Устройство для изменения частоты вращения электродвигателя постоянного тока

Устройство для изменения частоты вращения электродвигателя постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Повышение точности измерения частоты вращения обеспечивается за счет того, что формирование сигнала, пропорционального частоте вращения , осуществляется с помощью корректирующего звена 11 путем вычитания из напряжения, снимаемого с диагонали тахометрического моста 1, напряжения, подводимого к электродвигателю. Статические и динамические коэффициенты по входам корректирующего звена 11 выбираются таким образом, чтобы сигнал на выходе устройства соответствовал ЭДС электродвигателя как в статических, так и в переходных режимах. Высокочастотные пульсации сигнала ЭДС, вызванные наличием пульсаций питающего электродвигатель напряжения, устраняются с помощью звена 7 выделения переменной составляющей, инвертирующего усилителя 8 и сумматора 9. 2 ил. S (Л 00 о со 00 to cpus.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1!

su 4 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3990857/24-07 (22) 16. 12.85 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Украинский государственный проектный институт «Тяжпромэлектропроект» (72) E. В. Бонгард, Н. Г. Кадомский, И. Д. Розов, В. П. Руденко и В. И. Холодный (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 372632, кл. Н 02 Р 5/06.

Авторское свидетельство СССР

¹ 634426, кл. Н 02 К 11/00. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТЫ ВРАШЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Повышение

ÄÄSUÄÄ 1310982 точности измерения частоты вращения обеспечивается за счет того, что формирование сигнала, пропорционального частоте вращения, осуществляется с помощью корректирующего звена 11 путем вычитания и-, напряжения, снимаемого с диагонали тахометрического моста 1, напряжения, падводимого к электродвигателю. Статические и динамические коэффициенты по входам корректирующего звена 11 выбираются таким образом, чтобы сигнал на выходе устройства соответствовал ЭДС электродвигателя как в статических, так и B переходных режимах. Высокочастотные пульсBllèè сигнала ЭДС, вызванные наличием пульсаций питающего электродвигатель напряжения, устраняются с помощью звена 7 выделения переменной составляющей, инвертирующего усилителя 8 и сумматора 9. 2 ил.

1 2(Р)—

Яял 1+РТяи

Ялк 1+РТлк (2) где Яяя, Ялк — активные сопротивления соответственно якорной цепи элект родвигателя и обмоток компенсационной и дополнительных полюсов;

Тя», Tu« — постоянные времени соответст венно якорной цепи электродвигателя и обмоток 3 компенсационной и дополнительных полюсов.

Устройство работает следующим образом.

ЭДС двигателя постоянного тока определяется соотношением

En = Uu — IR«u(1 +PT«u) (3) где I — ток якорной цепи двигателя.

Для напряжения ЛУ в диагонали моста справедливо соотношение

AU=y ч„ (4) где „, — потенциалы точек А и В, определяемые соотношениями:

131

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты вращения в переходных режимах.

На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения частоты вращения; на фиг. 2 — схема корректирующего звена.

Устройство для измерения частоты вращения электродвигателя постоянного тока содержит тахометрический мост 1, в одну пару плеч которого включены якорь 2 электродвигателя и обмотки 3 компенсационная и дополнительных полюсов, в другую пару плеч включен потенциометр, резисторы 4 и 5 которого пропорциональны соответственно активным сопротивлениям якоря 2 электродвигателя и обмоток 3 компенсационной и дополнительных полюсов, первый датчик 6 напряжения, вход которого подключен к выходу тахометрического моста 1, последовательно соединенные звено 7 выделения переменной составляющей, инвертирующий усилитель 8 с единичным коэффициентом усиления и сумматор 9, второй вход которого подключен к входу звена 7 выделения переменной составляющей сигнала, а выход является выходом устройства, которое также содержит второй датчик 10 напряжения и корректирующее звено 11, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго и первого датчиков 10 и 6 напряжения, а выход соединен с входом звена 7 выделения переменной составляющей, причем корректирующее звено по первому и второму входам имеет соответственно передаточные функции:

Р(Т вЂ” Тл )

Wi(P) = — — — — -;

1+РТлк

0982 5

Ч к (а

*R<+Rg (5) ((, -E) -(+ Т ")

R«u (1+РТ«я)

При подстановке (5) в

R r>

Л (7= Ь „" — — (U; E.)

Р4+Л5. (6) (4) получаем

Ra«(1+PTu«)

Я (1 +РТ.u) (7) 10

С учетом того, что

Рлк

Ял+ — Rя R«u (8) 15 имеем

Рл«Р(Тяп Тдк

ЛУ = (/л

Ru«! 1 + РТя к) + Кл«(1+ РТлк) (9)

20 " Ruu (1+PT«u)

Из (9) ЭДС двигателя определяется выражением

Ел —— AU ° +

25 (10)

Сигнал на выходе корректирующего звена 11 определяется по формуле

Uuuк,1 — — — Uu W1(Р)+Х U- W (P) . (11) Подстановка значений Wi(P) и W (P) в (11) из (1) и (2) дает ц gUR«u 1 ) РТял

R- 1+РТл

Р(Т u — Т ) (12)

1+РТлк что соответствует выражению (10), т. е. имеет место равенство

Uss xxÄ = Eu. (13) Сигналы U и AU содержат не только постоянную составляющую полезного сигнала, но также и помехи в виде переменной

45 составляющей. Отметим, что постоянная составляющая также изменяется во времени однако частота этих изменений существенно ниже частоты помех. Сигнал с выхода корректирующего звена 11, имеющий в своем составе переменную и постоянную состав50 ляющие, поступает на первый вход сумматора 9 и на вход звена 7 выделения переменной составляющей, которая инвертируется усилителем 8 и поступает на второй вход сумматора 9.

При суммировании этих сигналов в сумматоре 9 переменная составляющая сигнала на первом входе компенсируется равным по величине, частоте и форме, но находящимся в противофазе, сигналом, поступаю1310982

P Cl.RO ф ov, (P}= — — — ——

1+ P. СО.RO

RO{1+P С2-R2) Wow(P)= — — — — — — -.

R2(1+ P CO ЯО) Полагая, что (16) СОЯО = T.

C2R2= Т (17) (18) C 1 RO = Тяч — Тлк,.

RO R"

R2 Т ..« (19) Р(Т вЂ” T. 1

Ю,(Р)= — — : — =-;

1+ РТ. ° (20) В 1-т,„ со

ВНИИПИ Заказ 1764//53 Тираж 661 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4 з щим на второй вход сумматора 9. При этом сигнал на выходе сумматора 9 соответствует постоянной составляющей выходного сигнала корректирующего звена 11, т. е. ЭДС и частоте вращения электродвигателя.

На фиг. 2 представлена схема одного из вариантов технической реализации корректирующего звена 11, построенная на основе операционного усилителя. Входная цепь операционного усилителя (ОУ) по первому входу состоит из конденсатора Сl. Входная цепь по второму входу состоит из параллельно соединенных конденсатора С2 и резистора Р2. В цепи обратной связи ОУ также параллельно соединены конденсатор СО и резистор PO.

Передаточные функции ОУ по первому и второму входам соответственно равны: получим необходимые соотношения: р, р i,— — — ò..

Уl оь,(Р) = Wg(P) = — — ° — — —Rsu 1+РТ. (21)

R;. 1+РТi

Таким образом, введение дополнительного корректирующего звена позволяет учесть влияние индуктивностей якорной цепи двигателя и получить сигнал, соответствующий ЭДС и частоте вращения электродвигателя как в стационарных, так и в переходных режимах.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее тахометрический мост, в одну пару плеч которого включены якорь электродвигателя и обмотки компенсационная и дополнительных полюсов, во вторую пару плеч которого включен потенциометр, резисторы которого пропорциональны соответственно активным сопротивлениям якоря элект10 родвигателя и обмоток компенсационной и дополнительных полюсов, первый датчик напряжения, вход которого подключен к выходу тахометрического моста, последовательно соединенные звено выделения переменной составляющей сигнала, инвертирующий усилитель с единичным коэффициентом усиления и сумматор. второй вход которого подключен к входу звена выделения переменной составляющей сигнала, а выход является выходом устройства, отличаю1ие20 еся тем, что, с целью повышения то(ности измерения частоты вращения в переходных режимах, в него введены второй датчик напряжения, подключенный к зажимам элеhTродви гателя, и корректирующее звено, Ilepвый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго и первого датчиков напряжения, а выход соединен с входом звена выделения переменной составляющей, причем корректирующее звено

IIo первому и второму входам имеет ооТ3р ветственно следующие передаточные функции: где Яяк, Rx« — активные сопротивления сооТветственно якорной цепи двигателя и обмоток компенсационной и дополнительных

40 полюсов;

Т., Т.- — постоянные времени соответственно якорной цепи двигателя и обмоток компенсационной и дополнительных полюсов.