Тахогенератор вентильного электродвигателя

Тахогенератор вентильного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У пп 966597

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 27.03.81 (2l ) 3275623/18-10 (51)M. Кл.

GO1 P 3/46

Н 02 К 29/02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет государственный.квинтет

СССР по делам нзабретеннй н открытий

153) УДК 621.317. .39:531.7 (088.8) Опубликовано 15.10.82. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 18.10.82

В. Н. Курча нов, А. С. Суляев и В. Ф. (72) Авторы изобретения тов (Дальневосточный ордена Трудового Красног политехнический. институт им. В. В. Kyl (71) Заявитель (54) ТАХОГЕНЕРАТОР ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин, а именно к устройствам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения, и может быть использовано в системах электропривода разнообразного на значения; преимущественно оно предна значено для выполнения этой функции в высокоточных системах, исполнительными элементами которых являются бесконтакт- 0 ные двигатели постоянного тока или вентильные электродвигатели.

Известен бесконтактный реверсивный тахогенератор постоянного тока, содержащий синхронный генератор переменного тока, ротор которого жестко соединен с датчиком положения ротора,- а также выпрямитель, фазочувствительный блок и реверсивный блок, связанный электрически с датчиком попожения ротора. При этом 20 реверсивный блок выполнен на герконах, переключающие контакты которых соедине ны с вь|хопом фоточувствительного блока 1).

Известен бесконтактный реверсивный тахогенЕратор постоянного тока, содержащий многофазный синхронный генератор, статорная обмотка которого подключена через выпрямитель к реверсивному мосто вому каскаду, управляемому через преобразователи напряжения датчиком положе..ния, содержащим четыре магнитопровода., с постоянными магнитами и выходными обмотками, связанными с логическим устройством E2).

Недостатком указанных бесконтактных тахогенераторов является координатное запаздывание момента переключения реверсивного блока относительно момента времени реверса генератора, а также наличие в них специального электромеханического узда м таходатчика.

Известен также бесконтактный тахогенератор, содержащий широтно-импульсный датчик положения ротора, выходы чувствительных элементов которого подключены к входам селектора импульсов, ком3 96659 паратор, первый вход которого соединен с выходом схемы задержки, схему совпадения и инвертор (3).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения скорости.

При переходе рабочей точки устройства с одной синусоиды, высшей характеристики датчика на другую на выходе датчика генерируется импульс, значительно превышакеций искомое значение скорости. Эти им-10 пульсы вырабатываются устройством 4 Й раз за оборот (,H-число фаз датчика положения) и существенно искажают выходной сигнал устройства, т.е. снижают его точность. 15

Целью изобретения является повышение точности измерения скоростиэза счет иоключения ложных импульсов.

Для. достижения поставленной цели в: тахогенератор введены три одновибратора, gp интегратор, четыре ключа, пороговый эле: мент, запоминающий блок .и сумматор, причем. выход селектора импульсов подклю чен к входу схемы задержки и к второму входу компаратора, выход которого через 25 последовательно соединенные интегратор, первый ключ, запоминающий блок, второй ключ и сумматор подключен к первоМу входу четвертого ключа, а через последоваюельно соединенные первый и второй одновибраторы - к второму входу четвертого ключа, к первому входу схемы совпа дения и к входу третьего одновибратора, выход которого соединен с входом обнуле ния интегратора, выход которого также подключен к первому входу третьего ключа, а через пороговый элемент и инвертор - к второму входу третьего ключа, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход порогового элемен та подключен к второму входу второго ключа, а выход инвертора соединен с вторым .входом .схемы совпадения, выход которой подключен к второму входу перво

;го ключа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - внешняя характеристика датчика положения, которая поясняет появление ложных выходных сигналов; на фиг. 3 - временные диаграммы сигналов в устройстве.

Тахогенератор вентильного электродвигателя содержит многофазный широтно импульсный датчик положения 1, выходы чувствительных элементов которого через селектор импульсов 2 подключены к вто- 55 рому входу компаратора 3 непосредственно, а к первому его входу - через схему задержки 4, три последовательно соеди7 4 ненных одновибратора 5,6 и 7, интегратор 8, пороговый элемент 9 с инвертором 10 на выходе, схему совпадения 11, зипоминающий блок 12, четыре ключа

13-16 и сумматор 17,. причем выход компаратора 3 подключен к входу перво- го одновибратора 5 и последовательно соединенным интегратору 8, на вход обну1 ления которого подключен выход третьего одновибратора 7, первому ключу 13, запоминающему блоку 12, второму ключу

14, сумматору 17 и четвертому ключу

16, на управляющий вход которого подключен выход второго одновибратора 6.

Выход интегратора 8 подключен к первому входу третьего ключа 15 непосредственно, а к второму его входу — через пороговый элемент 9 и инвертор 10, выход которого соединен со вторым входом схемы совпадения 11, первый вход которой подключен к выходу второго одновибратора 6. Выход схемы совпадения ll соединен со вторым входом первого клк ча 13. Выход порогового элемента 9 под, ключен к второму входу. второго ключа

14, а .выход третьего ключа 15 подсое-. динен к второму входу сумматора 17.

Тахогенератор работает следующим образом.

При повороте вала широтно-импульсно го датчика положения 1 с его выходов поступают широтно-импульсные сигналы, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол сдвига чувствительных элементов в датчике 1. Сигналы датчика 1 имеют синусоидальные-зависимости

18 длительности от угла с поворота датчика 1, как это показано íà фиг. 2.

Селектор импульсов 2 пропускает на свой выход сигналы 19 .â определенном диапазоне длительностей, соответствующем линейным участкам синусоид. 18. В селекторе же производится инвертирование падающих участков синусоид с тем, чтобы получить на его выходе пилообразный закон 19- изменения длительности. сигнала от угла О поворота датчика 1 .

Такой закон пригоден для определения скорости поворота вала датчика 1.

Импульсы 19 поступают на первый вход компаратора 3 непосредственно, на второй вход - через схему задержки 4. В

В результате на выходе схемы появляются узкие импульсы 20, длительность которых пропорциональна измеряемой скорости вращения. Однако, когда в устройстве 3 сравниваются импульсь с разных участков пилы 19 (фиг.2), на выходе компаратора 3 появляются ложные сигна5 М6 лы 21 большой длительности, снижающие точность работы тахогенератора. Такие ложные сигналы появляются достаточно часто. Так, например, при вращении датчика в одну сторону число ложных импульсов достигает 2 М, где Ц -число фаз датчика положения 1. Если учесть, что длительность импульсов 20 невелика, то появление ложнь. х сигналов 21 длительностью до трети периода ШИМ оказы--10 вает оушественное негативное влияние.

В предлагаемом тахогенераторе ложные сигналы блокируются, вместо них на выход устройства поступают импульсы дли тельностью, соответствующей. скорости 15 вращения вела датчика 1.

Каждый импульс с выхода компаратора 3 запускает три последовательно соединеннь|х одновибратора 5, 6 и 7, выраба 2О ты вающих сигналы 22, 23, и 24 (фиг. 3), и интегрируется интегратором 8, выходной сигнал 25 которого поступает на пороговый элемент 9 с величиной порога

U про . Сброс интегратора осуществляется ЭЭ выходным сигналом 24 третьего одновибратора 7 в конце периода перед приходом следующего импульса 20 с компаратора 3.

Длительность сигнала 20 обычно невелика, а длительность ложного сигнала существенно больше. Длительность импульса 22 первого одновибратора выбирается больше, чем длительность импульса 20 при максимальной:скорости вращения дат-чика 1. Если в течение импульса 22 величина проинтегрированного сигнала 25

ЭЗ не превышает величину напряжения 0@ p . (которое выбирается примерно равным наибольшему проинтегрированному напряжению 25 при максимальной скорости вра40 щения датчика 1), то пороговый элемент

9 не срабатывает, открыт третий ключ

15,.через который сигнал 25 с выхода интегратора 8 поступает на сумматор 17 и далее на вход ключа 16, который от45 крывается выходным импульсом 23 второго одновибратора 6. При этом на выход гахогенераэора идет сигнал 26, длительностью 23, амплитудой, пропорциональной сигналу 25, т.е. скорости вращения. Одновременно с выдачей сигнала

26 на выход устройства происходит смена информации на запоминающем блоке

12 — ключ 13 открывается сигналом схемы совпадения 11, на входы которой поступают импульс 23 с второго одновиб- ратора 6 и сигнал с выхода инвертора

10 о том, что пороговый элемент 9 не сработал.

597 4

Если же пороговый элемент 9 срабатывает, что алеет место если с выхода компаратора 3 поступает ложный импульс

2l, вызывающий увеличение сигнала 25 с с интегратора 8 до величины () ц,, то ключ 15 закрывается, а ключ 14 открывается сигналом порогового элемента 9 и инвертора 10 на его выходе. Когда приходит импульс 23 с выхода второго . одновибратора 6, то на выход устройства идет через открытый ключ 14, сумматор

17 и ключ 16 сигнал с запоминающего блока 12, амплитуда которого равна амплитуде предыдущего импульса сигнала . !

25, т.е. равна текущему значению скороти вала датчика 1. Обновление информации в запоминающем блоке 12 в этом случае не производится: ключ 13, схема совпадения 11 закрыты при срабатывании порогового элемента 9.

Итак, в предлагаемом устройстве уст ранены ложные сигналы скорости по следующему алгоритму: если сигнал скорости с выхода компаратора истинный, то этот широтно-импульсный сигнал преобразуется в амплитудно-импульсный и выдается на выход устройства, если же компаратор генерирует ложный импульс, то этот им« пульс на выход устройства не пропускае1 ся, вместо него вырабатывается амплитудно-импульсный сигнал скорости, значение:которого равно предыдущему истинному сигналу.

Формула изобретения

Тахогенератор вентильного электро двигателя, содержащий широтно-импульоный датчик положения ротора, выходы чувствительных элементов которого подключены к входам селектора импульсов, компаратор, первый вход которого соединен с выходом схемы задержки, схему совпадения и инвертор, о т л и ч а юm иH и с c я т еeмM, ито, с целью повьппения точности измерения скорости за счет исключения ложных импульсов, в тахогенератор введены три одновибратора, интегратор, четмре ключа, пороговый элемент, запоминающий блок и сумматор, причем выход селектора импульсов подключен к входу схемы задержки и к второму входу компаратора, выход которого чер последовательно соединенные интегратор, пррвый ключ, запоминающий блок, второй ключ и сумматор подключен к первому входу четвертого ключа, а через последовательно соединенные первый

7 966507 8

g второй одновибраторы -, к второму Вхо» нен с вторым входом схемы совпадения, ду четвертого ключа, к первому входу выход которой подключен к второму входу схемы совпадения и к входу третьего одно первого ключа. вибратора, выход которого соединен с Источники информации, входом обнуления интегратора, выход ко- принятые во внимание при экспертизе торого также подключен к первому входу . 1. Авторское свидетельство СССР третьго ключа, а через пороговый эле;-. % 386337, кл. G 01 Р 3/46, 1973. мент и инвертор - к второму входу треть- 2. Авторское свидетельство СССР его ключа, выход которого соединен с. Ж 364900, кл. G 01 P 3/46, 1973. вторым входом сумматора, выход порого- 1о 3. Авторское свидетельство СССР вого элемента подключен к второму входу N. 551563, кл. О 01 P 3/46, 1977 второго ключа, а выход инвертора соеди- (прототип).

Фиг. 1

ВНИИПИ Заказ 7835/62 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектняя, 1