1501240 - Синхронно-синфазный электропривод

Синхронно-синфазный электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам, предназначенным для высокоточного регулирования и стабилизации угловой скорости вала электродвигателя постоянного тока и его положения, и может быть применено в системах переработки и передачи текстовой информации, в приводах подач станков с ЧПУ и др. Цель изобретения - повышение точности стабилизации при сохранении быстродействия. Электропривод обеспечивает постоянное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной связи вне зависимости от момента нагрузки на валу двигателя 1, изменения напряжения питающей сети и влияния различных внешних факторов (температуры, влажности и т.д.). Выходной сигнал усилителя 13 управляет работой управляемого узла 8 задержки, который увеличивает время задержки с ростом напряжения управления. Введение дополнительной связи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокое быстродействие устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)4 Н 02 Р 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ и ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4353013/24-07 (22) 12. 10 ° 87 (46) 15. 08,89. Бюл. к- 30 (71) Ивановский энергетический институт им.В.И,Ленина (72) М.В.Фалеев, Р.М.Трахтенберг и А.Н.Ширяев (53) 621 ° 316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1) - 762119, кл . Н 02 P 5/16, 1977.

Авторское свидетельство СССР

i> 826539, кл, Н 02 P 5/16, 1976. (54) СИНХРОННО-СИНФАЗН Й ЭЛЕКТРОПРИВОЛ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам, предназначенным для высокоточного регулирования и стабилизации угловой скорости вала электродвигателя постоянного тока и его положения, и м,б, применено в системах переработки и

2 передачи текстовой информации, в приводах подач станков с ЧПУ и др, Цель ! изобретения вЂ” повышение точности стабилизации при сохранении быстродействия. Электропривод обеспечивает постоянное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной связи вне зависимости от момента нагрузки на валу двигателя 1, изменения напряжения питающей сети и влияния различных внешних факторов (температуры, влажности и т.д.). Выходной сигнал усилителя 13 управляет работой управляемого узла 8 задержки, к-рый увеличивает время задержки с ростом напряжения управления. Введение дополни- а тельной связи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛМЧАИЩЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокое быстродействие С устройства..2 ил °

1501240

Цель изобретения вЂ” повышение точности стабилизации при сохранении быстродействия °

На фиг. 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг, 2 вЂ” временные диаграммы его работы.

Синхронно-синфазный электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока с частотным датчиком 2 скорости, выходом соединенным с входом формирователя 3 импульсов, выход которого подключен к входу фазового дискриминатора 4, Силовой преобразователь 5 выходом подключен к якорной обмотке электродвигателя 1 постоянного тока, Генератор 6 задающей частоты выходом соединен с вторым входом фазового дискриминатора 4.

Одновибратор 7 входом соединен с выходом генератора 6 задающей частоты, а выходом подключен к первому входу управляемого узла Я задержки и первому входу первого элемента ИСК. ЮЧА(О(ЕЕ ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 4 и первым входом тристабильного элемента 10. Второй вход тристабильного элемента 10 через инвертор

11 подключен к выходу первого элемента ИСКЛОЧА(ОГ(ЕЕ ИЛИ 9 и первому входу второго элемента ИСКЛЮЧА(О(1(ЕЕ

ИЛИ 12, выходом соединенным с входом силового преобразователя 5.

Второй вход второго элемента ИСКЛОЧА(О1<(ЕЕ ИЛИ 12 подключен к выходу управляемого узла 8 задержки, второй вход которого подключен к выходу операционного усилителя 13 и одному выводу конденсатора 14, Другой вывод конденсатора 14 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 13 и, через первый резистор 15вЂ” с вьмодом тристабильного элемента 10 и одним выводом второго резистора 16.

Другой вывод второго резистора 16 подключен к выходу источника !7 напряжения смещения и неинвертирующему входу операционного усилителя !3. (г) 35

После прохождения через иивертор

11 импульс поступает на вход тристабильного элемента 10 и разрешает прохождение сигнала е выхода фазово40 го дискриминатора 4 через элемент

10 и резистор 15 иа вход операционного усилителя 13. Ве:и<чина входного сигнала V< для уси.<ителя 13 опвв ределяется как в

Vq вЂ” V для t4 ) tq, (2)

К„, == V< вЂ” Ч для t4 С7е (3) гдe V<>

V uV напряжение источника напряжения смещения 17; напряжения "1" и "0" на выходе элсмеита 10; период част<>ты генератора

6 задающей частоты.

Из (2) и (3) следует, что v, зави симости от соотношения n:.tt« <- <ьиостей выходного сигнала ли< кримииат< ра 4 и одновибратора 7 иа В «п усилитеЭлектропривод работает следующим образом, С выхода частотного датчика 2 скорости через формирователь 3 на вход фазового дискриминатора 4 поступают импульсь; с частотой f, пропорциональной скорости вращения нала электродвигателя 1. На другой вход фазового дискриминатора 3 поступают импульсы частоты f<; задающего генератора 6.

Фазовый дискриминатор 4 выявляет разность фаз частотных oи: налои задающего генератора 6 вЂ” 1ь и формирова15 теля f, Эта разность фаз пропорциональна величине угла поворота нала двигателя 1 относительно задаваемого г енератором б положения. Каждый импУ <ьс задающего генератора б аапусвЂ”

2р кает одновибратор 7, длительность импульса которог< меньше периода частоты f„ . Задний фронт импульса одновибратора 7 осущесз вляет синхронизацию управляемого узла 8 завЂ”

25 держки. Сигналы с выхода фазлв< го дискриминатора 4 д:и<те<явностью t 4 суммируются Hà шлеме«з е !1СК ПОЧА(О1(ЕЕ ИЛИ 9 с выходным импульс<зм одновибратора 7 длительн« ью t < . На

3р выходе элемента 9 ири зт< и ф>рмируется импульс, длительн< сть которого определяется как

01240

5 15 ля 13 появляется положительное или отрицательное напряжение, что приводит к уменьшению или увеличению его выходного напряжения

При наличии сигнала 0" на выходе элемента 9 выходы тристабипьного элемента 10 находятся в высокоимпедансном состоянии и, следовательно, напряжения на неинвертирующем и инвертирующем вхолах усилителя 13, соединенных через резисторы 15 и 16, равны, Усилитель >, B цепь обратной связи которого включен конденсатор

1и, по;дсрживаеч неи мен п и напряжение на вых,у;е, Выходной сигHää "с-ичителз 13 JJfl равляет работой управляемого уз:та задержки 8, кс 1орыл работает следующнм образом. При появлении заднего фронта импульса одновибратора 7 на выход: узла 8 задержки устанавливается сигнал 1, через некоторый промежуток времени, определяемый величиной сигнала не входе узла 8 задержки, на:. гс выходе ус тана вливается сигнал

0 причем с ростом напряжения управления величина задержки увеличивается. Узел 8 задержки подключен через элемент 12 к силовому преобразователю 5 таким образом, что уменьшение длительности импульса t приводит к росту напряжения на двигателе

Сигнал с выхода узла 8 задержки поступает на один из входов элемента ИС!СКЧЛЮЩЕ ИЛИ 12, где суммируется с выходным сигналом инвертора 11. На выходе элемента 12 присутствуют импульсы, длительность которых t

Изменение условий работы привода, 5 например, увеличение нагрузки на валу двигателя 1, приводит к уменьшению его скорости. При этом импульсы с датчика 2 скорости, сформированные формирователем 3, начинают отставать от импульсов генератора 6 задающей частоты, что приводит к увеличению длительности импульса с выхода фаэово) о дискриминатора. При этом на выходе элемента 10 появляются импульсы н

1 чт приводит к постоянному уменьшению напряжения на выходе усилителя 13, а сл .човательно, уменьшению длительности импульсов узла 8 задержки. Этот процесс является медленным вследствие относительно большей постоянной времени Т усилите<э ля 13. Для увеличения быстродействия устройства на вход силового преобразователя 5 через элемент 12 поступат сигнал с выхода инвертора 11, который в течение того промежутка врем. ни, когда усилитель 13 только ачинает отрабатывать внешнее воэi.::éñòâèå, увеличивает длительность им. у. ьсов на входе силового преобразователя 5, что приводит к быстрому росту напряжения на двигателе 1 и его интенсивному возврату в исходное положение (фиг.2, участок ZZ). По мере уменьшения напряжения с усилителя 13 увеличивается доля напряжения, подаваемого на двигатель 1 от усилителя 13, а величина рассогласования частот f< и f > стремится к длительности импульса одновибра4o dopa 7, t lД t8 + (t4 t7)

IIocïå усиления силовым преобразователем 5 эти сигналь поступают на двигатель 1, Установившееся состояние достигается только в том случае, если выполняется условие (5)

tll t7Â что свидетельствует о том, что в установившемся режиме работы импульcbl датчика 2 скорости жестко привязаны к заднему фронту импульсоВ одновибратора 7, а следовательно, и к импульсам генератора 6 задающей частоты. Этот режим работы электроприВ случае резкого уменьшения мо-. мента нагрузки на валу двигателя 1, когда импульсы с датчика 2 скорости

45 начинают опережать импульсы генератора 6 задающей частоты (фиг. 2, участок ZZZ) устройство работает почти аналогично, только в этом случае импульсы длительностью (t -t4) вычитаются из имульсов с выхода узла

8 задержки, что приводит к резкому уменьшению напряжения, подаваемого через силовой преобразователь 5 на двигатель 1, Устройство обеспечивает постоянное взаимное расположение импульсов генератора 6 задающей частоты и датчика 2 обратной связи вне зависимости оТ момента нагрузки на валу дви1501240

Составитель Т,Рыжкова

Редактор М.Товтин Техред t1.Õîëàíè÷ Корректор Т. Папин

Заказ 4888/54

Тираж 550

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК}1Т СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 гателя 1, изменения напряжения пи1 тающей сети и влияния различных внешних факторов (температуры, влажности и т,д.), Введение дополнительной

5 связи с выхода инвертора 11 на вход элемента ИСКЛЮЧАЮ1 (ЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает высокой быстродействие устройства.

1О

Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я

Синхронно-синфазный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока с частотным датчиком скорости, выходом соединенным с входом формирователя импульсов, выход которого подключен к входу фазового дискриминатора, силовой преобразователь, выходом подключенный к якорной обмотке электродвигателя постоянного тока, генератор задающей частоты, выход которого соединен с вторым входом фазового дискриминатора, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации при сохранении быстродействия, в него введены инвертор, два элемента ИСКЛЮЧАЮГ!ЕЕ

ИЛИ, тристабильный элемент, операционный усилитель, управляемый узел задержки, источник напряжения смешения, два резистора, конденсатор и одновибратор, вход которого соединен с выходом генератора задающей частоты, а выход подключен к первому входу управляемого узла задержки и первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора и первым вх .дом TpH(табильного элемента, к вто-, -му I: îöó которого через инвертор подключен выход первого элем -нта ИСЫ&!Ч. % ЕЕ ИЛИ и первый вход второго злемг нта ИСК1ПОЧАЮ1!!ЕЕ

Иг1И, ььгход которого с епинен с входом силового преобра ователя, а второй вход вЂ” с выходом управляемого узла задержки, второй вход котор згv подключен к выходу операционного усилителя и одному выводу кснде .сатора, другой вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через первый резистор с выходом тристабильного элемента и одним выводом второго резистора, другим выводгм подключенным к выходу источника напряжения смещения и неинвертнруюшему вход опг.раппе нного усилителя.

Синхронно-синфазный электропривод

Патент 1501240