Цифровой регулятор скорости вращения электрического привода

Цифровой регулятор скорости вращения электрического привода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 495649

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.73 (21) 1975324/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 02.03.76 (51) М. Кл. G 05d 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

О. А. Гусев и Б. Н. Пытляк (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА

Известен цифровой регулятор скорости вращения электрического привода, содержащий блок измерения скорости, первый выход которого подсоединен ко входу блока задания скорости, второй — к первому входу суммирующего счетчика, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход которого подсоединен к третьему выходу блока измерения скорости. Выход блока памяти соединен с цифроаналоговым преобразователем. B известных регуляторах при перестройке задания в сторону большей скорости во время переходного процесса регулирующий орган привода (двигатель, муфта и т. п.) подвергается длительным большим перегрузкам, которые могут вывести его из строя. Особенно велики перегрузки при вращении привода с большими маховыми массами.

При перестройке задания в сторону увеличения скорости первое время привод из-за своих инерционных качеств сохраняет прежнюю скорость. При этом длительность измеряемого интервала времени, а следовательно. и число импульсов кварцевого генератора блока измерения скорости, приходящих в счетчик за этот интервал, не успевает уменьшиться, а число, приведенное из блока задания, возрастает. Это приводит к появлению в двух младших декадах счетчика числа, много большего, чем было записано в блоке памяти при предыдущем измерении, достигая своего максимального значения 65, соответствующего верхнему пределу диапазона регулирования в цифровой форме, т. е. даже при незначитель5 ной перестройке задания (например на

50 об/мин.), когда установившийся ток регулирующего органа мало отличается от тока при предыдущем меньшем значении скорости, во время переходного процесса напряжение на выходе цифро-аналогового преобразования резко возрастает. вызывая соответствснно увеличение нагрузки на приводной двигатель, которая может оказаться недопустимой. Это затрудняет эксплуатацию привода и снижает надежность его работы.

С целью повышения надежности работы и улучшения эксплуатационных характеристик привода в предлагаемьш регулятор введены последовательно соединенные первый элемент

20 «И» и триггер, второй элемент «И» и реверспвный счетчик, регистр и счетчик кратности, вход которого подключен к третьему выходу блока измерения скорости, выход — к первому входу регистра, второй вход которого под25 соединен к выходу счетчика кратности, а выход — ко второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого подсоединен ко входу блока задания скорости, а выход — ко входу блока измерения скорости, второй выход

30 которого подсоединен ко второму входу перво3 го элемента «И», а вход первого элеме)кга

:>3»>р"!ОП) >!.0 С>!»Т>»>к ) ! 1i) чсртсжс прпв(>Д(п>1 ф > пкцпонильпи5! схсм >) прсдлlс>)0; о цп(1) рОВОГО рсГу л51Topa. (эсгу iHTop содсржит блок 1 H3)repcJIH5) ск0рост;: (БИ), состоя)ций из формирователя 2, л)и:пи задержки 3, кварцевого НОНерНТора 4, триггера 5 установки, ключа 6, формирователя 7 и логической схемы 8, блок 9 задипия (БЗ), четырехдекадпый суммирующий счетчик (СЧ) 10, двухдекадпы блок 11 памяти (БП). I)c„)>лЯтор со «»КНТ такжс пифро-апалоговый преобрoçîèûòñëü (HAII) 12, блок 13 поиска диапазона (Б!(Д) и блок 14 защиты привода (БЗП), состоящий из тр;>ггера 15, управлсппя, первого элсмепта «И» 6, второго элсмспта «I !» 17, двухдекадпого регистра 18, дву: декадного рсвсрсивпого двоичпо-десяти-)гого счетчика 19 и двоичного счетчика 20 кратности. Вход первого элемента «И» 16

1>ЗР! 14 подключен к выходам разрядов СЧ

10 тики)я образом, что импульс на его выходе появляется при поступлспии в счетчик 9900 п)»)ульсов. В рсверсивпом счетчике 19 спача° I>1 0 > ЩССТВЛЯСТС51 ОП(.РЗЦПЯ ВЫ>)HT(ll»151;Io

IОл l!ОГО Вычет>) IHc ча, 3>п)исаппОГО В Hcм, 3» тем направление счета изменяется (с no1n>rIb>o триГГера знака, содер)кащсГОся В счетчике .» »e показанпого па чертеже). Импульс па выходе счетчика 19 появляется с приходом

В счетчик пяти импульсов после измспеппя паправлспия счета. Счетчик 20 кратности сбрасывается в исходпос состояппс своим вы.;одным импульсом.

Цифровой регулятор работает следу>ощим образом. (Iри поступлении импульса рсгистрирующеIo устройства датчика скорости на Выход формирователя 2 БИ 1 в последпем формируется передний фронт интервала времени. длительность которого пропорциопальпа скорости вращения привода. При этом задание nepenocilTc5r из БЗ 9 в СЧ 1О, число, 3aHIrci)HHoc в регистре 18 БЗП 14 переносится в реве;)сивпый счетчик 19, а через время задержки элсмепта 3 переключается триггер 5 установки, отпирая ключ 6. Затем происходит измерепис длитсльпости интервала времени, пропорциоIIi льпого скорости вращения, посредством псдсчета в СЧ 10 суммарного числа импульсов, введенных параллельным кодом из блокi) задания 9 и приходящих за измеряемый HHтсрвал от кварцевого генератора 4. Измсрспие заканчиВается с приходом имH> ëbci) др 5гого регистрирующего устройства датчики скорости па вход формирователя 7. Пр): этом фор)>пруетс5! Задний фрОнт измсp5iс);0 ) иптсрвала. Одноврсмепно в логической схеме 8 форъ>ируется импульс контроля состоя.r)JIJ

СЧ 10 выбранному диапазону рсгулпровгп»)я в цифровой форме, т. е. суммарному числу импульсов в СЧ 10 (9910 — 9965). Если такого соответствия нет, то блок 13 поиска диапазо па устанавливает две младшие декады СЧ 10 (9 6 9

В COCTG5111)!(, СООТВС) С Гз > !0;))(33 )О >1 H, 1 и !!! r0>) С крик> Диипизопи (10 )Jl),) 65) в зивпсп:(и т)

1>(СOH;J;) > 1>»5-, »И; С>! В .>,; ГЧ-:;, ио, (; ° -,-и

8 >)>1>РО-i >! >и "т(. 51;!3))) " ))("!Ози))п(и ) п(1>0 ),> мi Ппп> Зиl!!!Си)! .01! В дв) х >)л()дн)их дск>)дик

1 О В (10К ) )) i!i!51TH I, ССЛ>I <." Ть р >)!31)(.

» )BIO) "1! ;I H) I)I > . !.>C и и 131> хОДС СЧСТ»IKi) 20 Kj)H

Ности, то 1. в регистр 18. Да".ñå СЧ 10> эле.;спты Б11(13 и БЗI! 1-! Сбрасываются в ис)<од30 ное состояппс. Ин()oj))J!Il:m, зиключснпия >3

1)1 I i i, Прссбр >)3>) СТС5 В II 3 )l j) 5)H

j) Cl >ЛИР OCT С; О,) 0 "! Ь В) >) ГЦСП И 5! ПРИГОД(!.

1! рН пз >1 спспl:и кода 13 с! 0, )Оп > уВсли lp)iH51

CHOP(. 1 РСЗКОС BOÇP>)СТ ИП> С С) . ° )1 с1РПОГО ЧПС

> ) 1;i !i:.! n3 .3i>con» СЧ 1 О Ог;) и !)r!<»)Hi)OTc5> c iro3JOII. ЫО БЗ(1 l - ), KOTopbl!! () i) GOT>)CT СЛСД )ollI)331 обр аЗОм.

11ðè постуглепии следующего импульса с

Дит )пки скорости па вход d)o;)31;i;)OHHTe;!51 2

2() Бl 1 )!овый код 3)ср(носится пз блока 9 задиппя в СЧ 10, а число, записипное в регистре

i8, перси >сывас-.ся в рсверсиип>III счетчик 19, пос,>с псрсклlо Iспия т )ПГгсра 5 > становки

H>)!)>)II i)CTC5I ДОСЧСТ с<>ВТ>»IКа 1 О H. >J)33 IbCi>мИ

2,> квирцсвого гei)cpaTopи 4, 11ðè Досгижспии в сгммир<ющсм с-!етчикс С3ммарпого числа импульсов, рав;юго 9900, ни выходе первого элемсIITI) <<И» 1 6 II05)B JßcTÑß 1>)I H3 Ibc, HcpcK))ю чаlоп)иl! риггcp 3 пр;>в IcHH51 15, который сво;о очередь оп)ирает второй элемент «И» 17.

Пр)! Зто . J)i!» .)»Ob) KHHpцевого генератора 4 с

13ьlходи клlо и 6 пост > li3IOT 13р тОлькО на Вход

С 1 10, но и пи вход рсзерсивпого счетчика 19. ! 3 Ч,!СЛИ„З>IППСЯННОГО В ПОСЛСДНС», НЯ»>Hа>OT

3) Вычит к(ься и)>-, льсы кварцевого геператори 4. IIo вычете раисе записанного числа полностью, т. е. при нуле в реверсивном счетчике 19, í >!!pàllë(.)lèc счета меняется и импульсь; начинают суммироваться. При приходе

40 пя)>:, им>>ульсов после изменения направлспия с,>ста па выходе рсверсивиого счетчика 19 появляется импульс, который возвращает триггер 5 установки БИ 1 в исходнос состоя)iHc. Таким образом с >ет в СЧ 10 заканчиваl) стся p;)Hblo)c, чс)! Па 1>хОД формироВателЯ 7 приходит; !.; пульс от регистрирующего устройcTBB д>)тчик>> скорости, а В СЧ 1 О оказыВается зи>п апш,>м число, большее записанного в !!))едыд щпй такт только ilH пять. С приходом

5 ) импульса дит !!IK;) скорости па вход формирователя 7 выходпымп импульсами логи<)еской схемы 8 Б И j 1 с с "Jc io>)i>TP Ib»o Осуl)цсствляется 1 01>т()оль и !!OH псоб.(o,lH)locTH кор;>скти

poHKa (Ч 10 согласно >>!ипазопу рсгулирова55 HI!)l В ц:.)фрово фор) с. псрсзип >сь числа, заi.i:cHHH0 о и двух млад)ппх декадах Cc(10, в

Оло пи))5!т>r ) 1 и, ссли и", выходс счетчlrKa ?О

«ратпостп есть ияпульс, то и В регистр 18 и

Зитс.. сброс г> пс;03»oc состояние СЧ 10, элс60 .,:сптов Б((Д j 3 БЗП 14. !10 )ре>(тировка сoстояния СЧ 10 мо)кст;>опадобиться в случае, сели В предыдущем такте в БП 11 было заHHCHHO IHC I)0, близкое i< макси)>а Hbllolih ЗНачспию 65. Перезапись ипфсрмации из СЧ 10 в

65 pclèñòp 18 осущсств 15)cTcH один раз за п им495649 пульсов перезаписи логической схемы 8, где и — коэффициент пересчета кратности 20.

В реверсивпый счетчик 19 из регистра 18 и гактов переписывается одно и то же число, а из СЧ 10 в блок памяти 11 все это время переписывается одно и то же число, большее на пять единиц числа, записанного в регистре 18, т. е. числа, которое было записано в БП 11 до изменешгл задания. Если через и тактов скорость приr;.>да не достигнет заданной величины, то после перезаписи в регистр 18 число импульсов в СЧ 10 и в БП 11 возрастает еще на 5 единиц.

Таким образо, возрастание напряжения на регулирующем элементе привода прп перестройке запани. : в сторону увеличения скорости осуществляется небольшими ступенями

Минимальпал абсолютная величина ступени (увеличение на 5 единиц числа в СЧ 10) должна быть больше разности между соседними значениями суммарного числа импульсов в

СЧ 10 при коррекции максимального возмущения по питающему напряжению или нагрузке при неизменном задании. Длительность перехода к новому значению скорости определяется коэффициентом пересчета и. Вели вша последнего выбирается в зависимости от инерционности привода, способности двигателя выдерживать перегрузки и может принимать значения от единицы до тысяч. В установившемся режиме при стабилизации заданной скорости, а также при перестройке задания в сторону уменьшения скорости. БЗ 14 не оказывает влияния на работу регулятора, так как триггер 5 установки переключается в исходное состояние обычным образом, т. с. импульсом формирователя 7, а не выходным IDIпульсом реверсивного счетчика 19.

Формула изобретения

11нфровой регулятор скорости вращения элсктрпчсского привода, содержащий блок из10 мсрснил скорости, первый выход которого подсоединен ко входу блока задания скорости, второй — к первому входу суммирующего счетчика, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход ко15 торого подсоединен к третьему выходу блока измсрсшгя скорости, отличающийся тем, ITo, с целью повышения надежности работы и улучшения эксплуатационных характеристик привода, в него введены последовательно сое20 диненные первый элемент «И» и триггер, второй элемент «И» и реверсивный счетчик, регистр и счетчик кратности, вход которого подключен к третьему выходу блока измерения скорости, выход — к первому входу реги25 стра. второй вход которого подсоединен к вы. оду суммирующсго счетчика кратности, а выход — ко второму входу реверсивного счстчика, третий вход которого подсоединен ко входу блока задания скорости, а выход — ко

30 входу блока измерения скорости, второй выход которого подсоединен ко второму входу первого элемента «И», а вход первого элемента «И» подключен ко второму входу суммирующего счетчика.