Регулятор скорости

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(11) 559226 ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОР СКО 1) Дополнительное к авт, свид.ву2) Заявленс 03,01,75 (21) 2092246/2 1) М. Кл,в 605 Э 1 З 100 с присоединением заявки(45) Дата опубликования описания 21,07.7 Государственный комнтеСовета Министров СССРео делам изобретенийн открытий ДК 621.375,4) РЕГУЛЯТОР СК Изобретение относится к управляемым системам автоматического регулирования скоростиэлектропривода, в частности к сис темам, содержащим фазовый дискриминатор в канале регулирования, 5Известны устройства стабилизации и ре гулирования скорости вращения двигателя, содержащие последовательно соединенные частотный датчик скорости, формирователь импульсов, делитель частоты импульсов И датчика, корректирующее усгройство, вклю чающее выявитель отклонения, расширитель и формирователь заднего фронта, устройся во разделения двух последовательностей импульсов, устройство сравнения, силовой 15 преобразователь и двигатель, а также г,за- дающий генератор и делитель эталонной частоты, выход которого подключен ко вто рому входу устройства разделения 11,В условиях колебаний напряжения питаю р щей сети и температуры окружаюшей среды аналоговые времязадающие злементы, применяемые для получения интервала Т, не способны обеспечить необходимую точность 1-2%, Такая нестабильность интервала 25 привсдит к значительному уменьшенпо дяепазона работы коррекции и даже к насыщению расширителя.Известен регулятор скорости, содержащий генератор импульсов, подключенньФ к первому делителю частоты, блок разделения импульсов, подключенный через последователь йо соединенные компаратор, преобразователь частоты, исполнительный двигатель, датчик скорости, первый формирователь импульсов ко второму делителю частоты, и второй фщьмирователь импульсов 21,Такой регулятор скорости отличается низким быстродействттем иъ.за значитель- ной инерционности обмотки возбуждения при регулировании потока возбуждения дви гателя. Увеличение быстродействия может быть досгигнуто путем регулирования тока якоря двигателя. Однако привод с описанной структурой при подобном регулировании неработоспэсобен из-аа потери устойчивости системы. Для восстановления устойчивой работы необходимы специальные корректируюншо устройства, Целью изобретения является повышение точности регулятора.Это достигается тем, что он содержит третий делатель частоты, через последовательно сседнне нные, четвертый делитель час;тщы и элемент ИЛИ подключенный к первому входу триггера, пятый делитель частоты, входом, подключенный к первому делитеыо частоты, а выходом - к первому входу блока разделения импульсов, и эле мент задержки, входом подключенный к вы ходу второго делителя частоты, а выходомко второму входу триггера, выход которого подкгпочен к блоку. расширения импульсов, прн этом вход третьего. делителя частоты 15 подкпочен к выходу генератора импульсов,На чертеже приведена блок-схема опт сываемого регулятора скорости . Регулятор скорости состоит пз генератора импульсов 1 выход которого подключен к входам перво- М го делителя частоты 2 и третьего делителя частоты 3, Переключатели коэффициентоВ деления этих делителей механически связаны, а выходы подключены соответственно к входу пятого делителя частоты 4 (с коэф-б фициентом деления м) и четвертого дели теля частоты 5 (с коэффициентом деления В), С выходом четвертого делителя 5 связаны последовательно соединенные элемент ИЛИ 6, триггер 7, блок расширения импульсов 30 8, второй формирователь импульсов 9, блок разделения импульсов 10, компаратор 11, преобразователь частоты 12, исполнительный двигатель 13, датчик скорости 14, первый формирователь импульсов 15, второй дели тель частоты 16 и элемент задержки 17.Импульсы с выхода второго делителя частоты 16 осуществляют сброс третьегои четвертого 5 делителей частоты аос;:упают также на второй вход элемента ИЛИ 6 фО и через элемент задержки 17 - на второй вход триггера 7, Выход пятого делителя частоты 4 соединен со вторым входом блом ка разделения импульсов 10, Коэффициент т 1 пятого делителя частоты 4 по величине 45 больше коэффициента деления четвертого де лителя частоты 5. Выбор этих коэффициентов производится из условия получения ньобходим ого коэффициента деления расширителя,Работа регулятора скорости происходит ф следующим образом. Импульсы, вырабатываемые датчиком скорости 14, формируются первым формирователем импульсов 15 и пс Даются на второй делитель частоты 16, Им- пульс частоты 1 с выхода второго делителя частоты 16 производит сброс делителей частоты 3 и 5 и через элемент ИЛИ 6 подается на первый вход триггера 7, перебрасывая его в состояние 1" или лодтверж. дая это состояние. Тот же импульс спустя 6 О время Т, определяемое параметрами элемента задержки 17, возвращает триггер 7 в исходное состояние "Оф. По окончании импульса сброса делителей частоты 3 и 5 производится и их запуск, так как на вход этих делителей непрерывно постуцает частом та с генератора импульсов 1. Эта частота делится на число, равное произведению коэф фициентов деления делителей частоты З.и 5, т.е. на величину К тл, где К - коэффициент деления регулируемого делителя и делителя эталонной частоты. Импульс на выходе четвертого делителя частоты 5 по, является по истечении времени с момента сброса делителей Т,- КтоТ где Т,- период частоты генератора. Этот импульс, пройдя через элемент ИЛИ 6, перебрасывает триггер 7 в состояние "1 ф. Следующий импульс частоты 1 сбрасывает делители частоты 3 и 5, а также, пройдя через эле мент ИЛИ 6, подтверждает состояние ф 1 ф триггера 7 н с задержкой возвращает триггер 7 в состояние фОф. Импульс с выхода трио гера 7 шириной ьТ- Т, - Г расширяется в К раз блоком расширения импульсов 8. Сформированный по заданному фронту расширенного импульса во втором формирователе импульсов 9 короткий импульс 1 т имеющий фазовый сдвиг по отношению к импульсу 1, пропорциональный отклонению скорости, поступает на первый вход блока разделения импульсов 10, на второй вход которого подается импульс эталонной частоты, полученной в результате делении на число Ко делителями частоты 2 и 4 частоты генератора импульсов 1,Блок разделения импульсов 10 исключает возможность прихода импульсов на вход компаратора 11 с интервалом мень- шим, чем разрешающая способность входных элементов компаратора 11. Компаратор 11 производит.сравнение по фазе импульсов частотй л,поступающих с выхода блока разделения импульсов 10. С приходом каждого импульса частоты компа ратор 11 выдает сигнал преобразователю . частоты 12 на подключение к сети испол нительногодвигателя 13, а с приходом каждого, нмпульсачастотыкомпаратор 11 зада-ет сигнал преобразования частоты 12 на торможение исполнительного двигателя 13, т,е, таким образом обеспечивается от рицательная обратная связь по скорости.При больших отклонениях скорости иополнительного двигателя 13 вверх, когда Т Т, необходимо производить блокиров-. ку от пропадания импульсов 1 . Для этой цели служат элемент ИЛИ 6 и элемент задержки 17, подключенные к входам тригге550226только изменением коэффициента делениявторого делителя частоты 16, но н одновременно изменением коэффициента деленяярегулируемых делителей частоты 2 и 3,Дйя этого переключатели коэффициентов деления делителей механически связаны. Максимальный коэффициент деления делителейчастоты 3 и 2 выбирается согласно выражению10 гКМАРКСэмин 2 К ч О 2 К ЭКминиэедкс имеем Хч 2(м- тп) Я аК 11 ст. ВААкс мин ра 7. Благодаря такому включению элемен тов триггер 7 в любом случае будет на ходиться в сосгоянии 1 с приходом каимдого импульса 1, длительностью не менее чем б, т.в. на вход расширителя с прихсьдом каждого импульсабудет подаваться ,импульс длительностью не менее Й .Временной интервал Т выбирается из условия получения предварительного сдвига импульсовпри Т - Ти яа величину+ при заданном коэффициенте усиления расши ритела Кч т.е. стабильность работы устройства опре 25 делявтса стабильностью коэффициентов депе ,ниа делителей частоты 4 я 5, следовательно, рассматриваемый астатический диск, ретный регулятор скорости может работать ъ усваиях значительных колебаний напра- ЗО жвниа питающей сети и температуры окружающей среды.Стабильность я качество рабсилы астатического дискретного регулятора зависит также ог степени квантования величины Т - Т, возникающего вследствие того,. что импульс часготы может произвести сб рос делителей частоты 4 и 5 в любой мо мент времени между двумя соседними импульсами частоты генератора импульсов 1. Однако отсчет временного интервала начинается с моменга прихода первого импульса частоты 1 после сброса делителей, т,е, с запаздыванием от момента сброса делителей в пределах от 0 до Т. Следова45 тельно, выбрав достаточно высокую частоту генератора импульсов 1, можно свести квантование к минимуму. Так при 1=10 Гц6 и= 400 Гц вепичина степени квантования дТ= 0,04%.Коэффициенты деления делителей 4 и 5, выбираются из условия получения необходимого коэффициента усиления блока расширения импульсов 8. Отношение этих коэффнпиен тов определяется выражением5 Кчи 2 К Изменение уставек ск орости исполнительного двигателя можно производить не 60гдето - минимально возможный пределэьанэталонной частоты регулатора скорости.Минимально возможны коэффициент деления, который может быть установлен на делителях частоты 2 и 3, определяется по формуле; где 1максимально возможная эталонная частота регулятора скорости.Отсюда число ступеней скорости двигателя, которые можно получи"гь изменением коэффициента дедиэния делителей частоты 2 и 3 при неизменном коэффициенте деления второго делителя частоты 16, будет Полное число ступеней изменения скорости двигателя при изменении коэффициентов деления делителз частоты 2,3 и 16. Х =1 Кст. ЙОлнллАнс ллинст- К 1 а т.е. плавность регулирования скорости предлагемого устройства значительно выше, чем в регуляторах скорости с изменением коэффициента делеяа только делителя частоты датчика. Таким образом, предлагаемый регулятор обеспечивает высокую плавность регулирования скорости, а также стабильную работу в условиях значительных колебаний напряженна питающей сети н температуры окружающей среды. формула изобретения Регулятор скорости, содержащий генератор импульсов, подк 1 поченный к первому делителю частоты, блок разделения импульсов, подкшочениый через последовательно соединенные комиаратор, преобразователь частоты, исполнительный двигатель, датчик скорости, первый формирователь импульсов559226 Составитель Г. Беликов Техред А Богдан Кор Б, И" фадеев1 Ре 00 Тираж 1095 И 1 Государственного комитет по делам изобретенийаз 1372/ одписноеиннстров ССС Совета Мскрытийнабд. 4 035 ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Пр 4ко второму делителю частоты, и второйформирователь импульсов, о т л и ч а юа и й с я тем, что, с целью повышенияточности регулятора, он содержит третийделитель частоты, через последовательно 5соединенные четвертый делитель частотыи элемент ИЛИ подключенный к первомувходу триггера, .пятый делитель частоты,входом подключенный к первому делителючастоты, а выходом - к первому входу бло Ока разделения импульсв, и элемент задержки, входом подключенный к выходу второгоделителя частоты, . а выходом - ко второму входу триггера, выход которого подключен к блоку расширения импульсов, при этом вход третьего делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов,Источники информации, принятые во вне. мание при экспертизе: 1, Трахтенберг Р. М. Астатический дискретный регулятор скорости., Электричество, Ж 4, 1972,ъ.2, Трахтенберг Р. М. Астатический диск ретный регулятор., Автоматика и телеме ханика, М 3, 1966.