Цифровой статический регулятор скорости двигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет оо авлзтхоткрытий н истова изоОротвний и ори Совете М СССРОпубликовано 12.Х 11.1969. Бюллетень2за 1970Дата опубликования описания 28 ХП.1970 Авторыизобретения Ш, Ш, Клейман и Н. Н, Соломойчен Заявител ЦИФРОВОЙ СТАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОС ДВИГАТЕЛЯсхемы совпадения 5, электродвигатепереключателя 8 и переключателей - и старшего размпульсо мпульс 1Изобретение относится к области регулировки скорости двигателя постоянного тока.Известен цифровой статический регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий генератор эталонных импульсов, дат чик импульсов на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов.Предложенный регулятор отличается от из вестного тем, что в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем реверсивный инвертор, два выхода ко торого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости счетчика - с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, 20 а второй к выходу счетчика.Такое построение регулятора позволяет улучшить качество регулирования, например, при мощных возмущающих воздействиях.На фиг. 1 представлена функциональная 25 схема предлагаемого регулятора; на фиг, 2 - временные диаграммы работы элементов, показанных на фиг. 1.Она состоит из генератора и в 1, схемы 2 временного разделения и ов, счет чика 3 переменной емкости,4, реверсивного инвертораля б, датчика импульсов 7емкости счетчика (8 - 1 - 8 -разрядов). Переключатель 8ряда имеет две галеты г, и При отсутствии сигналов с датчика 7, осуществляющих отрицательную обратную связь по скорости, система работает следующим образом.На вход счетчика д поступают импульсы только от генератора 1 (фиг. 2,а), Заданная скорость двигателя соответствует определенному числу, которое набирается переключателями 8 - 1 - 8 - и. Счетчик 3 работает в двухтактном режиме. В первом такте (такт 1) он работает совместно с переключателями 8. Схема строится таким образом, чтобы на общем контакте галеты 1, переключателя 8 - и старшего разряда сигнал появлялся, когда на счетчик пройдет, число .импульсов, набранное на переключателях 8. Такие схемы известны, весьма просты и используются при построении счетчиков переменной емкости и делителей частоты.Сигнал с переключателя 8 - и поступает на вход а инвертора 5, устанавливая его в со- стояние 1. При этом сигнал с выхода инвертора поступает на двигатель и одновременно(4) ишоу.о,(5) 65 переключает счетчик на работу в другом такте (такт 11).В такте 11 счетчик работаег без участия переключателей 8, а его емкость равна максимально возможной емкости счетчика.Так как в момент переключения счетчика в такт 11 на нем было записано число т, набраное переключателями, то импульс переполнения счетчика 3 появится, когда на него пройдет К - т импульсов после начала такта 11, где К - полная (максимально возможная) емкость счетчика, Импульс переполнения счетчика 3 поступает на вход б инвертора 5 и перебрасывает его в положение 2. При этом сигнал с выхода в инвертора переключает счетчик на работу в такте 1. Дальнейшая работа счетчика происходит циклично аналогично описанному (фиг. 2,а) .Время 01 между импульсом переполнения счетчика и следующим за ним импульсом с переключателя 8 - п равноО,=тт,где т - период следования импульсов навходе счетчика 3 при отключенной обратной связи;т - число, набранное переключателями 8.Время О между импульсом с переключателя 8 - п и следующим за ним импульсом переполнения счетчика равноО =т (К - т), (2) Периоды следования импульсов переполнения счетчика и импульсов с переключателями 8 - и равны1= 01+ 0 = тК. (3) Сигналы напряжения с выходов в и г инвертора поступают на электродвигатель б в противоположных направлениях, т. е, к двигателю б поочередно прикладываются положительные и отрицательные импульсы напряжения. Их длительность равна соответственно 01 и О, амплитуда их одинакова и равна 1 оЧастота генератора импульсов вьбираегся достаточно большой, чтобы двигатель дсмпфировал колебания скорости.Среднее значение напряжения на двигателеравно, учитывая формулы (1), (2) и (3) о, - о, гпг - К1 ср - 1 о3в,+в., К пои т = - , т) - , т( - , 1, =О, К К К г г гТаким образом, положение переключателей 8 однозначно определяет величину и знак заданной скорости. Из формулы (5) видно, что эта величина не зависит от частоты генератора 1. 5 1 о 15 20 25 зо 35 40 45 5 О 55 60 При т = -переключатель стаошего разКгряда 8 - и находится в среднем положении;при т( - в положении левее среднего, приКгт) правее среднего. Таким образом, заКгданное напряжение вращения определяетсяположением переключателя старшего разряда.При наличии сигналов с датчика 7 схемаработает следующим образом.На вход счетчика 3 поступают импульсы отгенератора 1 и через схему совпадения - отдатчика 7, К другому входу схемы совпадения подключены выходы инвертора 5 черезконтакты галеты У переключателя старшегоразряда 8 - п, соединенные таким образом,что при изменении положения переключателяотносительно среднего значения схема совпадения 4 подключается к выходам в или г инвертора 5. В результате такого соединениясигнал от инвертора 5 на входе схемы совпадения 4 появляется только тогда, когда импульс напряжения на выходе инверторасовпадает по знаку с заданным средним значением напряжения. Этот участок периодапериодического сигнала на выходе инверторав дальнейшем называется рабочим участкомпериода 1,Схема 2 исключает совпадение во времениимпульсов от генератора 1 и датчика 7 навходе счетчика и может быть выполнена полюбой из известных схем,На фиг. 2,б показана временая диаграммаКработы схемы при т) - , на фиг, 2,в - при Кт( - ; Если частота импульсов датчикагуменьшится, то длительность рабочего участка периода увеличится так же, как управляющее воздействие, что приведет к увеличению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой статической ошибкой. Если в результате уменьшения нагрузки на двигатель скорость увеличится и частота импульсов датчика 7 увеличится, то длительность рабочего участка периода и управляющее воздействие уменьшатся, что приведег к уменьшению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой с.атической ошибкой. Таким образом осуществляется отрицательная обратная связь по скорости. При этом малым колебаниям скорости соответствуют малые колебания управ,ляющего воздействия, и наоборот, Поэтому система регулирования является пропорциональной, причем степень обратной связи зависит от соотношения частот генератора импульсов 1 и датчика 7. Предмет изобретенияЦифровой статический регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий генератор эталонных импульсов, датчик импуль. Вербова Техред Л. В. Куклина Корректор Л. Фирсова Редак Заказ 2002 1 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж-зб, Раушская наб., д. 45 ипография, пр. Сапунова сов, установленный на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем реверсивный инвертор, два выхода которого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости 5 счетчика - с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, а второй - к выходу счетчика,