Устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя

Союз Советсеа Социалмстических Республик(23) Приоритет -Государственный комвтет СССР аа делам нзааретеннй и аткрыте(088.8) о 05,10.79. Бюллетень . публиковаДата опубл кования описания 05.10.79 2) Автор изобретения В. Каллиников(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1Изобретение относится к области измерительной техники и автоматики и может быть использовано в системах контроля н управления вентильным электроприводом для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя с представлением результата в цифровой форме,Известно цифровое устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя с фазным ротором, использующее информацию о частоте тока статора и ротора для получения сигнала, пропорционального скорости т вращения электродвигателя 11, Это устройство имеет низкое быстродействие. Известно также цифровое устройство для измерения скорости вращения асинхронного электродвигателя т 2), содержащее два формирователя импульсов, подключенных к фазным обмоткам статора и ротора электродвигателя, генера. тор опорной частоты, подключенный к входу первого неуправляемого делителя частоты и к счетному входу первого из двух последовательно соединенных счетчиков-делителей, два управляющих сче 1 чнка, подключенных счетными вхо. дами к выходу первого неуправляемого делителя частоты, второй неуправляемый делитель частоты, подключенный между выходом второго счетчика-делителя и сигнальным входом первого вентиля, подключенного выходом к счетному э входу счетчика результата, а управляющим входом - к выходу схемы формирования временного интервала, а также четыре схемы переноса кода, запоминающий регистр, третий счетчик-делитель, второй вентиль и два блока управления, в соединенные с выходами формирователей,импуль.сов и управляющими входами третьей и четвертой схем переноса кода, причем выходы разря. дов первого управляющего счетчика подключены к входам первой схемы переноса кода, а выхо- З ды разрядов второго управляющегосчетчика через третью схему переноса кода подключены к входам разрядов запоминающего регистра, выходы разрядов которого подключены к входам четвертой схемы переноса кода, счетнцй, вход Зф третьего счетчика. делителя подключен через второй вентиль к выходу первого неуправляемого делителя частоты, а выход подключен ко второ.му входу второго блока управления н к перво 690390му входу схемы формирования временного ин.тер вала,Недостатком данного устройства является запаздывание формирования результирующего кода на период частоты импульсов, формиру емых от фазных обмоток ротора электродвигателя. В связи с тем, что эта частота может су.щественно меняться, особенно в переходных ре. жимах, появляется ошибка, возрастающая с увеличением скорости изменения частоты 10Целью изобретения является уменьшение ди. намической ошибки.Это достигается тем, что в предлагаемомустройстве выходы разрядов первого управляющего счетчика подключены к входам второисХемы переноса кода, управляюшие входы пер.вой и второй схем переноса кода подключенык выходам первого и второго счетчиков делителей, входы разрядов которых подключены к вы.20Ходам соответственно первой и второи схем переноса кода, выходы четвертой схемы переносаКода подключены к входам разрядов третьегосчетчика-делителя, а второй вход схемы формирования временного интервала соединен с выхо.25дом второго блока управления, соединенноготакже с установочными входами первого и второго счетчиков-делителей и первого управляющего счетчика, с входами обнуления неуправляемыхДелителей частоты, третьего счетчика-делителя и30счетчика результата и с управляющим входомвторого вентиля,Блок-схема описываемого устройства пред.ставлена на чертеже. Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, подключенные соот.ветственно к фазным обмоткам статора и рото 35ра асинхронного электродвигателя,генератор3 опорной частоты, соединенный с неуправляемымделителем 4 частоты, два последовательно соединенных счетчика-делителя 5 и 6, два управляющихсчетчика 7 и 8, подключенных счетными входамик выходу делителя 4, третий счетчик-делитель 9,счетчик 10 результата, запоминающий регистр 11,четыре схемы 12 - 15 переноса кода, второй неуправляемый делитель частоты 16, подключенныйк выходу счетчика 6, дра блока управления 17 и18, осушествляющих последовательное формирование выходных импульсов с задержкой мекдуними на время переходного процесса, схему 19формирования временного интервала и два вентиля 20 и 21. Выход 22 формирователя 1 подклю.чен к входу блока управления 17, выход 23формирователя 2 подключен к первому входублока управления 18. Выходы 24 - 26 блока управления 17 подключены соответственно к входу об.нуления регистра 11, к управляющему входу схемы 14 и к входу обнуления 1 управляющего счетчика 8. Выходы 27 - 32 блока управления 18 под.ключены соответственно к первому входу схемы 19, к входу обнуления счетчика 10, к входу обнуления счетчика 9, к управляющему входу схемы 15, к управляюшему входу вентиля 20, к установочным входам счетчиков 5 - 7 и к входам обнуления лели. телей 4 и 16, Выходы разрядов управляю 1 дего счет. чика 7 подключены к входам разрядов счетчиков. делителей 5 и 6 через схемы 12 и 13 переноса, управ. ляющие входы которых подключены к выходам счетчиков. делителей 5 и 6, Выходы разрядов второ. го управляющего счетчика 8 подключены через схему 14 переноса к входам регистра 11, выходы разрядов которого через схему 15 переноса под ключены к входам разрядов счетчика 9, счетный вход которого через вентиль 20 подключен к выходу делителя 4, а выход подключен ко второму входу блока управления 18 и ко второму вхо. ду схемы 19, выход которой подключен к уп равляюшему входу вентиля 21, подключенного между выходом делителя 16 и счетным входом счетчика 10 результата.Устройство работает следующим образом.Формирователи 1 и 2 импульсов выполнены так, что при переходе отрицательной и положи. тельной полуволн напряжения каждой фазы обмоток статора и ротора через нулевой уровень в них формируются импульсы. За каждый период колебаний трехфазного напряжения на выходе формирователей образуется по шесть импульсов. Поэтому на выходах формирователей 1 и 2 образуются последовательности импульсов, следующих соответственно с частотами 1, = 61 е и 1 =61РТогда можно записать:=р А-Хд,10где и - скорость вращения двигателя, об/мин;р - число пар полюсов двигателя.С выхода генератора 1 импульсы высокой опор ной частоты 1 о поступают на вход делителя 4 с постоянным коэффициентом деления к. С выхода делителя 4 импульсы с частотой Ро = ф поступают на счетные входы счетчиков 7 и 8, а также через вентиль 20 - на счетный вход счетчика 9, В счетчике 8 производится измерение текущего периода частоты 1,. По каждому импульсу 1, в блоке управления 17 формиру.ются сигналы управления, последовательно обнуляющие регистр 11, переписывающие через открытую схему 14 переноса очередной код из счетчика 8, который после этого обнуляется, Между двумя обнулениями в счетчике 8 подсчи- тываются импульсы частоты Хо и к концу оче.редного период Т, в нем образуется код: пропорциональный периоду частоты 1,. По каж.дому импульсу частоты 1 в блоке управления690390 18 формируются сигналы управления, последовательно закрывающие вентиль 21 через схему19, обнуляющие счетчик результата 10, обнуля.ющие счетчик 9, записывающие через схему 15переноса обратный код Мт, из регистра 11, открывающие вентиль 20, обнуляющие делители4 и 16 и устанавливающие в счетчик 7 "1", ав счетчики 5 и 6 - код 2" - 1, Первый им.пульс опорной частоты Фо, поступающий на счет.ный вход счетчика 5, переполняет его и на его 1 Овыходе появляется импульс, поступающий насчетный вход счетчика 6 и открывающий схему12 переноса, через которую обратный код иэсчетчика 7 переписывается в счетчик 5. Аналогично работает и счетчик 6. Каждым импуль. 15сом переполнения на выходах счетчиков 5 и 6текущий обратный код иэ счетчика 7 переписы.вается в счетчики 5 и 6 через открывающиесясхемы 12 и 13 переноса. В счетчике 7 после установки его в начальное положение сигналом отимпульса частоты 1, производится интегрирова.ние импульсов с выхода делителя 4,Текущий код в счетчике 7 равен: 25 пропорциональный скорости вращения электродвигателя и численно равный при= 1 скорости вращения, об/мин.40 Устройство для измерения скорости враще ния асинхронного электродвигателя, содержа.щее два формирователя импульсов, подклю.ченных к фазным обмоткам статора и ротораэлектродвигателя, генератор опорной частоты,подключенньй к входу первого неуправляемо О го делителя частоты и к счетному входу первого иэ двух последовательно соединенных счетчиков-делителей, два управляющих счетчика,подключенных счетными входами к выходупервого неуправляемого делителя частоты, вто рой неуправляемьй делитель частоты, подключенньй между выходом второго счетчика-делителя и сигнальным входом первого вентиля, под.ключенного выходом к счетному входу счетчит.е. код в счетчике 7 изменяется линейно вовремени. Так как обратный код из счетчика 7записывается в счетчики 5 и 6, то при поступлении на входы счетчиков 5 и 6 числа импульсов, равных записанному в него обратному кодрон переполняется, следовательно, счетчики 5 и 6работают в режиме делителей входной частотына коэффициенты деления, равные текущему ко.ду в счетчике 7. На выходе счетчика 5 формируется частота оЕЖ=вМ(Юобратно пропорциональная текущему времени.На выходе счетчика 6 формируется частота:р . гИ=вМ(+) К, +а обратно пропорциональная квадрату текущего времени. Частота Г, (т) делится в делителе 16 на постоянный коэффициент р, равный числу пар полюсов электродвигателя. На вход вентиля 21 поступают импульсы с частотой:,2Если выбрать коэффициент пропорциональностимД ф=;Я, то можно записатьоД,)= --где= 1, .,1 ПИмпульсы частоты Р, с) интегрируются в ре- зультирующем счетчике 10 на временном интервале, нз который открывается вентиль 21, Этотинтервал формируется схемой 19, в качестве которой может быть использован триггер с раздельными входами. По каждому импульсу меньшейчастоты 1, схема 19 устанавливается в положение, при котором закрывается вентиль 21. Одновременно из регистра памяти 11 через схему переноса 15 в счетчик 9 записывается обратныйкод Йт и открывается вентиль 20, через который на счетный вход счетчика 9 начинают поступать импульсы частоты Ео с выхода делителя 4,После поступления на вход счетчика 9 Мт импульсов он переполнится, и на его выходе сфор-,мируется импульс, который через схему 19 откроет вентиль 21. Время от начала работы счетчика 9 будет равно:1 тРт.е. равно периоду частоты. 1Так как начало формирования интервала Т, сов.падает с импульсом начала периода Т, а вентиль21 открывается через Т, после начала периодаТэ и закрывается по импульсу конца периодаТ, то интервал времени, на который открыва.ется вентиль 21 равен Т, - Т т,е. разностипериодов. Так как начало формирования частоты Р, (т) совпадает с началом периода Т, то завремя Т - Т, в счетчике результата 10 образуется код: 140 й 10МжВыхР ,а Р/ Г /т,10р ЙЧ 12,)= 10 О Формула изобретения6903908 ИИПИ аж 109 Заказ 5955(41Подписное илиал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная,4 ка результата, а управляющим входом - к вы.ходу схемы формирования временного интерва.ла, а также четыре схемы переноса кода, зало.минающий регистр, третий счетчик-делитель, вто.рой вентиль и два блока управления, соединен.ные с выходами формирователей импульсов иуправляющими входами третьей и четвертойсхем переноса кода, причем выходы разрядовпервого управляющего счетчика подключены квходам первой схемы переноса кода, а выходыразрядов второго управляющего счетчика черезтретью схему переноса кода подключены к входам разрядовзапоминающего регистра, вы.ходыразрядов которого подключены к входам четвертой схемы переноса кода, счетный входтретьего счетчика-делителя подключен через второй вентиль к выходу первого неуправляемогоделителя частоты, а выход подключен ковторому входу второго блока управления и к первому входу схемы формирования временногоинтервала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью уменьшения динамической ошибки,в нем выходы разрядов первого управляющегосчетчика подключены к входам второй схемы переноса кода, управляющие входы первой и второй схем переноса кода подключены к выхо.дам первого и второго счетчиков-делителей, входы разрядов которых подключены к выходам 5 соответственно первой и второй схем переносакода, выходы четвертой схемы переноса кода подключены к входам разрядов третьего счетчика. делителя, а второй вход схемы формиро.вания временного интервала соединен с выхо дом второго блока управления, соединенного также с установочными входами первого и второго счетчиков-делителей и первого управляющего счетчика, с входами обнуления неуправляемых делителей частоты, третьего счетчика. делителя и счетчика результата и с управляющим входом второго вентиля. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 20 1, Немов Н. П. Измерение длины труб в процессе волочения. "Автоматизация и механизация",Р 11, 1975. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2395635/18.10, кл, 6 01 Р 3/48, 19761 прототип).