Регулятор скорости двигателя

Регулятор скорости двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ -СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ъ .ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0907.80 (21) 2953516/24-07 (S i) М. Кл.

Н 02 Р 5/00

G 05 D 13/62 с присоединением заявки ¹! осударствеииый комитет

СССР ио делам илобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1504.82. Бюллетень ¹14

Дата опубликования описания 15.04.82

t 3j УАК 621. 316. 7. (088.8) (72) Авторы изобретения

С..С.Смирнов, М.A.Êîâàëåíêî и A.Ì.Ão ъ,, l (71) Заявитель

Ъ МФ М, 1 (54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к регуляторам скорости для двигателей внутреннего сгорания, используемых для вращения синхронных генераторов.

Известен регулятор скорости дви-. гателя по управляющему сигналу, вырабатываемому путем сравнения пило-. образного напряжения, характеризующего частоту вращения двигателя, с уставочным постоянным напряхсением в фиксированные моменты времени (I).

Недостатком регулятора является сложность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор скорости двигателя, содержащий последовательно соединенные датчик скорости двигателя, формирователь прямоугольных импульсов, формирователь пилообразного напряжения, второй вход которого соединен с выходом блока уставок,компаратор, фиксатор состояния компаратора и усилитель мощности, нагруженный на двигатель. Этот регулятор обеспечивает высокую точность регули" рования электродвигателя постоянного тока- (2!.

Однако при использовании двигателя внутреннего сгорания работа ре-, гулятора сопровождается автоколебаниями, что снижает точность регулирования. Недостатком регулятора является также сложность реализации фиксатора состояния компаратора.

Цель изобретения — повышение точности регулирования и упрощение фиксатора состояния компаратора.

Цель достигается эа счет того, что в регулятор дополнительно введен выполненный на последовательно .соединенных интегрирующей и дифференцирующей цепях полосовой фильтр, включенный между выходом фиксатора состояния компаратора и дополнительным входом формирователя пилообразного напряжения.

При этом фиксатор состояния компаратора выполнен на последовательно соединенных диоде, резисторе н операционном усилителе, вход которого шунтирован конденсатором и другим резистором.

На фиг. 1 представлена блок-схема

25 регулятора; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Регулятор скорости двигателя содержит последовательно соединенные датчик 1 частоты вращения двигателя, 30 формирователь 2 прямоугольных им921010 пульсов, формирователь 3 пилообразного напряжения, компаратор 4, фиксатор 5 состояния компаратора 4 и . усилитель мощности 6, выход которого соединен со входом исполнительного механизма 7, установленного на двигателе 8 внутреннего сгорания. Второй вход формирователя 3 пилообразного напряжения соединен с выходом блока 9 уставок. Между выходом фиксатора 5 состояния компаратора и:. дополнительным входом формирователя

3 пилообразного напряжения включен полосовой фильтр 10, выполненный на последовательно соединенных интегрирующей (резистор ll и конденсатор 15

l2) .и дифференцирующей (конденсатор

13 и резистор 14) цепях.

Формирователь 2 прямоугольных им-. пульсов выполнен на последователь:но соединенных преобразователе 15 20 синусоидального напряжения в прямо. угольное, триггере 16 и операционном усилителе 17.

Формирователь 3 пилообразного напряжения выполнен на операционном усилителе 18, вход которого соеди- .. нен непосредственно с резистором 14, через резисторы 19.и 20 и диод 21 с выходом формирователя 2 и через резистор 22 — с выходом блока 9 уставок. Операционный усилитель 18 охвачен отрицательной обратной связью через параллельно соединенные конденсатор 23 и резистор 24. В состав формирователя пилообразного напряже-.35 ния входит измерительная цепь из резистора 25, включенного между общей точкой питания и точкой соединения резистора 20 и диода 21 и шунтирующей его последовательной цепи из . 40 резистора 26 и конденсатора 27.

Компаратор 4 выполнен на операционном усилителе 28, охваченном обратной связью через диод 29 и соединяющимся входом через резисто- 45 ры с выходом операционного усилителя 18 и конденсатором 27.

Фиксатор 5 состояния компаратора выполнен на последовательно соединенных диоде 30, резисторе 31 и операционном усилителе 32, вход которого,шунтирован конденсатором 33 и резистором 34.

Регулятор работает следующим образом.

Первичный датчик скорости 1 вырабатывает синусоидальное напряжение, частота которого пропорциональна частоте вращения двигателя

8 (фиг. 2, U ). В формирователе 2 это напряжение преобразуется преобразователем 15 в прямоугольные импульсы и поступает на счетный триггер 16, с помощью, которого частота входного сигнала делится на два.

Напряжение с триггера усиливается 65 по амплитуде операционным усилите лем 17. С выхода усилителя 17 (фиг.

2, 0 ) двухполярное напряжение прямоугольной формы поступает в блок

3 формирователей пилообразного напряжения и напряжения установки

I где с помощью диода 21 преобразуется в однополярное напряжение (фиг.2,Ug) которое поступает одновременно на измерительную RC -цепочку (резисторы 25 и 26, конденсатор 27) и на апериодическое звено на операционном усилителе 18 с RC-цепочкой в цепи обратной связи (резистор 24, конденсатор 23). Измерительная RCцепочка имеет постоянную времени, равную длительности импульса. Напряжение на ее выходе имеет пилообразную форму со смещением относительно нуля (фиг. 2, Uц) . «Постоянная времени апериодического звена на порядок больше постоянйой времени измерительной RC-цепи. Напряжение на его выходе пропорционально среднему значению входных прямоугольных импульсов (фиг. 2, Ug) и используется в качестве уставки.

Формирование напряжения уставки из измеряемого сигнала повышает точность регулирования при возможной нестабильности величины прямоугольНых импульсов. В момент окончания периода следования прямоугольных импульсов на входе операционного усилителя 28 компаратора 4 производится сравнение суммы напряжений на конденсаторе 27 измерительной цепочки и на выходе апериодического звена с нулевым уровнем. Усилитель 28 охвачен глубокой отрицательной обратной связью для отрицательных сигналов (диод 29), что обеспечивает стабилизацию потенциала на его входе. Для фиксации состояния усилителя 28 между двумя измерениями в схему вводится расширитель импульсов (фиксатор 5) с коэффициентом расширения. более 100, содержащий диод

30, резистор 31, конденсатор 33, резистор 34 и гистерезисный компаратор на операционном усилителе 32..

Из импульсов на выходе усилителя 28 (фиг. 2, Ug) формируется пилообразное напряжение (.быстрый, заряд конденсатора 33 через диод 30 и резистор .31 и медленный его разряд через резистор 34). На, входе компаратора пилообразное напряжение сравнивается с нулевым уровнем. При уменьшении частоты входного сигнала ниже расчетной напряжение на измерительной цепочке становится меньше уставки, и на выходе регулятора появится сигнал, соответствующий логической ™единице . При увеличении частоты входного сигнала выше рассчетной на выходе регулятора появит92101О ся логический нуль (фиг.2, Ug).

Между выходом усилителя 32 и входом усилителя 18 включена корректирующая цепь 10, являющаяся полосовым фильтром и состоящая в рассматриваемом регуляторе из интегрирующей (резистор 11,конденсатор 12) и дифференцирующей (резистор 14, конденсатор

13) RC-цепочек, соединенных после .довательно друг с другом. Использование полосового фильтра в качест- о ве корректирующей цепи позволяет свести к минимуму амплитуду автоколебаний регулятора. Далее управляющий сигнал с выхода регулятора усиливается усилителем мощности 6 )5 до величины, достаточной для управления исполнительным механизмом 7, регулирующим расход энергоносителя двигателя 8. Сигнал с устройства

9 используется для изменения уставки 2р регулятора скорости от внешних устройств, например, с целью распреде" .ления мощностей между параллельно работающими генератора25

Таким образом, введение полосового фильтра 10 обеспечивает пбвы шение точности регулирования при использовании двигателя внутреннего сгорания, а реализации фиксатора 5 состояния компаратора по существу на одном операционном усилителе упрощает устройство в целом.

Формула изобретения

1. Регулятор скорости двигателя, содержащий последовательно соединенные датчик скорости двигателя, формирователь прямоугольных импульсов, формирователь пилообразного напряжения, второй вход которого соединен с выходом блока уставок, компаратор, фиксатор состояния компаратора и усилитель мощности, нагруженный на двигатель, о т л q ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в регулятор дополнительно введен выполненный на последовательно соединенных интегрирующей и дифференцирующей цепях полосовой фильтр,.включенный между. выходом фиксатора состояния компаратора и дополнительным входом формирователя пилообразного напряжения.

2. Регулятор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, фиксатор состЬяния компаратора выполнен на последовательно соединенных диоде, резисторе и операционном усилителе, вход которого шунтирован конденсатором и другим резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 597061, кл. Н 02 Р 9/04р 1976. 2. Авторское свйдетельство СССР

9 457069, кл.: G 05 D 13/62, 1975.

Э 21010

Vp

0 7

Лд

4 2.!

Составитель В.Самохин

Редактор Л.Плисак Техред Ъ. Бабииец Корректор С.Щомак

Заказ 2374/70 Тираж 719 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4