Устройство коррекции системы регулирования

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЮТЙЛЬСТВУ(51) М. Кл Си 05 В 11/26 Гоеударственный комитет СССР оо делом изооретеннй и открытийДата опубликования описания 08,01,79(71) Заявитель Ивановский энергетический институт и) УСТРОЙСТВО КОРРЕКПИИ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ Изобретение относится к области управляемых систем автоматического регулирования скорости электродвигателя, в частности, к системам, содержащим фазовый дискриминатор в канале регулирования.Известньь устройства стабилизации и регулирования скорости вращения двигателей, содержащие частотный датчик в качестве измерителя скорости, генератор стабильной частоты в качестве эталона, фазовый дискриминатор и усилитель мощности 111. Однако устойчивая работа такой системы обеспечивается лишь при довольно низкой частоте, что приводит к значительным колебаниям тока и скорости в установившемся режиме.Известны также устройства коррекции системы регулирования, обеспечивающие устойчивую работу астатического дискретного электропривода при высокой эталонной частоте и его качественную динамику, Корректирующий сигнал в таких уст ройстввх может вводиться параллельно,последовательно или по каскадному принципу 21, Однако использование указанных устройств в системах с частотнымсравнением приводит к необходимостипревращения сигнала с фазового дискри минвторв в непрерывную форму. Дляуменьшения уровня пульсации при этомили вводят фильтры, ухудшающие динамику системы, или применяют сп".циальныесложные преобразователи. Кроме того, в 10 случае использования дискретного силового преобразователя, приходится затемснова преобразовывать аналоговый сигналуправления в дискретную форму.Наиболее близким по технической супе ности является устройство коррекции, содержащее элемент совпадении, выход которого через последовательно соединенные сумматор и формирователь длительности импульсов подключен о входу пер вого формирователя импульсов, Второйформирователь импульсов, выход котороГО ПОДСОЕДИНЕН КО ВХОДУ СУММатОРВ Иуправляемый одновибратор, выход которого связан с первым входом элемента сов падения, прн этом второй вход элемента совпадения, первый вход управляемого одновибратора и вход второго формирователя импульсов подключены ко входу уст ройства, а выход первого формирователя импульсов подсоединен к выходу устройства 3.В известном устройстве импудьсы входной частоты оказываются сдвинутыми 10 по фазе на постоянную величину, равную - (Т- период входной частоты) в уста- Т2новившемся режиме, и на величину, пропорциональную отклонению периода частоты, в переходном режиме, т.е, в после довательности выходных импульсов содержится корректирующий сигнал по отклонению частоты.Недостатком известного устройства является малый частотный диапазон рабо 20 ты, особенно прн больших значениях коэффициента расширения К. При значении коэффициента расширения К 3 20 (что соответствует реальному режиму работы устройства коррекции) диапазон работы 25 устройства Д 4 1 Д.Поставленная цепь достигается тем, что в известное устройство введены инвертор, два масштабирующих элемента и интегратор, причем выход управляемого 30 одновибратора через первый масштабируюший элемент подключен к первому входу интегратора, а через носдедоватедьно соединенные инвертор и второй масштабирующий элемент ко второму входу интах ратора, выход которого подсоединен ко второму входу управляемого одновибраторазБлок-схема устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 - временная диаграмма 40 работы устройства.Устройство коррекции системы регулирования содержит элемент совпадения 1, сумматор 2, формирователь длительности импульсов 3, формирователи импульсов 4 и 5, управляемый одиовибратор 6, инвертор 7, масштабифующие элементы 8 и 9 и интегратор 10.На фиг. 2 цифрами обозначены сигналы с выходов соответствуквших элеМентов,50 блок-схемы, показанной иа фиг,. 1.Сигнал входной частоты (как и в прототипе скважностью щ 0,5) передним фронтом запускает управляемый одновибратор 6, у которого ддительность генерируемых импульсов определяется вели .чнной выходного сигнала, интегратора 10. Зались и считывание напряжения в интеграторе 10 осуществляется выходными импульсами ( прямыми и инвертированными)управляемого одновибратора 6, поступающими на суммирующие входы интегратора 10 через различные по величине сопротивления масштабирующие элементы(например, резисторы) 8 и,9,Вследствие этого с выхода интегратора 10 в установившемся режиме (смучасток Х временной диаграммы фиг. 2)снимается сигнал пилообразной формы,имеющий раздичные углы при основаниикаждого из составдяющих элементарныхтреугольников. Скважность выходных импульсов управляемого одновибратора 6,входящего в цепь замкнутой по фазе системы регудирования (блоки 6, 7, 10),будет отличаться от = 0,5 и определяться соотношением веднчин сопротивлений согласующих элементов 8 и 9.Из рассмотрения элементарного треугольника кривой пилообразного напряженияв установившемся режиме можно определить в этом режиме длительность выходного импульса элемента совпадения 1,так как этот импульс подучается какразность величин полупериода входнойчастоты .и проекции стороны элементарного треугольника на его основание.В соответствии с обозначениями навременной диаграмме (фиг. 2) и с учетом очевидного равенства,3= - в2 ягде Йв и Й- вйичины сопротивлениясогласующих элементов 8 и 9, соочъветственно, имеем:твЪТф - -ЯЬт-Т 2 Р,ФЯИспользуя подученное выражение ис учетом того, чтоТЯЬТймеем:Как видно, коэффициент расширения (ецио можно назвать коэффициентом коррекции) не зависит от уровня входной частоты и Определяется лишь, соотноше кием величин сопротивлений масштабнруквпих элементов 8 и 9. Это является существенным достоинством коррекции ддя большинства систем регулирования скорости,55 64Задавшись необходимым зная"-.,кием коэффициента К применительно к различным системам и используя полученное выражение ддя Ч, можно подобрать нужные ведичины сопротивлений масштабирующих элементов 8 и 9.Сигнал с выхода элемента совпадения 1 пбсде суммирования с импульсами формирователя 5 расширяется в К раз формирователем длительности импульсов 3, после чего по заднему фронту импульсов расширения формирователем 4 формируются выходные импульсы устройства коррекции.При незначительном или кратковременном увеличении входной частоты участок П временной диаграммы) иди уменьшении ее (участок Ш временной диаграммы), длительность импульсов управляемого одновибратора 6 практически остается неизменной, а потому происходит значительное изменение длительности импульсов с выхода элемента совпадения 1, формирователя 3 и фазы выходного импульса устройства.При относительно медленном, плавном или значительном изменении входной частоты, что, как правило, бывает при смене частотного диапазона работы устройства, происходит автоматическая перестройка длительности импульса управляемого одновибратора. При этом скважность выходных импульсов управляемого одновибратора 6 в новом установившемся режиме остается прежней и коэффициент коррекции сохраняется постоянным.Благодаря автоматической подстройке Длительности импульса управляемого одновибратора 6 по периоду входной частоты, частотный диапазон предлагаемого устройства коррекиии определяется лишь параметрами управляемого одновибратора, длительность импульсов которого может изменяться в доводьно широких пределах. Использование новых элементов - инвертора, масштабируемых элементов и интегратора, а также новых связей, с единяюших новые элементы между собой. и с известными элементами, выгодно отличает предлагаемое устройство коррекиии для системы регулирования от указанного прототипа, так как при этом значительно расширяется частотный диапаэонустройства коррекции.формула изобретенияУстройство коррекпии системы регулирования, содержащее элемент совпадения,выход которого через последовательносоединенные сумматор и формировательдлительности импульсов подключен ковходу первого формирователя импульсов,второй формирователь импульсов, выходкоторого подсоединен ко входу сумматора, и управляемый одновибратор, выходкоторого связан с первым входом элемента совпадения, при этом второй входэлемента совпадения, первый вход управляемого одновибратора и вход второгоформирователя импульсов подключены ковходу устройства, а выход первого формирователя импульсов подсоединен к выходу устройства, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства, в устройство введены инвертор, два масщтабнрующих элемента и интегратор; причем выход управляемого одновибратора черезпервый масштабируюший элемент подключен к первому входу интегратора, а через последовательно соединенные инвертор и второй масштабируюший элементко второму входу интегратора, выход которого подсоединен ко второму входууправляемого одновибратора.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Трахтенберг Г. М. Астатическийдискретный стабилизатор скорости электропривода. "Автоматика и телемеханика",Хо 3, 1966.2 Анлрушу В, В., Андрушу В. В.Система импульсного регулирования скорости с обратной связью по текущемузначению скорости на управляемых кремниевых вентилях. Материалы к семинаруЛДНТП, часть 1, Л., 1966.3. Трахтенберг Р. М. Астатическиедискретные системы электропривода постоянного тока, "Электричество, Ж 4,1972,641398 Составитель Г. Романченкотор В Лукин Техред, Ю, Ннймет орректор емч и Подписное а ССС2 Тираж ИИЦНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж.35, Раушская набд, 4/ 11/4 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проект