Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. по делам изобретений н открытийс присоединением заявки йоН 02 Р 5/06(0888) Дата опубликования описания 15.04.82 А.Дубенский, В,П,Дроганов, Н.А.Иванов, А и Е.Д.Рыжиков(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ И ФАЗЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА2 оеди"то- енмента пам соединены Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам точных оптико-механических систем синхронно-синфазного вращения.Известно устройство для стабилизации скорости электродвигателя пос" тоянного тока, содержащее коммута- тор, силовой вход которого подклю" чен к питающей сети, его выходы к обмоткам двигателя, а управляющий вход через пороговую схему и коррек- тирующее звено соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора, первый вход которого соединен с датчиком скорости, а второй - с генератором опорной частоты 1).Недостатком устройства является низкая точность стабилизации скорости и медленный вход в синхронизм.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного токасодержащее последовательно соединенные частотно-фазовый дискриминатор, корректирующее звено, коммутатор и электродвигатель, снаб женный датчиками скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты и генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым входом частотно-фазового дискриминатора 12).Недостатком этого устройства является зависимость эталонного сигнала от питающего напряжения и нестабильность фазы вращения ротора электродвигателя, что снижает точность стабилизации устройства.Цель изобретения - повъввение точности стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока.Цель достигается за счет, того, .что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скорости цепь иэ звена первой задержки, блока временной привязки, второй вход которого с нен с выходом датчика низкой час ты, звена второй задержки и элем та памяти, узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, второй вход - со входом звена второй эадерж ки, а выход - со вторым входом элеяти, схема И, входы которойа первым входом и выходомэлемента памяти, и схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами схемы И и звена первой задержки, а выход со вторым входом частотно-фазового дискриминатора.На чертеже представлена структурная схема устройства для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя пос оянного тока.Устройство содержит электродвигатель 1, соединенный с питающей 1 О сетью через коммутатор 2, управляющий вход которого через пороговую схему 3 и корректирующее звено 4 соединен с выходом частотно-фазового дискриминатора 5, первый вход которого соединен с генератором б опорной частоты и синхронизирующим входом генератора 7 низкой частоты, а второй вход подключен к выходу схемы ИЛИ 8; Ее первый вход соеди ц нен со вторым выходом схемы И 9, а второй вход объединен с первым входом блока 10 временной привязки и через звено 11 первой задержки соединен с датчиком 12 скорости. 25 Второй вход блока 10 временной привязки объединен с выходом датчика 13 низкой частоты, а его выход со входом звена 14 второй задержки и вторым входом элемента 15 срав- ЗО нения. Выход звена 14 второй задержки объединен с первым входом схемы И 9 и синхронизирующим входом элемента 16 памяти, выход которого объединен со вторым входом схемы 35 И 9, а управляющий вход подключен к выходу элемента 15 сравнения. 15 Устройство работает следующим образом.При включении питания электро О двигатель 1 постоянного тока разгоняется до скорости, при которой частоты опорного генератора б и датчика 12 скорости равны. После этого включается канал захвата фазы, содержащий генератор 7 низкой частоты, элемент 15 сравнения, схему И 9, элемент 16 памяти, звено 14 второй задержки, датчик 13 низкой частоты, блок 10 временной привязки. Импульсный сигнал с выхода генератора 7 низкой частоты, частота следования которого соответствует частоте вращения ротора двигателя, а фаза определяет положение ротора в пространстве, поступает на первый вход элемента 15 сравнения. На второй вход этого элемента подается импульсный сигнал с выхода блока 10 временной привязки. На входы блока временной привязки подаются 60 импульсные сигналы с датчика 12 скорости через звено 11 первой задержки и с датчика 13, низкой частоты, который определяет действительную фазу поЛожения ротора в пространстве. 65 На выходе блока временной привязкиформируется импульсный сигнал, соответствующий по фазе первому импульсу с датчика 12 скорости, которыйследует за импульсом датчика 13 низкой частоты. Это позволяет осуществить точную установку ротора по фазе в пределах одного периода частоты вращения, изменяя величину задержки с помощью звена 11 первой задержки С выхода элемента 15 сравнения импульсный сигнал, при совпадении импульсов генератора 7 низкой частоты и импульса с выхода блока 10 временной привязки подается на управляющий вход элемента 16 памяти, На синхронизирующий вход подается задержанный звеном 14 второй задержки импульсный сигнал с выхода блока10 временной привязки. При этом навыходе элемента 16 памяти устанавливается сигнал, который запирает схему И 9. В случае несовпадения импульса с генератором 7 низкой частоты и импульса с выхода элемента16 памяти устанавливается уровеньпостоянного напряжения, отпирающийсхему И 9. При этом на второй входэтой схемы подается задержанный им"пульс с выхода блока временной привязки один раз за оборот двигателя. С входа схемы И 9 задержанный импульс через схему ИЛИ 8 поступает на первый вход частотно-фазового дискриминатора 5. На второйвход частотно-фазового дискриминатора подаются импульсы с генератора б опорной частоты. При этомчастотно-Фазовый дискриминатор устанавливается в состояние, котороеобеспечивает некоторое торможение двигателя, не выводя его частоту за пределы синхронной. Это приводит к изменению фазы положения ротора относительно импульсов генератора 7 низкой частоты,В случае совпадения импульса с выхода блока временной привязки и импульса с выхода генератора низ-т кой частоты запирается схема И 9 и на первый вход частотно-фазового дискриминатора подаются только задержанные импульсы с датчика 12 скорости. При этом осуществляется захват по частоте. С выхода частотно-фазового дискриминатора импульсы следуют с частотой опорного генератора.Их длительность равна разности фазмежду импульсами опорной частоты иимпульсами датчика скорости. Дляуменьшения времени переходного процесса при захвате по частоте междувыходом частотно-фазового дискриминатора и управляющим входом коммутатора 2 включены последовательнокорректирующее звено и пороговоеустройство.Подписноеомитета СССРоткрытийкая иаб., д, 4/5 аказ 2374/70 Тираж 719 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаФилиал ППП фПатент., г. Ужгород, ул, Проектна Таким образом, устройство обес-печивает стабилизацию частоты вращения ротора с точностью, определяемой точностью опорного генератораТак как частота датчика скорости связана с частотой датчика низкой частоты, то одновременно с частотой стабилизируется и фаза вращения ротора,что является дополнительным преимуществом устройства,формула изобретения Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока содержащее последовательно соединенные 5 частотно-Фазовый дискриминатор, корректирующее звено, коммутатор,датчики скорости и низкой частоты, генератор опорной частоты и генератор низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и первым входом частотно- фазового дискриминаторао т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации,дополнительно введены последовательно соединенные с датчиком скоростицепь из звена первой задержки, блокавременной привязки, второй вход которого соединен с выходом датчиканизкой частоты, звена второй задержки и элемента памяти, узел сравнения, первый вход которого соединенс выходом генератора низкой частоты,второй вход - с входом звена второйзадержки, а выход - с вторым входомэлемента памяти, схема И, входы которой соединены с первым входом ивыходом элемента памяти, и схема ИЛИ,входы которой соединены с выходамисхемы И и звена первой задержки, авыход - со вторым входом частотнофазового дискриминатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 343643, кл. Н 02 Р 5/06, 1972.2. Патент Японии Р 49-7683,кл. Н 02 Р 5/00, 1976.