Регулятор скорости

Регулятор скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 55®gag (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявленс 03,01.75 (21) 2092246/24 (51) M. Кл.о

605 D 13/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР ео делам изобретений н открытий (23) Приоритет « (43) Опубликовано25.05,77. Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания21,07.77 (53) УДК 621.375,4 (088.8) Б. В. Новоселов, Р. М. Трахтенберг, Б. А. Староверов и В. П. Галас (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ привсдит к значительному уменьшенпо диепазона работы коррекции и даже к насыщению расширители.

Известен регулятор скорости, содержащий генератор импульсов, подключенньФ к первому делителю частоты, блок разделения импульсов, подключенный через последователь йо соединенные компаратор, преобразователь частоты, исполнительный двигатель, датчик скорости, первый формирователь импульсов ко второму делителю частоты, и второй фщьмирователь импульсов (21, Изобретение относится к управляемым системам автоматического регулирования скорости электропривода, в час гности к сис темам, содержащим фазовый дискриминатор в канале регулирования. 5

Известны устройства стабилизации и ре гулирования скорости вращения двигателя, содержащие последовательно соединенные частотный датчик скорости, формирователь импульсов, делитель частоты импульсов И датчика, корректирующее устройство, вклю чающее выявитель отклонения, расширитель и формирователь заднего фронта, устройся во разделения двух последовательностей импульсов, устройство сравнения, силовой и преобразователь и двигатель, а также г,за дающий генератор и делитель эталонной частоты, выход которого подключен ко втси рому входу устройства разделения jl).

В условиях колебаний напряжения питаю- 2р щей сети и температуры окружающей среды аналоговые времязадающне злементы, применяемые для получения интервала Т>, не способны обеспечить необходимую точность

1-2%. Такая нестабильность интервала 25

Такой регулятор скорости отличается низким быстродействттем и -за значитель ной инерционности обмотки возбуждения при регулировании потока возбуждения двигателя. Увеличение быстродействия может быть достигнуто путем регулирования тэка якоря двигателя. Однако привод с описанной структурой при подобном регулировании неработоспэсобен из-аа потери устойчивости системы. Для восстановления устойчивой работы необходимы специальные корректирующие устройства.

Целью изобретения является повышение точности регулятора.

Это достигается тем, что он содержит третий дегштель частоты, через последовагельно сседнне нные, четвертый делитель час;тоты и элемент ИЛИ подключенный к первому входу триггера, пятый делитель частоты, входом, подключенный к первому делителю частоты,- а выходом — к первому входу блока разделения импульсов, и эле- о мент задержки, входом подключенный к вы ходу второго делителя частоты, а выходомко второму входу триггера, выход которого подкгдочен к блоку. расширения импульсов, прн этом вход третьего. делителя частоты 15 подкпочен к выходу генератора импульсов.

На чертеже приведена блок-схема опи сываемого регулятора скорости . Регулятор скорости состоит пз генератора импульсов 1 выход которого подключен к входам перво - М го делителя частоты 2 и третьего делителя частоты 3. Переключатели коэффициентоВ деления этих делителей механически связаны, а выходы подключены соответственно к входу пятого делителя частоты 4 (с коэф- б фициентом деления m) и четвертого gems теля час готы 5 (с коэффициентом деления ф), С выходом четвертого делителя 5 связаны последовательно соединенные элемент ИЛИ

6, триггер 7, блок расширения импульсов ЗО

Я, второй формирователь импульсов 9, блок разделения импульсов 10, компаратор 11, преобразователь частоты 12, исполнительный двигатель 13, датчик скорости 14, первый формирователь импульсов 15, второй дели - N тель частоты 16 и элемент задержки 17.

Импульсы с выхода второго делителя частоты 16 осуществляют сброс тре гьего и четвертого 5 делителей час готы::oc:;.упают также на второй вход элемента ИЛИ 6® и через элемент задержки 17 - на второй вход триггера 7. Выход пятого делителя частоты 4 соединен со вторым входом бло ка разделения импульсов 10. Коэффициент т пятого делителя частоты 4 по величине 45 больше коэффициента деления четвертого де лителя частоты 5. Выбор этих коэффициентов производится из условия получения необходим ого коэффициента деления расширителя, Работа регулятора скорости происходит следующим образом. Импульсы, вырабатываемые датчиком скорости 14, формируются первым формирователем импульсов 15 и пс

Даются на второй делитель частоты 16. Им- пульс частоты 1 с выхода второго делителя частоты 16 производит сброс делителей частоты 3 и 5 и через элемент ИЛИ 6 подается на первьгй вход триггера 7, перебрасывая его в состояние 1 или подтверждая это состояние. Тот же импульс спустя время Я, определяемое параметрами элемента задержки 17, возвращает триггер 7 в исходное состояние 0 . По окончании импульса сброса делителей частоты 3 и 5 производится и их запуск, так как на вход этих делителей непрерывно пос гуцает частом та с генератора импульсов 1. Эта час го га делится на число, равное произведению коэф» фициентов деления делителей частоты З.и

5, т.е. на величину К- тл, где К - коэффициент деления регулируемого делителя и делителя эталонной частоты. Импульс иа выходе четвертого делителя частоты 5 по, является по истечении времени с момента сброса делителей То™ Ктп Т, где Т,период частоты генератора. Этот импульс, пройдя через элемент ИЛИ 6, перебрасывает триггер 7 в состояние "1 . Следующий импульс частоты „сбрасывает делители частоты 3 и 5, а также, пройдя через эле мент ИЛИ 6, подтверждает состояние «1 триггера 7 н с задержкой возвращает триггер

7 в состояние О». Импульс с выхода триггера 7 шириной ьТ„- То — Г расширяется в К „раз блоком расширения импульсов 8.

Сформированный по заданному фронту расширенного импульса во втором формирователе импульсов 9 короткий импульс 1 имеющий фазовый сдвиг по отношению к им1 пульсу f „, пропорциональный отклонению скорости, поступает на первый вход блока разделения импульсов 10, на второй вход которого подается импульс эталонной частоты, полученной в результате делении на число Ко делителями частоты

2 и 4 частоты генератора импульсов 1.

Блок разделения импульсов 10 исключает возможность прихода импульсов на вход компаратора 11 с интервалом мень шим, чем разрешающая способность входных элементов компаратора 11. Компаратор 11 производит. сравнение по фазе импульсов частот и „,поступающих с выхода блока разделения импульсов 10. С приходом каждого импульса частоты компа» ратор 11 выдает сигнал преобразователю частоты 12 на подключение к сети испол нительногодвигателя 13, а с приходом каждого, нмпульсачастоты f> компаратор ll зада- ет сигнал преобразования частоты 12 на торможение исполнительного двигателя

13, т.е. таким образом обеспечивается от» рицательная обратная связь по скорости.

При больших отклонениях скорости иополнительного двигателя 13 вверх, когда

T„ < Т„, необходимо производить блокиров-ку от пропадания импульсов 1 . йля этой цели служат элемент ИЛИ 6 и элемент задержки 17, подключенные к входам триггера 7. Благодаря такому включению элемен тов триггер 7 s любом случае будет на ходиться в сос гоянии 1 с приходом каммдого импульса f длительностью не менее чем Г, т.е. на вход расширители с приходом каждого импульса g будет подаваться ,импульс длительностью не менее ь" .

Временной интервал Т выбирается из условия получения предварительного сдвига импульсов при Т - Ти на величину+ при заданном коэффициенте усиления расш рителя К.у г

К

МАис эмин

559226 только изменением коэффициента деления второго делителя частоты 16, но н одновременно изменением коэффициента деления регулируемых делителей частоты 2 и 3.

Дйя этого переключатели коэффициентов деления делителей механически связаны. Максимальный коэффициент деления делителей частоты 3 и 2 выбирается согласно выражению

1О

2К ч

2 К„Э

То= Тг К1 и

= Tr K1l имеем

Х

2 (м- тп) тп 2К„-1 .и 2К, Изменение уставок ск орости исполни- тельного двигателя можно производить не т.е. стабильность работы устройства опре 25 деляется стабильностью коэффициентов депе ,ния делителей частоты 4 и 5, следовательно, рассматриваемый астатический диск, ретный регулятор скорости может работать ъ услвиях значи тельных колебаний напра- ЗО женка питающей сети и температуры окружающей среды.

Стабильность и качество рабсты астатического дискретного регулятора зависят также от степени квантования величин

Т - Т„, возникающего вследствие того,. что импульс час готы может произвести сб» рос делителей частоты 4 и 5 в любой мо мент времени между двумя соседними импульсами частоты f „ãåíåðàòîðà импульсов

1. Однако отсчет временного интервала начинается с момен га прихода первого импульса частоты 1 после сброса делителей, т.е. с запаздыванием от момента сброса делителей в пределах от 0 до Т. Следова.

45 тельно, выбрав достаточно высокую частоту генератора импульсов 1, можно свести квантование к минимуму. Так при 1„=10 Гц

6 и f> = 400 Гц вепичина степени квантования дТ„О, 04%.

Коэффициенты деления делителей 4 и 5 выбираютса из условия получения необходимого коэффициента усиления блока расширения импульсов 8. Отношение этих коэффнциен« тов определяется выражением

5 гдето - минимально возможный предел эмин эталонной частоты регулатора скорости.

Минимально возможны коэффициент деления, который можег быть установлен на делителях частоты 2 и 3, определяется по формуле:

k f

К мин tl

Эмдкс где 1 максимально возможная эталонная частота регулятора скорости.

Отсюда число ступеней скорости двигателя, которые можно получигь изменением коэффициента деления делителей частоты 2 и 3 при неизменном коэффициенте деления второго делителя частоты 16, будет

Н К -К ст. аААкс мин

Полнее число с гупеней изменения скорости двигателя при изменении коэффициентов деления делителз частоты 2,3 и 16.

1Ч =(К ст Волн мАис мин ст

- К 1 м ) т.е. плавность регулирования скорости пред: лагемого устройства значительно выше, чем в регуляторах скорости е изменением коэффициента деления только делитэля частоты датчика. Таким образом, предлагаемый регулятор обеспечивает высокую плавность регулирования скорости, а также стабильную работу в условиях значительных колебаний напряженна питающей сети н температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Регулятор скорости, содержащий генератор импульсов, подк1поченный к первому делителю частоты, блок разделения импульсов, подкшочениый через последовательно соединенные комиаратор, преобразователь частоты, исполнительный двигатель, датчик скорости, первый формирователь импульсов

559226

Составитель Г. Беликов

Редактор Т, Фадеева Техред А. Богдан

Корректор Б. Ki"ас

Заказ 1372/100 Тираж 1 095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытый

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ко второму делителю частоты, и второй формирователь импульсов, о т а и ч а ю

m и и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит третий делитель частоты, через последовательно соединенные четвертый делитель частоты и элемент ИЛИ подключенный к первому входу триггера, пятый делитель частоты„ входом подключенный к первому делителю частоты, а выходом - к первому входу бло о ка разделения импульсов, и элемент задерж ки, входом подключенный к выходу второго делителя частоты, -. а выходом - ко второму входу триггера,,выход которого подклю чен к блоку расширения импульсов, при этом вход третьего делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Трахтенберг P. М. Астатический дискретный регулятор скорости., Электричество", 34 4, 1972.2. Трахтенберг P. М. Астатический диск ретный регулятор., Автоматика и телеме ханика, М 3, 1966.