Цифровой электропривод

Цифровой электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженный датчиком скорости, подключенным к, первому логическому элементу ИЛИ, задающий генератор, первьй и второй логические элементы И, первый формирователь одиночного импульса и последовательно включенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный с электродвигагелем , причем к выходам реверсивного счетчика подключены входы первого логического элемента И, выход которо- . го соединен с первым входом первого формирователя одиночного импульса, вторьм входом подключенного к первому выходу задающего генератора, выходом - к первому входу второго логического элементаИ, второй вход которого соединен с вторьм выходом задающего генератора, а выход - с ii вторым входом первого логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу вычитания ререрсивного счетчика , отличающийся тем. что, с целью повышения быстродействия , в него введены третий логический элемент И, первьй триггер и пос- . ледовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты, второй формирователь одиночного импульса , другим входом подключенный к выходу датчика скорости, формирователь импульсов, второй триггер, четвертый логический элемент И, счетчик , пятый логический элемент И и второй логический элемент ИЛИ, другим входом подключенный к первому выходу задающего генератора, выходом к входу сложения реверсивного счетчи ка, инверсный выход второго формиро-. вателя одиночного импульса подключен к первому входу третьего логического элемента И, выходом соединенного с третьим входом первого логического элемента ИЛИ, а вторым входом - с первьм выходом счетчика; второй выход которого подключен к входу Установка нуля первого триггера,еди1НИЧНЫМ входом подключенного к выходу 4:: 4 формирователя импульсов, а прямым и инверсным выходами - соответственно к третьему входу третьего лоГичес- . кого элемента И и к второму входу пятого логического элемента И, третьим входом соединенного с прямым выходом второго формирователя одиночного импульса, причем входы Установка нуля счетчика и второго триггера подключены через делитель частоты к выходу генератора опорной частоты, соединенного с вторым входом четвертого логического элемента И.

() 9) () )) СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (5!) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3627203/24-07 (22) 27.07.83 (46) 07.03.85. Бюл. К- 9 (72) В.Ф.Митина (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621. 316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

NI 725178, кл. H 02 P 5/06i 1978.

2 ° Авторское свидетельство СССР е

У 898580, кл. Н 02 P 5/06) 1979. (54)(57) цИФРОВОИ ЭЛЕКТРОПРИВОЛ, содержащий электродвигатель постаянногс тока, снабженный датчиком скорости, подключенным к, первому логическому элементу ИЛИ, задающий генератор, первый и второй логические элементы И, первый формирователь одиночного импульса и последовательно включенные реверсивный счетчик, цифроачаI логовый преобразователь и усилитель мощности, соединенный с электродвига телем, причем к выходам реверсивного счетчика подключены входы первого логического элемента И, выход которого соединен с первым входом первого формирователя одиночного импульса, вторым входом подключенного к первому выходу задающего генератора, выходом — к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, а выход — с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу вычитания реверсивного счетчика, отличающийся тем, | что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий логический элемент И, первый триггер и пос- . ледовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты, второй формирователь одиночного им пульса, другим входом подключенный к выходу датчика скорости, формирователь импульсов, второй триггер, четвертый логический элемент И, счетчик, пятый логический элемент И и второй логический элемент ИЛИ, другим входом подключенный к первому выходу задающего генератора, выходом— к входу сложения реверсивного счетчи. ка, инверсный выход второго формиро-. вателя одиночного импульса подключен к первому входу третьего логического элемента И, выходом соединенного с третьим входом первого логического элемента ИЛИ, а вторым входом — с первьм выходом счетчика; второй вьг ход которого подключен к входу "Установка нуля" первого триггера,.еди ничным входом подключенного к выходу формирователя импульсов, а прямым и инверсным выходами — соответственно к третьему входу третьего лоГического элемента И и к второму входу пятого логического элемента И, третьим входом соединенного с прямым выходом второго формирователя одиночного импульса, причем входы "Установка нуля" счетчика и второго триггера подключены через делитель частоты к выходу генератора опорной частоты соединенного с вторым входом четвертого логического элемента И.1144181

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных системах, к ко- торым предъявляются требования обеспечения большого быстродействчя и высокой статической точности;

Известен цифровой электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, -за; ающий генератор, реверсивный счетчик, цифроаналоговый 1Р преобразователь, усилитель мощности, включенный в цепь двигателя, и дат- е чик скорости, на входы реверсивного счетчика которого непрерывно подаются частоты двух импульсных последова- 1 тельностей,. одна из которых пропорциональна заданной,.скорости, а вторая — действительной скорости электродвигателя, и пропорционально коду реверсивного счетчика формируется gp управляющее воздействие на электродвигатель f1) .

Недостатком устройства является большое время переходного процесса, так как сравнение частот в цени об- 25 . ратной связи производится на реверсивном счетчике.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является цифровой электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженный датчиком скорости, подключенным к логическому элементу ИЛИ, задающий генератор, первый и второй логические элементы И, первый формирователь одиночного импульса и последовательно включенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный с электродвигателем, причем к выходам реверсивного счетчика подключены входы первого логического- элемента И, выход которого соединен с первые входом первого формирователя одиноч= ного импульса, вторым входом подклюt чеиного к первому выходу задакщего генератора, выходом — к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, а выход - с вторым входом первого логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу вычитания реверсивного счетчика (2J .

Недостатком известного электропривода является малое .быстродействие

Целью изобретения является повииение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженный датчиком скорости, подключенным к первому логическому элементу ИЛИ, задающий генератор, два логических элемента И, первый формирователь одиночного импульса и последовательно включенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный с электродвигателем, причем к выходам реверсивного счетчика подключены входы первого логического элемента И, выход которого соединен с первым входом первого формирователя одиночного импульса, вторым входом подключенного к первому выходу задающего генератора, выУ ходом — к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, а выход — с вторым входом первого логического элемента КПИ, выходом подключенного к входу вычитания реверсивного счет— чика, допополнительно введены третий логический элемент И, первьй тригФ гер и последовательно соединенные генератор опорной; частоты, делитель частоты, второй формирователь одиночного импульса, другим входом подклоченный к выходу датчика скорости, формирователь импульсов, второй триггер, четвертый логический элемент И, счетчик, пятый логический элемент И и второй логический элемент ИЛИ, другим входом подклоченный к первому выходу задающего генератора, выходомк входу сложения реверсивного счетчика, инверсный выход второго формирователя одиночного импульса подключен к первому входу третьего логического элемента И, выходом соединенного с третьим входом первого логичес- кого элемента ИЛИ, а вторьи входемс первьЪе выходом счетчика, второй выход которого подключен к входу "Установка нуля" первого триггера, единичным входом подключенного к выходу формирователя импульсов, а прямым и инверсным выходами — соответственно к третьему входу третьего логического элемента И и к второму входу; пятого логическorо элемента И, третьим входом соединенного с прямым выходом второго формирователя одиночного импульса, причем вход "Ус3 11441 тановка нуля" счетчика и второго триггера подключен через делитель частоты к выходу генератора опорной частоты, соединенного с вторым входом четвер-! того логического элемента И.

На чертеже представлена функцио-, нальная схема цифрового электропривода.

Предлагаемое устройство содержит . электродвигатель 1 постоянного тока, снабженный датчиком 2 скорости, подключекньм к первому логическому элементу ИЛИ 3, задающий генератор 4, два логических элемента И 5 и 6, первый формирователь 7 одиночного импульса, последовательно включенные

- реверсивный счетчик 8, цифроаналоговый преобразователь 9 и усилитель 10 мощности, соединенный с электродвигателем 1. K выходаи реверсивного счет- о чика 8 подключены входы первого логического элеиента И 5, выход которого соединен с первым входби первого формирователя 7 одиночного импульса, .вторьи входом подключенного к первому выходу задающего генератора 4, выходом — к первому входу вторбго логического элемента И 6, второй вход которого .соединен с вторыи выходом задающего генератора 4, а вьг- - © ход — с вторик входои первого логического элемента ИЛИ 3, выходом подключенного к входу вычитания реверсивного счетчика 8. Электропривод также содержит третий логический 35 элемент И 11, nepaN триггер 12 и последовательно соединенные генератор 13 опорной частоты, делитель t4 частоты, второй формирователь 15 одиночного ющульса, другии входои - 40 подключенный к выходу датчика 2 скорости, форинрователь 16 жпзульсов, второй триггер 17, четвертый логический элемент И 18, счетчик t9, жлый логический элемент И 20 и второй ло- 45 гический элемент ИЛИ 21, другим входом подключенный к первому выходу задающего генератора 4, высодои — к входу сложения реверсивного счетчика 8. 50

Инверсный выход второго формирователя 15 одиночного импульса подключен к первому входу третьего логического элемента И 11, выходом сое- диненного с третьим сходом первого 55 логического элемента ИЛИ 3, а вторым входом — с первьи выходом счетчика 19, второй выход которого подклю81 4 чен к входу "Установка нуля" первого триггера 12, едн;..ичный входом подключенного к выходу формирователя 16 импульсов, а прямым и инверсньи выходами — соответственно к третьему входу третьего логического элемента И 11 и к второму входу пятого логического элемента И 20, третьим входом соединенного с прямым выходом второго формирователя 15 одиночного импульса.

Входы "Установка нуля" счетчика 19 и второго триггера 17 подключены

epes делитель 14 частоты к. выходу енератора 13 опорной частоты, соединенного с вторым входом четвертого логического элемента И 18.

ЦифровсЛ электропривод работает следующим образом.

Требуемая скорость электродвигателя 1 задается частотой fy с первого выхода задающего генератора 4, поступающей через логический элемент ИЛИ 21 на вход сложения реверсивного счетчика 8. Цифроаналоговый преобразова > тель 9 формирует сигнал, пропорциональный коду реверсивного счетчика 8, который используется для управления через усилитель 10 мощности электродвигателем 1. Частота с выхода датчика 2 скорости, пропорциональная действительной скорости электродьигателя 1, поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 8 через логический элемент ИЛИ 3. В иомент времени, когда на реверсивном счетчике 8 записывается "нуль" во всех разрядах, логический элемент И 5 выдает сигнал запуска формирователя 7 одиночного импульса, на выходе которого при этом формируется один импульс, длительность которого кратна периоду образцовой частоты с первого выхода задающего генератора 4.

В течение времени, равного длительности импульса с выхода формирователя 7, открыт логический элемент И 6, и частота с второго выхода задающего генератора 4 поступает через логический элемент ИЛИ 3 на вычитающий вход реверсивного счетчика 8. Таким образом, после установления .реверсивного счетчика 8 в

"нуль" в него записывается код, соот-. ветствующий (с некоторой погрешностью) требуемому значению скорости электродвигателя 1. Периодически импульс с выхода генератора 13 опорной частоты через делитель 14 частоты

114418 устанавливает в "нуль" триггер 17 и счетчик 19 и запускает второй формирователь 15 одиночного импульса. На его выходе формируется один импульс, длительность которого Т кратна периоду частоты с датчика 2 скорости.

При этом на выходе формирователя 16 импульсов создается короткий импульс, совпадающий по времени с передним фронтом импульса Т . Импульс с выхода формирователя 16 устанавливает триггеры 17 и 12 в состояние "единица", при котором триггер 17 открывает логический элемент И 18, и частота mf (где т» 1) с выхода генератоо ра 13 поступает через логический элемент И 18 на вход счетчика 19. На первом выходе счетчика 19 формируется частота f = ttzf /n, а на втором выходе — частота f = mf /k, где и .! и к — коэффициенты деления счетчика 19, причем n c k. Импульсом с вто;рого ьыхода счетчика.19 триггер 12 устанавливается в, состояние "нуль".

Таким образом, на выходе триггера 12

25 формируется стабильный временной интервал T> = к/шЕ .

Сигналы с выходов формирователя 15 и триггера 12 коммутируют логические элементы И 20 и 11. Если То о Т, ЗО логический элемент И 20 закрыт, а ес ли Тс < Т, закрыт логический элемент И 11, Если То >. Т и (Т

Т ) „Т, (где Т вЂ” период частоос

"гы Е ), логический элемент И 11 в д течение времени (Тс — Т ) открыт для импульсов частоты f которые с его выхода поступают через!логический элемент ИЛИ 3 на вход вычитания реверсивного счетчика 8. Если Т > Т 40 и (Т - To) > Т, то логический ос элемент И 20 в течение времени (Т вЂ” То) открыт для импульсов час-. тоты f<, которые с его выхода поступают через логический элемент ИЛИ 21 45 на вход сложения реверсивного счет1 6

Ф чика 8. Таким образом, в результате одного или нескольких сравнений временных интервалов То и Т в "еверсивном счетчике 8 накапливается код, при котором скорость электродвигателя 1 устанавливается е погрешностью;. равной погрешности дискретности сравнения временных интервалов Т и 1,„, которая в данном случае определяется отношением

Tl mf, и п

Т Кв1 1с

Если разность То и Т по абсолют- ной величине меньше Т, то импульсы частоты f не проходят через логи{ ческие элементы И 20 и 11, а регулирование происходит по результатам коррекции кода реверсивного счетчика 8 при сравнении заданной частоты fO, которая с первого выхода задающего генератора 4 поступает через логический элемент ИЛИ 21 на вход сложения реверсивного счетчика 8, и частоты обратной связи, которая с выхода датчика 2 скорости поступает через логический элемент ИЛИ 3 на вход вычитания реверсивного счетчика 8. Процесс регулирования заканчивается при равенстве этих частот, так как при этом код реверсивного счетчика 8 не изменяется, и скорость вращения электродвигателя 1 постоянна.

Преимущество предлагаемого цифрового электропривода состоит в том, что за счет введения цепи сравнения временных интервалов, кратных периодам образцовой частоты и частоты обратной связи, создается возможность значительно сократить время установления скорости элек.родвигателя и уменьшить динамическую погрешность при сохранении ьысокой статической точности.

1144181

Составитель Н.Корева

Техред С.Легеза КорректорО.Билак.

Редактор В.Данко

Филиал ППЛ "Патент", r.Загород, ул.Проектная, 4

Заказ 943/44 Тираа 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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