Устройство для определения э.д.с. электродвигателя постоянного тока

Устройство для определения э.д.с. электродвигателя постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советские

Социапистмческнк

Республнк

))))792519

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Донол интел ьное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 19.09.77 (2() 2527736/24-07 (5l)M. Кл.

H,02 P 5/00)/

G01 R 19/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный камитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30. 12.80- Бюллетень № 48 до делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313..2(088. 8) Дата опубликования описания 02.0 1.81 (72) Авторы изобретения

А. А. Кардашов и А. А. Никерясов (7f) Заявитель ьвовский ордена Ленина политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭДС

ЭЛEKTPOQBÈÃAÒEËß ПОСТОЯННОГО ТОКА

Устройство относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления электроприводами постоянного

TOE Е4

Известны устройства для определения

ЭДС, содержащие датчики тока и датчики напряжения, основанные на использова:нии уравнения электрического равновесия якорной цепи. Недостатками этих устройств являются необходимость операции дифферент цирования и температурная нестабильность схемы.

Наиболее близким к изобретению по техническому эффекту является устройство для определения ЭДС, которое содер15 жит два преобразователя напряжения (датчики напряжения), звено умножения на постоянный коэффициент и сумматор сигналов (1 . Недостатком устройства, 20 построенного по такому принципу, является пульсирующее выходное напряжение.

Поэтому для выделения постоянной составляющей необходимо на его выходе вклю2 чать сглаживающие фильтры, которые существенно снижают быстродействие датчика ЭДС. Несмотря на включение сгл живающих фильтров уровень пульсаций остается значительным, что отрицательно влияет на качество работы автоматических систем, у которых применяется указанное устройство.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и снижение уровня пульсаций выходного сигнала устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для определения ЭДС, содержащее два преобразователя напряжения, введены интегрирующий и запоминающий конденсаторы, два ключевых элемента, ведущий и ведомый блокинг-генераторы, при этом один из преобразователей напряжения, представляющий собой прямопропорциональный преобразователь напряжения, пропорционального угловой скорости электродвигателя, в ток, соединен последовательно с интегрирующим конденсатором, параллельно которому включены первый клю:евой

19 4 прямопропориионален входному напряжению. Входными импульсами преобразователя 8 запускается ведущий блокинггенератор 6, формирующий выходные импульсы прямоугольной формы и служаший для управления ключевым элементом 3.

В конце каждого периоца следования выходных импульсов преобразователя 8 происходит открывание ключевого элемента 4 на время длительности прямоугольного выходного импульса ведущего блокинг-генератора 6. При исчезновении выходного импульса блокинг-генератора 6 ключевой элемент 4 закрывается, а появляющийся прямоугольный импульс на выходе блокинг-генератора 7открывает ключевой элемент 3, который служит для сбрасывания на нуль напряжения на интегрирующем конденсаторе 2. Таким образом, период следования выходных импульсов преобразователя 8, определяемый уровнем сигнала потока возбуждения, является тем отрезком времени, в течение которого интегрирующий конденсатор 2 заряжается выходным током преобразователя 1.

Выходной ток преобразователя 1 (ток заряда конденсатора 2) прямопропорционален напряжению, подаваемому на клеммы 9 и 11, т.е. угловой скорости вращения электродвигателя (>)

1 Д где К„ — коэффициент пропорциональ- . ности преобразователя 1, Ы ; и — угловая скорость вращения электродвигателя.

На интегрирующем конденсаторе 2 цействует напряжение пилообразной формы.

Период Т этого пилообразного напряже ния пропорционален величине .Т=к с ф где à — период пилообразного напряжения,.! — коэффициент т ро порциональности преобразователя 8;> д — поток возбуждения электродвигателя, <

Сф — постоянная электродвигателя.

Амплитуда U пилообразного напряжения на интегрирующем конценсаторе

2 может быть записана в виде

О или же с учетом (1) (2) к,7

3 7925 ламент и последовательно соединенные второй ключевой запол1инающий элемент и кон це нс а тор, в ыхо д в торс го прео бр азователя напряжения, прецставлятощего собой преобразователь напряжения, пропорционального потоку возбуждения, в частоту, подключен к входу ведутцего

Гмокииг-генератора, выход которого соединен с входом ведомого блокинг-генерато.ра, а управляюшие обмотки ведущего и ведомого блокинг-генератора подключены к управляющим входам соответственно второго и первого ключевых элементов.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения ЭЙС электро- !5 двигателя.

Устройство содержит прямо пропорциональный преобразователь 1 напряжения в ток, интегрирующий конденсатор 2, ключевые элементы 3 и 4, запоминаю- щ ший конденсатор 5, ведущий блокинг- . генератор 6, ведомый блокинг-генератор

7 и преобразователь 8 напряжения в частоту. Вход преобразователя 1 напряжения в ток соединен с входной клеммой 25

9, а его выход соединен с одной обклацкой интегрирующего конденсатора 2, с выводами ключевого элемента 3, а также с выводом ключевого элемента 4, второй вывод которого соединен с одной обклац- 5й кой конценсатора 5 и с выходной клеммой 10. Вторая обкладка интегрирующего конденсатора 2, выход ключевого элемента 3 и вторая обкладка запоминающего конденсатора 5 соединены с клемЗЮ мой 11. Управляющий вход ключевого элемента 4 соединен с управляющей обмоткой ведущего блокинг-генератора 6, а управляющий вход ключевого элемента 3 соединен с управляющей обмоткой ведомого блокинг-генератора 7, вход которого соединен с выходом ведущего блокинг-генератора 6. Вход ведущего блокинг-генератора 6 подключен к выходу преобразователя 8 напряжения в частоту, который своим входом подключен к вхоцной клемме 12.

Устройство для определения ЭДС электродвигателя работает следующим образом. На входные клеммы 9 и 11 подают напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения электродвигателя, а на входную клемму 12 подают напряжение, пропорциональное потоку возбуждения. Это напряжение преобразует55 ся в импульсное напряжение с помощьто преобразователя 8 напряжения в частоту, причем период следования выходных импульсов этого преобразователя

Учитывая, что время Т заряда интегрирующего конденсатора 2 невелико и в течение этого времени скорость электродвигателя практически остается неизменной, на основании выражения (4) получаем

U К1 (5) м с Аа или же с учетом (2)

О - К К сф (6) с Дб Аь

Принимая во внимание, что ЭДС электродвигателя равна

4S + AS Ав . 15 на основании (6) получаем

u= " Е,(>

С Ae

Отсюда следует, что амплитудное значение пилообразного напряжения пропор- 26 ционально ЭДС электродвигателя.

В конце периода интегрирования че» рез открывающийся ключевой элемент 4 происходит считывание напряжения, накопленного на интегрирующем конденсаторе 2, на запоминающий конденсатор 5. В момент считывания напряжение на интегрирующем и запоминающем конденсаторах уравниваются. Таким образом, напряжение на запоминающем конденсаторе 5 также щ оказывается пропорциональным ЭДС электродвигателя и сохраняется постоянным в течение времени между двумя онередными считываниями.

Таким образом, изобретение позволяет получить сиг;;ал, пропорциональный ЭДС электродвигателя, используя в качестве входных сигналов напряжение, пропорциональное угловой скорости электродвигатели и напряжение, пропорциональное его потоку возбуждения.

Преимуществами предлагаемого устройства являются повышение быстродействия и снижение уровня пульсаций выходного сигнала. Снижение уровня пульсаций в предлагаемом устройстве стало возможным благодаря наличию в схеме интегрирующего и запоминающего конденсаторов. Амплитудное значение пилообразного напряжения, действующего на интегрирующем конденсаторе, и эапо792 >19 6 минаемое затем с помощью зипоминакшего конденсатора, практически ие зависит от ьеличины высокочастотных пульсаций угловой скорости вращения электродвигателя.

Предложенный датчик ЭДС является устройством дискретного действия и, сле- довательно, его быстродействие определяется периодом Т дискретности его работы. B результате максимальная величина запаздывания выходного сигнала определяющая быстродействие датчика, не превысит величину периода 1, кото рый составляет миллисекунды.

Формула изобретения

Устройство для определения ЭДС электродвигателя постоянного тока, t содержащее два преобразователя напряжения,отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения уровня пульсаций выходного сигнала, в него введены интегрирующий и запоминающий конденсаторы, два ключевых элемента, ведущий и ведомый блокинг-генераторы, при этом один иэ преобразователей напряжения, представляющий собой прямо пропорциональный преобразователь напряжения, пропорционального угловой скорости электродвигателя, в ток, соединен последовательно с интегрирующим конденсатором, . параллельно которому включены первый ключевой элемент и последовательно соединенные второй ключевой элемент и запоминающий конденсатор, выход второго преобразователя напряжения, представляющего собой преобразователь напряжения„пропорционального потоку возбуждения, в частоту, подключен к входу ведущего блокинг-генератора, выход которого соединен с входом ведомого блокинг-генератора, а управляющие обмотки ведущего и ведомого бпокииг-генераторов подключены к управляющим входам соответственно второго и первого ключевых элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шипипло В. П. Автоматизированный вентильный электропривод. М., Энергия, 1969, с. 236-238.

792519

Составитель В, Кузнецова

Редактор Г. Улыбина Техред Н.Граб Корректор М. Демчик

Заказ 9596/6 1 Тираж 7В3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

).13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, ; Уж ород, ул. Проектная, 4