Устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя

Устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< 6489О9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалнсткческнх

Республик

Г

1 :-:;;;, (51) М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1108,76 (21) 2395635/18-10 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано25.0279. Бюллетень № 7

Лата опубликования описания 250279

G 01 P 3/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК531.771 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. В. Каллиников

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАв(ЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1 2

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля и управления вентильным электроприводом для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя с представлением результата в цифровой форме.

Известны цифровые измерители скорости вращения, использующие датчики скорости, сопрягаемые с валом электродвигателя (1).

Поскольку большинство электродвигателей имеют один выходной вал, сопрягаемый с машиной, установка датчика скорости усложняет кинематику систеMbI .

Известно цифровое устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя, имеющего статорную и роторную обмотки, использую- щее информацию о частоте тока статорной и роторной обмоток для получения сигнала, пропорционального скорости вращения электродвигателя. Устройство содержит два формирователя импуль25 сов, подключенные к фазным обмоткам статора и ротора электродвигателя,генератор опорной частоты, подключенный ко входу неуправляемого делителя частоты, вычитающий счетчик и схему формирования временного интервала, соединенную с управляющим входом вентиля, подключенного ко входу счетчика результата (2).

При измерении скорости вращения таким устройством для обеспечения достаточной точности приходится использовать большой величины временной интервал измерения, что значительно уменьшает быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия без снижения точности измерения.

Это достигается тем, что предложенное устройство введены два последовательно соединенных управляемых делителя частоты, каждый из которых состоит из управляющего счетчика, запоминающего регистра и вычитающего счетчика, связанных между собой схемами переноса кода. Причем вход вычитающего счетчика первого делителя подключен к выходу генератора опорной частоты, а входы управляющих счетчиков — к выходу неуправляемого делителя частоты. Устройство содержит также два блока управления, входы которых соединены с выходами формирователей импульсов и управляемых делителей частоты, а выходы — с управ648909 ляющими входами этих делителей, вентиль, включенный между неуправляемым делителем частоты и входом вычитающего счетчика и соединенный по управляющему входу со вторым блоком управления, схему переноса кода, включенную между выходами запоминающего регистра первого управляемого делителя частоты и входами записи кода вы-т читающего счетчика. Управляющий вход этой схемы соединен со вторым блоком управления. Второй неуправляемый де- )0 литель частоты включен между выходами второго управляемого делителя частоты и входом вентиля, установленного на входе счетчика результата. Причем выход вычитающего счетчика соединен 15 с третьим входом второго блока управления и со входом схемы формирования временного интервала, второй вход которой подключен к выходу второго формирователя импульсов.

Структурная схема предложенного устройства показана на чертеже.

Устройство содержит формирователи импульсов 1 и 2, подключенные соответственно к фазным обмоткам статора и ротора асинхронного электродвигателя, генератор опорной частоты 3, соединенный с неуправляемым делителем частоты 4, два последовательно включенных управляемых делителя частоты 5 и 6 с блоками управления 7 и 30

8, вычитающий счетчик 9, соединенный с выходом делителя частоты 4 через вентиль 10 и с. первым входом схемы формирования временного интервала 11, второй вход которой подключен к выхо-35 ду формирователя импульсов 2. Первый выход схемы формирования временного интервала соединен с управляющим входом вентиля 12,включенного между выходом второго неуправляемого делителя частоты 13,соединенного с выходом управляемого делителя б,и информационным входом счетчика результата 14.Второй выход схемы 11 подключен к входу сброса счетчика результата. Блок управления 7 соединен с выходами формирователя импульсов 1,управляемого делителя частоты 5 и неуправляемого делителя 4,а блок 8 — с выходами формирователя 2 и управляемого делителя 6.

Каждый управляемый делитель частоты состоит из управляющего счетчика 15, подключенного к выходу неуправляемого делителя 4,запоминающего регистра 16 и вычитающего счетчика 17,соединенных схемами переноса кода 1.8 и 19. Выходы запоминающего регистра 16 первого управляемого делителя 5 соединены с входами записи кода счетчика 9 через схему переноса кода 20.

Устройство работает следующим образом, Формирователи импульсов 1 и 2 выполнены так, что при переходе отрицательной и положительной полуволны напряжения каждой фазы обмоток статора и ротора через нулевой уровень в них формируется импульс. За каждый период колебаний трехфазного напряжения на выходе формирователей образуется по шесть импульсов. Поэтому на выходе формирователя 1 образуется последовательность импульсов частотой Й1 †. 6f„., а на выходе формирователя 2 — последовательность импульсов частотой f2 -6f . Тогда можно

Р записать Й 1 2)

10 где n — скорость вращения двигателя, об/мин;

Р— число пар полюсов двигателя.

Импульсы высокой опорной частоты

f0 с выхода генератора 3 поступают на сигнальный вход управляемого делителя частоты 5, где они делятся на переменный коэффициент деления, задаваемый кодом, записанным в регистре 16. Импульсы опорной частоты йр поступают также на вход неуправляемого делителя частоты 4 с постоян,ным коэффициентом деления К, на выхо1де которого образуется последовательность импульсов частотой

F Й

О

Импульсы частоты Рр поступают на счетные входы. управляющих счетчиков,15, в которых они суммируются на временных интервалах, равных соответственно периодам Т„= у, и Т =1-, 1 f следования zacToT f1 и fz c фор вателей 1 и 2. Эти интервалы формируются подачей сигналов с блоков управления 7 и 8 на входы обнуления. счетчиков 15 в моменты прихода на блоки управления 7 и 8 импульсов частот Г1 и f . 3a время суммирования в счет2 чиках 15 образуются числа

Ит = — т1 и ЫТ,= Т, fo f т = пропорциональные периодам частот

Й1и fZ

Перед каждым обнулением счетчиков 15 коды чисел Мт и N переносятся через схемы 18 в предварительно обнуленные регистры памяти 16.

Эти коды являются коэффициентами деления соответствующих делителей. Каждым импульсом с выхода вычитающего счетчика 17, поступающим на блок управления 7 или 8, в последнем вырабатывается сигнал, открывающий схему 19, через которую в счетчик

17 из регистра 16 записывается текущее значение коэффициента деления. После списания импульсами частоты f из выО читающего счетчика 17 записанного в него числа, на его выходе появляется сигнал, повторяющий процесс деления.

На выходе управляемого делителя 5 образуется последовательность импульсов частотой

F — — = К f то

1 И - 1 т

648909

9 и вторым будет равно

Т2 — Т1 (слеоткрывается ь Т). 3а это ьтата образуетК вЂ” — f

1 2

Ы

Формула изобретения можно записать

F — — f

P 1 2

Импульсы этой частоты поступают на сигнальный вход управляемого делителя 6, где они делятся на коэффициент

Нт . На выходе делителя 6 образуется последовательность импульсов частотой

2 5

F f .f

1 2

Импульсы частоты Р делятся в неуправляемом делителе 13 на коэффициент

Р, и на выходе делителя 13 образуется последовательность импульсов частотой

Если выбрать коэффициент пропорциональности К 1

A = — = 10 — 1 о где i = 1, ...п.

Импульсы частотой F0 суммируются @ в результирующем счетчике 14 во временном интервале, на который открывается вентиль 12. Этот интервал формируется схемой 11, в качестве которой может быть использован триггер с раздельными входами. Каждым импульсом меньшей частоты f триггер устанавливается в положение, при котором вентиль 12 закрывается, а счетчик результата 14 обнуляется.

Одновременно по каждому импульсу 35 частоты f2 в блоке управления 8 формируются сигналы управления, которые последовательно закрывают вентиль 10, обнуляют счетчик 9, переносят код числа N>,èç регистра 16 в счетчик 9 40 и открывают вентиль 10 .

Импульсы частотой F начинают списывать находящееся в вычитаюшем счетчике число Ит. После списывания чис1 ла иэ счетчика на его выходе форми- 45 руется импульс.. Время с момента запуска счетчика 9 до появления на его выходе импульса обнуления равно

Ит Fp .T)

F 1

50 т.е. периоду частоты fi . Импульс с выхода счетчика 9 поступает на вход блока управления 8 и триггера 11. По этому сигналу в блоке 8 формируется сигнал управления, закрывающий вентиль 10 и обнуляюший счетчик 9.

Импульсом с выхода счетчика 9 три1-reP 11 перебрасывается в положение, при котором открывается вентиль 12.

Следующим импульсом частотой f триг- 93

2 гер 11 закрывает вентиль 12. Поскольку счетчик 9 был запущен первым импульсом частотой й2 и на его выходе сформировался импульс через время

Т1 после запуска, время между импуль-65 сом с выхода счетчика импульсом частоты f2 разности периодов 1 Т довательно вентиль 12 триггером 11 на время время в счетчике резул ся число равное при i = 1 скорости врашения электродвигателя (об/мин) . Увеличивая коэффициент A можно повысить точность измерения и получить отсчет в единицах скорости, кратных десяти.

Устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя, содержащее два формирователя импульсом, подключенных к фаэным обмоткам статора и ротора электродвигателя, генератор опорной частоты, подключенный к входу неуправляемого делителя частоты, вычитающий счетчик и схему формирования временного интервала, соединенную с управляющим входом вентиля, подключенного к входу счетчика результата, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два последовательно соединенных управляемых делителя частоты, каждый из которых состоит из управляющего счетчика, заполняющего регистра и вычитающего счетчика, связанных между собой схемами переноса кода, причем вход вычитающего счетчика первого делителя подключен к выходу генератора опорной частоты, а входы управляющих счетчиков — к выходу неуправляемого делителя частоты, два блока управления, входы которых соединены с выходами формирователей импульсов и управляемых делителей частоты, а выходы — с управляющими входами этих делителей, вентиль, включенный между неуправляемыми делителями частоты и входом вычитаюшего счетчика и соединенный по управляющему входу со вторым блоком управления, схему переноса кода, включенную между выходами запоминающего регистра первого управляемого делителя частоты и входами записи кода вычитаюшего счетчика, управляющий вход которой соединен со вторым блоком управления, и второй неуправляемый делитель частоты, включенный между выходом второго управляемого делителя частоты и входом вен— тиля, установленного на входе счетчика результата, причем выход вычитаюшего счетчика соединен с третьим входом второго блока управления и со входом схемы формирования временного интер648909

Составитель В.Киселев

Редактор Е.Кравцова Техред Н . Бабур ка Ко ектор А. Гриценко рр

Заказ 547/42 Тираж 1089 Подписное

Ш ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, вала, второй вход которой подкзпочен

ic выходу первого формирователя импульсов.

Ф

Источники информации, принятые во внймание при экспертизе

1. Авторскэе свидетельство СССР

Р 114450., кл. G 01 Р 3/48, 1957.

2. Немов Н,Н. Измерение длины труб в процессе волочения, Автоматизация и механизация, Р 11, 1975.