Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11777785 Союз Советских Социалистических Республик)М Клз Н 02 Р 5/06 заявкиГосударственный комите ССС,Р по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07,11.80(71) Заявител вановский энергетический институт им. В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕ СКОРОСТИЯ ти элект- зирован- широкий илизации кции фа с частот о генера фазового силовым вают высть подскорости, е превы Наиболее близким кройству является устрозации скорости вращеля, содержащее основнокоторого соединены сскорости и установленнгательного двигателя,вспомогательного регулдов которого подключенратору, а второй - к вьчика, Выход основногочен к входу основноготорого связан с входом предложенному устйство для стабилиния электродвигате й регулятор, входы выходами датчиков ых на валу вспомоуправляемого от ятора, один из вхок задающему генеходу первого датрегулятора подклюдвигателя, выход ковторого датчика, 3 Изобретение относится к обласротехники, в частности к стабилиным электроприводам, имеющимдиапазон регулирования скорости,Известны устройства для стабскорости электродвигателя в фунзового рассогласования сигналовного датчика скорости и задающегтора, выявляемого с помощьюдискриминатора и усиливаемогопреобразователем 1.Такие электроприводы обеспечисокие качества динамики и точидерживания заданного уровняоднако диапазон скоростей в них ншает 0=10: 1. благодаря чему производится вращение считывающей головки второго датчика 2.Колебания скорости вспомогательного двигателя приводят к фазовым качаниям как задающих импульсов, так и импульсов обратной связи и при отработке частично компенсируются,Недостатком известного устройства является то, что величина этой компенсации в устройстве зависит от уровня выходной скорости электропривода, по мере увеличения выходной скорости эффективность компенсации уменьшается, что приводит к колебаниям скорости основного двигателя и, следовательно, к уменьшению точности поддержания заданной скорости,Целью изобретения является увеличение точности стабилизации скорости в широком диапазоне ее изменения.Это достигается тем, что в устройство, содержащее задающий генератор, первый и второй датчики скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя, регулятор скорости, к выходу которого подключен стабилизируемый электродвигатель, выходной вал которого механически связан с считывающей головкой второго датчика скорости, введены преобразователь частоты, сглаживающие делители и первый и второй сумматоры, первые входы. которых подклю(2) чены соответственно к выходам первого и второго датчиков скорости, а выходы через первый и второй сглаживающие делители соответственно подключены к двум разным входам регулятора, второй вход первого сумматора подключен к входу преобразователя частоты, а второй вход другого сумматора подключен к выходу преобразователя, вход которого связан с выходом задающего генератора.На чертеже представлена блок-схема устройства для стабилизации скорости вращения электродвигателя.Устройство для стабилизации скорости электродвигателя содержит регулятор 1, датчики 2 и 3 скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя 4, задающий генератор 5, преобразователь б частоты, сумматоры 7 и 8, сглаживающие делители 9 и 10 и основной двигатель 11.Устройство работает следующим образом: рассмотрим случай задания нулевого уровня скорости основного двигателя 11, При этом коэффициент К 6 преобразователя 6 устанавливается равным Кз=1, на сумматоры 7 и 8 в этом случае будут поступать равные частоты, соответствующие по величине частоте 1 з с выхода задающего генератора 5. Ввиду того, что датчики 2 и 3 имеют одинаковое число меток, с их выходов на сумматоры 7 и 8 будут поступать равные частоты 1 г и 1 з, которые после сложения с частотой Ь и деления в (К 9 - Кя) раз сглаживающими делителями 9 и 10, также равными по величине, будут поступать на входы регулятора 1. Равенство входных частот регулятора 1, в соответствии с логикой работы устройства, определяет нулевую скорость основного двигателя 11, вследствие чего в системе устанавливается установившееся равновесие.При необходимости задания определенного уровня скорости двигателя 11 коэффициент преобразователя б устанавливается отличным от единицы и соответствует выбранному уровню скорости. В этом случае на сумматоры 7 и 8 будут поступать неравные по величине частоты Ь и з=зКз. В результате сложения их попарно с равными по величине частотами 1 г и 1 з на входы Регулятора 1 будут поступать неравные частоты 9 и 19 с выходом сглаживающих делителей 9 и 10, Это вызовет вращение двигателя 11 со скоростью, при которой восстановится равенство частот на входе регулятора 1, т. е. устанавливается новое равновесие в системе, Уровень выходной скорости двигателя 11 в этом случае будет определяться только разностью частот з и з и не зависеть от характера вращения вала вспомогательного двигателя 4. Справедливость этого утверждения легко доказывается, Исходя из условия равенства частот на входах регулятора 1 в установившемся режиме работа с учетом того, что частоты с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 выходов датчиков 2 и 3 определяются соотношениями:У,Уг - в 1 в2 гг где 1 г и з - частоты с выхоДов Датчиков 2 и 3;Лг и Уз - число меток датчиков 2 и 3;фь и Ро - скорости вспомогательногои основного двигателей соответственно,Для схемы, приведенной на фиг. 1, справедливо соотношение;Кв (,1 г + .15 Ке) Къо (.г + Ув) (3) С учетом соотношений (1) и (2), а такжеравенства (К 9=К,9) выражение (3) можнозаписать в виде:фв+ ЛКе = (фо+ фв)+ Л, (4) откуда щв =(Ке - 1) (5) 2 вГв 72Формула (5) доказывает независимость скорости основного двигателя 11 от уровня и пульсаций скорости вспомогательного двигателя 4. Уменьшение или увеличение скорости со, двигателя 4 приводит к одновременному и равному по величине изменению уровней частот на входе регулятора 1, разность же частот г и з, соответствующая заданному уровню скорости двигателя 11, остается неизменной и равной разности частот з и з, задаваемой преобразователем 6. Вследствие этого в предложенном устройстве по сравнению с известным 2 исчезает необходимость в стабилизации скорости вспомогательного двигателя 4. Испытание привода, практически реализующего данное устройство, доказало его работоспособность и показало, что в данном устройстве может быть достигнут диапазон Е) =10000: 1 при высокой равномерности вращения и точности поддержания заданного уровня на нижней скорости не хуже 0,1/9, на высокой скорости 0,01/9.Таким образом, исключение системы стабилизации скорости вспомогательного двигателя 4 и введение новых элементов - преобразователя, сумматоров и сглаживающих делителей с соответствующими связями позволяет получить положительный технический эффект, а именно увеличить точность поддержания заданного уровня скорости в широком диапазоне их изменения. Формула изобретения Устройство для стабилизации скорости вращения электродвигателя, содержащее задающий генератор, первый и второй дат777785 Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе 101, Трахтенберг Р, М, Астатический дискретный регулятор скорости электропривода. - Автоматика и телемеханика,3, 1966.15 2, Авторское свидетельство СССР498700, кл. Н 02 Р 5/06, 1976. Составитель М. КряхтуноваЗагребельная Техред В. Серякова Корректор В, Борисов Редактор Заказ 2538/9 Изд.580 НПО Поиск Государственного комитета 113035, Москва, Ж.35, Тираж 798ССР по делам изобретени аушская наб., д. 4/5 Подписноеоткрытий Типография, пр. Сапунова, 2 чики скорости, установленные на валу вспомогательного двигателя, регулятор скорости, к выходу которого подключен стабилизирусмый электродвигатель, выходной вал которого механически связан с считывающей головкой второго датчика скорости, отлича ющееся тем, что, с целью увеличения точности стабилизации в широком диапазоне скоростей, устройство снабжено преобразователем частоты, сглаживающими делителями и первым и вторым сумматорами, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков скорости, а выходы через первый и второй сглаживающие делители соответственно подключены к двум разным входам регулятора, второй вход первого сумматора подключен к входу преобразователя частоты, а второй вход другого сумматора подключен к выходу пре образователя, вход которого связан с выходом задающего генератора.