Электропривод

Электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) Изобретение относится к электротехнике , в частности к системам автоматического регулирования скорости электродвигателя с частотным датчиком и фазовым компаратором в канале регулирования о Целью изобретения является повышение точности, упрощение и уменьшение времени настройки динамических характеристик. Электропривод имеет повышенную точность настройки динамики электропривода с частотным датчиком, требует меньше времени для этой настройки и отличается ее простотой ввиду уменьшенной дискретности изменения коэффициента настройки пропорциональной составляющей регулятора электропривода, уменьшенную дискретность временного интервала ,, вычитаемого из периодов измеренной частоты, установка к-рого происходит одновременно с изменением коэффициента пропорциональной составс ляющейо 1 ило (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1390757 А1 (д) 4 Н 02 P 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Ceggs;.. .k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4149587/24-07 (22) 21.11 .86 (46) 23.04.88. Бюл. 9115 (72) И.В. Рябоконов, Б.А. Староверов и В.Г. Терехов (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 559226, кл. G 05 D 13/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 955471, кл. Н 02 P 5/00, 1982. (54) . ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического регулирования скорости электродвигателя с частотным датчиком и фазовым компаратором в канале регулирования. Целью изобретения является повышение точности, упрощение и уменьшение времени настройки динамических характеристик. Электропривод имеет повышенную точность настройки динамики злектропривода с частотным датчиком, требует меньше времени для этой настройки и отличается ее простотой ввиду уменьшенной дискретности изменения коэффициента настройки пропорциональной составляющей регулятора электропривода, уменьшенную дискретность временного интервала, вычитаемого из периодов измеренной частоты, установка к-рого происходит одновременно с изменением коэффициента пропорциональной состав- а ляющей. 1 ил.

1390757

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического регулирования скорости электродвигателя c.. частотным датчиком и фазовым компаратором в канале

5 регулирования.

Цель изобретения — повышение точности, упрощение и уменьшение времени настройки динамических характерис- 1> тик.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 с частотнь|м датчиком 2 скорости, первый задатчик 3, генератор 4 импульсов, выход которого через последовательно соединенные первый управляемый делитель 5 частоты, фазовый компаратор 6 и силовой 2р ключ 7 подключен к якорной обмотке электродвигателя 1. Вход второго делителя 8 частоты через формирователь 9 импульсов подключен к выходу частотного датчика 2 скорости, а 25 кйлход к входу начальной установки третьего управляемого делителя 10 частоты. Кроме того, выход генератора 4 импульсов подключен к первому входу первого логического элемента И Зр

11 и к счетным входам третьего, четвертого и пятого управляемых делителей .10, 12 и 13 частоты. Выход первого управляемого делителя 5 частоты соединен с его входом управления начальной уставкой. Входы задания кодов начальной установки третьего и четвертого управляемых делителей 10 и. 12 частоты подключены к выходу первого задатчика 3. Выход второго за- 4р датчика 14 соединен с входом задания кода начальной установки пятого управляемого делителя 13 частоты, входом управления начальной установки соединенного с его выходом, первым вхо,ом второго логического элемента И

15 и первым входом третьего логического элемента И 16.

Вход управления начальной установкой четвертого управляемого дели" 5р теля 12 частоты подключен к выходу второго делителя 8 частоты и входу начальной установки счетчика 17.

Счетный вход счетчика 17 подключен к выходу второго логического элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом четвертого управляемого делителя 12 частоты. Выходы третьего управляемого делителя 10 частоты и счетчика 17 соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 18, выходом подключенного к второму входу первого логического элемента И 11, входу логического элемента НЕ 19 и одновибратора 20. Выход одновибратора 20 соединен с входом начальной установки реверсивного счетчика 21, вход прямого счета которого подключен к выходу первого логического элемента И 11. Вход обратного счета реверсивного счетчика

21 соединен с выходом. третьего логического элемента И 1 6, вторым входом соединенного с выходом логического элемента НЕ 19. Выход реверсивного счетчика 21 подключен к второму входу фазового компаратора 6.

Электропривод работает следующим образом.

Импульсы эталонной частоты йз, получаемой делением на первом делителе 5 в и раз частоты fгенератора 4, сравниваются по фазе со скорректированными импульсами частоты f zÄ ° Частота f в среднем равна измеренной частоте f < и HMBBT фазовый сдвиг пропорциональный корректирующему сигналу. Частота f „получается путем деления вторым делителем 8 частотного сигнала, вырабатываемого частотным датчиком 2, соединенным с валом исполнительного электродвигателя

При этом сигнал с частотного датчика предварительно формируется формирователем 9. С приходом каждого импульса частоты f z фазовый компаратор 6 подключает через силовой ключ

7 исполнительный электродвигатель 1 к сети, а с приходом каждого импульса частоты f д выдает сигнал на торможение исполнительного электродвигателя, т. е. среднее напряжение на электродвигателе 1 пропорционально разности фаз сравниваемых частот

КЭ и fè„, Коррекция, необходимая для обеспечения устойчивой работы электропривода и работающая только при небольших рассогласованиях частот и и fц, осуществляется изменением фазы сигнала. частоты f. „ на величину, пропорциональную отклонению скорости вращения вала исполнительного двигателя. Установившийся режим работы устройства возможен только при

f,=f „ или Т =Т „. Поэтому отклонение скорости от установившегося значения

1390757

Учитывая, что

1 3ди 1 1 в получим (3) Иэ Тэ и

2 2Т„ (4) (Ж-Т )К = ——

Тэ

M 0 м 2 э (1) 20 п Тэ п = — — = — — —, К 2K (5) э

2 г э г э (8) M 11 эмап п

2 2 (2) 55

1 и Т =T (1- — — -) г г э 2К ю (9) можно выявить, сравнивая период T измеренной частоты с периодом Тэ эталонной частоты.

Для упрощения введения опережаю5 щего по фазе частоту. f„ сигнала при отрицательной разности сравниваемых периодов, возникающей при отклонении скорости вращения двигателя вверх от установившегося значения, в электро- 10 привод вводится начальный сдвиг по фазе в установившемся режиме (f„=f ) между измеренной f, и скорректированной fð„ частотами такой величины, чтобы расширенная к К раз разность между периодами Т „ и вычитаемым временным интервалом Т, была равна половине периода Т эталонной частоты где К вЂ” коэффициент расширения отклонения, выбираемый из условия обеспечения устойчивой работы и качественной 25 динамики электропривода.

Коррекция измеренного сигнала осуществля ется следующим образом. По переднему фронту измеренной частоты в третий 10 и в четвертый 12 делители записывается код начальной установки от первого устройства 3 задания, а неренерсивный счетчик 17 устанавливается в ноль. Полная емкость третьего де теля 10 частоты равна 35 полной емкости первого делителя 5 частоты, а полная емкость четвертого делителя 12 частоты в два раза меньше. Соответственно, в третий делитель

10 частоты вносится от устройства 3

40 полный код начальной установки—

N „„, а в четвертый делитель 12 — в

Иэап два раза меньший

Импульсы на счетные входы третьего, четвертого и пятого делителей 10 12 и 13 подаются от общего генератора 4. Следовательно, четвертый делитель 12 полностью заполняет- 50 ся при поступлении на его вход п импульсов от генератора 4. Число этих импульсов определяется выражением где М вЂ” максимальная емкость делителей 5 и 10. где Т вЂ” период следования импульсов генератора 4.

До заполнения четвертого делителя 12 частоты через второй элемент

И 15 разрешено прохождение импульсов от пятого делителя 13 частоты в счетчик 17. Коэффициент деления пятого делителя 13 N =K „ определяется кодом начальной установки, подаваемым от второro устройства 14 задания . При переполнении этого делителя начальный код вносится вновь. Следовательно, в счетчик 17 запишется и импуль. с сов

Тэ

K = ——

2ncTr

Выбором величины пс можно обеспечить изменение К с любой малой дискретностью, Сумматор 18 выдает сигнал разрешения на запись в реверсивный счетчик 21 через первый элемент И 11 импульсов с частотой генератора 4 при условии, что сумма содержимого счетчика 17 и текущего значения содержимого третьего делителя 10 превышает емкость (разрядность) сумматора 18 °

Текущее значение содержимого третьего делителя 10 пэ определяется как и э =1 зюэ +и г (6) где n „ — количество поступивших в делитель импульсов до момента переполнения сумматора 18, Переполнение сумматора произойдет при условии

М=п э+и с. (7)

Подставляя в (7) значения и и и

C и учитывая (3), получим

1390757

Обозначая n„T Т, получим

Т =(1 — — ) Т

1 о 2К э.

У (10) Хэ л Т вЂ”-2К„ !

Спедовательно, 50

Тэ

Т =K 4Т=- — —.

Ик

Таким образом электропривод имеет повышенную точность настройки своей динамики с частотным датчиком, тре55 бует меньше времени для этой настройки, отличается простотой настройки благодаря тому, что имеет уменьшен5

Следовательно, вычитаемый из Т „ временный интервал То изменяется одновременно с изменением коэффициента КУ и имеет малую дискретность, соизмеримую с дискретностью измене- lp ноя периодов эталонной частоты. В момент переполнения сумматора 18 одновибратор 20 коротким импульсом сдрась1вает содержимое реверсивного сЧетчика 21. Если текущий период изме 15 рФнной частоты Т „, больше временногоийтервала Т» то в реверсивный счетчик 21 в период dT--T -Т записыи о вЭется информация, а в основное врею1 до прихода следующего импульса 20 измеренной частоты считывается. В момант обнуления реверсивного счетчика при считывании предвар:ительно запнсанной в него информации формируетс 1 сигнал измеренной скорректирован- 25 нОй частоты f „, который подается на второй вход фазового компаратора 6.

При записи информации через вход прямого счета на реверсивный счетчик

2l поступает с выхода первого элемен- gp та И 11 частота fr т.е. происходит счет импульсов f,,приходящих за время ьТ. При считывании информации через вход обратного счета на реверснвный счетчик через третий элемент

И 16 поступает частота в К у раз ниже.

Благодаря этому обнуление реверсивного счетчика 21 происходит через время, равное Т „=K „DT. Следовательно, происходит расширение разности DT 4p в К раз.

Кроме того, интервал Т „„при Т =Тд будет равен Т /2.

Действительно, при Т э=Т „имеем

ТЭ TО 45

В этом случае согласно выражению (10) ную дискретность изменения коэффициента настройки пропорциональной составляющей регулятора электропривода, уменьшенную дискретность временного интервала, вычитаемого из периодов измеренной частоты, не содержит аналоговых элементов,.а установка необходимого вычитаемого временного интервала происходит одновременно с изменением коэффициента пропорциональной составляющей.

Формула и з обретения

Электропривод, содержащий электродвигатель с частотным датчиком скорости, задатчик, генератор импульсов, выход которого через последовательно соединенные первый управляемый делитель частоты, фазовый компаратор и силовой ключ подключен к якорной обмотке электродвигателя, логический элемент И, одновибратор, второй делитель частоты, вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу частотного датчика скорости, а выход — к входу начальной установки третьего управляемого делителя частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности, упрощения и уменьшения времени настройки динамических .характеристик, в него введены второй задатчик, четвертый и пятый управляемые делители частоты, сумматор, счетчик, реверсивный счетчик, два логических элемента И, логический элемент. НЕ, выход генератора импульсов подключен к первому входу первого логического элемента И и счетным входам третьего, четвертого и пятого управляемых делителей частоты, выход первого управляемого делителя частоты соединен с его входом управления начальной установкой, входы задания кодов начальной установки первого,. третьего и четвертого управляемых делителей частоты подключены к выходу первого задатчика, выход второго задатчика соединен с входом задания кода начальной установки пятого уп-. равляемого делителя частоты„ входом управления начальной установки соединенным с его выходом, первым входом второго логического элемента И и первым входом третьего логического элемента И, вход управления начальной установкой четвертого управляемого делителя частоты подключен

1390757

Составитель Т. Рожкова

Техред А.Кравчук КорректорМ. Шароши

Редактор В. Данко

Заказ 1781/54

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 к выходу второго делителя частоты и входу начальной установки счетчика, счетным входом подключенного к выходу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого управляемого делителя частоты, выходы третьего управляемого делителя частоты и счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выходом подключенного к второму входу первого логического элемента И, входу

1 логического элемента HE и одновибратора, выходом соединеннного с входом начальной .установки реверсивного счетчика, вход прямого счета которого подключен к выходу первого логического элемента И, вход обратного счета соединен с выходом третьего логического элемента И, вторым входом соединенного с выходом логическо го элемента HE выход р евер сивного счетчика подключен к второму входу фазового компаратора.