррекции его за время ьо, поэтому длительность широтно-модулированного импульса постоянна,. и электродвигатель имеет постоянную скорость, пропорциональную входному коду, так как о

Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспечивается установление стабилизированной скорости электродвигателя 1 в диапазоне, определяемом возможными изменениями входного кода.

Ф ормула изобретения

Цифровой электропривод постоянного ъока, содержаший последовательно соединенные электродвигатель постоянного тока, усилитель мошности, триггер последовательно соединенные задаюший генератор, логический элемент И, управляемый делитель частоты, установочные входы которого соединены с выходами блока совпадения, реверсивный счетчик, датчик скорости, причем выход триггера соединен с вторым входом логического элемента И, о r л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона стабилизируемых скоростей, в него дополнительно введены два регистра, преобразователь код — число импульсов, два дешифратора, два логи9 10032 ческих элемента ИЛИ, второй триггер, делитель частоты, три логических элемента И, формирователь, элемент задержки и последовательно соединенные между собой элемент синхронизации, 5 пятый логйческий элемент И, третий триггер, шестой логический элемент И, . второй делитель частоты и третий логический элемент ИЛИ, выход которого. подключен к второму входу третьего триггера и к второму входу второго делителя частоты, причем входные шины электропривода соединены с входами преобразователя код .— число импульсов, с входами первого дешифратора и первого регистра, выходы которого подключены к установбчным входам реверсивного счетчика, выходы реверсивного счетчика соединены,с входами второго регистра и второго дешифратора, выход которого подключен к входу первого регистра и к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, выходы второго регистра подключены к входам блока совпадения, второй вход которого соединен с выходами элемента задержки, второй выход задакзцего генератора под„ ключен к первому входу элемента синхронизации, третий выход задающего генератора соедин: ен с вторым входом 30 шестого логического элемента И, кпервому вьщоду задакицего генератора подключен вход первого делителя частоты, вы-, ход которого соединен с входом первого логического элемента ИЛИ, второй вход N первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго логического элемента И и с:третьим входом третьего логического элемента ИЛИ, выход первого логическо82 10

ro элемента ИЛИ подключен к входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход управляемого делителя частоты соединен с входом второго элемента ИЛИ, с входом элемента задержки и с входом третьего логического элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, а выход— к входу .второго регистра и к входу второго триггера, выход второго триггера соединен с вторым входом пятого логического э;1емента И, выход датчика скорости подключен к второму входу элеменга синхронизации и к входу формирователя, выход которого соединен с входом второго логического элемента И, первый вход четвертого логического элемента

И подключен к выходу элемента синхронизации, а второй — к выходу третьего триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом второго риггера и с входом вычитания реверсивного счетчика, вход сложения которого подключен к выходу ареобразователя код — . число импульсов, второй вход этого преобразователя соединен с вторым выходом второго делителя частоты, выход первого дешифратора подключен к второму входу, второго логического элемента

И и к второму входу второго логического элемента ИЛИ.

Источь.яки информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Заявка Великобритании . . № 1432674, кл. Н 02 P 5/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 725178, кл. Н 02 P 5/06, 1978.

1003282

Тираж 685 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1 584/42

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Воробьев

Редактор Н. Безродная Техред С. Мигунова Корректор И. LUyime