Устройство для определения э. д. с. электродвигателя постоянного тока

(5 )М. Кл.Н,02 Р 5/00// 501 й 19/00 с присоелинением заявки РЙ -Государственный камитет(23) Приоритет -Опубликовано 30. 12.80. Бюллетень48 до делам изобретений и открытийДата опубликования описания 02,01.81(7) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭДСЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1Устройство относится к области электро- измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления электроприводами постоянного тока.Известны устройства для определения ЭДС, содержащие датчики тока и датчики напряжения, основанные на использовании уравнения электрического равновесия якорной цепи. Недостатками этих устройств являются необходимость операции цифферен 0 цирования и температурная нестабильность схемы.Наиболее близким к изобретению по техническому эффекту является устройство для определения ЭДС, которое содерт 5 жит цва преобразователя напряжения (датчики напряжения), звено умножения напостоянный коэффициент и сумматор сигналов 1 . Недостатком устройства,20 построенного по такому принципу, является пульсирующее выхоцное напряжение. Поэтому для выделения постоянной составляющей необходимо на его выходе вклю 2чать сглаживающие фильтры, которые существенно снижают быстроцействие датчика ЭДС, Несмотря на включение сглаживающих фильтров уровень пульсаций остается значительным, что отрицательно влияет на качество работы автоматических систем, у которых применяется указанное устройство.Целью изобретения является увеличение быстродействия и снижение уровня пульсаций выходного сигнала устройства.Цель достигается тем, что в устройство для определения ЭДС, содержащее цва преобразователя напряжения, введены интегрирующий и запоминающий конденсаторы, цва ключевых элемента, ведущий и ведомый блокинг-генераторы, при этом один из преобразователей напряжения, представляющий собой прямопропорциональный преобразователь напряжения, пропорционального угловой скорости электродвигателя, в ток, соединен последовательно с интегрирукццим конденсатором, параллельно которому включены первый ключевой19 апрямопропориионален входному напряжению. Входными импульсами преобразователя 8 запускается ведущий блокинггенератор 6, формирующий выходные импульсы прямоугольной формы и служащий для управления ключевым элементом 3.В конце каждого периоца следования выходных импульсов преобразователя 8 происходит открывание ключевого алемента 4 на время длительности прямоугольного выходного импульса ведущего блокинг-генератора 6. При исчезновении выходного импульса блокинг-генератора 6 ключевой элемент 4 закрывается, а появляющийся прямоугольный импульс на выходе блокинг-генератора 7 открывает ключевой элемент 3, который служит для сбрасывания на нуль напряжения на интегрирующем конденсаторе 2, Таким образом, период следования выходных импульсов преобразователя 8, определяемый уровнем сигнала потока возбуждения, является тем отрезком времени,в течение которого интегрирующий конденсатор 2 заряжается выходным током преобразователя 1.Выходной токпреобразователя 1 (ток заряда конденсатора 2) прямопропорционален напряжению, подаваемому на клеммы 9 и 11, т.е. угловой скорости вращения электродвигателя( 1)1 Д 1где К - коэффициент пропорциональ- .ности преобразователя 1,а 1,- угловая скорость вращенияэлектродвигателя.На интегрирующем конденсаторе 2цействует напряжение пилообразной формы.Период Т этого пилообразного напряжения пропорционален величинеТ:к с фгде Г - период пилообразного напряжения;- коаффициент тро порциональности преобразователя 8;1Фд - поток возбуждения электродвигателя,Сф - постоянная электродвигателя.Амплитуда О,пилообразного напряжения на интегрирующем конденсаторе2 может быть записана в видеОили же с учетом (1)(2) 3 7925ламент и последовательно соединенныевторой ключевой запол 1 инаюший элементи конценсатор, выход второго преобразователя напряжения, прецставлятощегособой преобразователь напряжения,пропорционального потоку возбуждения,в частоту, подключен к входу ведутцегоГаокииг-генератора, выход которого соединен с входом ведомого блокинг-генерато.ра, а управляющие обмотки ведущего иведомого блокинг-геиератора подключенык управляющим входам соответственно второго и первого ключевых элементов.На чертеже изображена блок-схемаустройства цля определения ЭДС электро- здвигателя.Устройство содержит прямо пропорциональный преобразователь 1 напряженияв ток, интегрирующий конденсатор 2,ключевые элементы 3 и 4, запоминаю- щщий конденсатор 5, ведущий блокинг- .генератор 6, ведомый блокинг-генератор7 и преобразователь 8 напряжения вчастоту. Вход преобразователя 1 напряжения в ток соединен с входной клеммой 2 З9, а его выход соединен с одной обклацкой интегрирующего конденсатора 2, свыводами ключевого элемента 3, а такжес выводом ключевого элемента 4, второйвывод которого соединен с одной обклац- ЗОкой конденсатора 5 и с выходной клеммой 10. Вторая обкладка интегрирующего конденсатора 2, выход ключевогоалемента 3 и вторая обкладка запоминающего конденсатора 5 соединены с клем 35мой 11. Управляющий вход ключевогоэлемента 4 соединен с управляющейобмоткой ведущего блокинг-генератора 6,а управляющий вход ключевого алемента 3 соединен с управляющей обмоткойведомого блокинг-генератора 7, входкоторого соединен с выходом ведущегоблокинг-генератора 6. Вход ведущегоблокинг-генератора 6 подключен к выходу преобразователя 8 напряжения в частоту, который своим входом подключенк входной клемме 12.Устройство для определения ЭДСэлектродвигателя работает следующимобразом. На входные клеммы 9 и 11подают напряжение, пропорциональноеугловой скорости вращения электродвигателя, а на входную клемму 12 подаютнапряжение, пропорциональное потокувозбуждения. Это напряжение преобразуетМся в импульсное напряжение с помощьюпреобразователя 8 напряжения в частоту, причем период следования выходных импульсов атого преобразователяУчитывая, что время Т заряда интегрирующего конденсатора 2 невелико и в течение этого времени скорость, электродвигателя практически остается неизменной, на основании выражения (4) получаемц(5)ю с Ае или же с учетом (2)ККСф: (6)С Д ДЬПринимая во внимание, что ЭДС электродвигателя равнаАЬ ф АВ АВ . 15 на основании (6) получаемус двОтсюда следует, что амплитудное значение пилообразного напряжения пропор ционально ЭДС электродвигателя.В конце периода интегрирования че рез открывающийся ключевой элемент 4 происходит считывание напряжения, накопленного на интегрирующем конденсаторе 2, ф на запоминающий конденсатор 5. В момент считывания напряжение на интегрирующем и запоминающем конденсаторах уравниваются. Таким образом, напряжение на запоминающем конденсаторе 5 также щ оказывается пропорциональным ЭДС электродвигателя и сохраняется постоянным в течение времени между двумя онередными считываниями,Таким образом, изобретение позволяет получить сигал, пропорциональный ЭДС электродвигателя, используя в качестве входных сигналов напряжение, пропорциональное угловой скорости электродвигатели и напряжение, пропорциональное его потоку возбужцения.Преимуществами предлагаемого устройства являются повышение быстродействия и снижение уровня пульсаций выходного сигнала. Снижение уровня пульсаций в прецлагаемом устройстве стало возможным благоцаря наличию в схеме интегрирующего и запоминающего конденсаторов. Амплитудное значение пилообразного напряжения, действующегона интегрирующем конденсаторе, и запо 792519 6минаемое затем с помощью зипоминщощего конденсатора, практически ие зависит от ьеличины высокочастотных пульсаций угловой скорости вращения электродвигателя,Предложенный датчик ЭДС являетсяустройством дискретного действия и, следовательно, его быстроцействие определяется периодом Т дискретности егоработы. В результате максимальная величина запаздывания выходного сигналаопределяющая быстродействие датчика,не превысит величину периода 7 , который составляет миллисекунды,формула изобретенияУстройство для определения ЭДСэлектродвигателя постоянного тока,содержащее два преобразователя напряжения,отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия и снижения уровня пульсаций выходного сигнала, в него введены интегрирующий и запоминающий конденсаторы, дваключевых элемента, ведущий и ведомыйблокинг-генераторы, при этом один изпреобразователей напряжения, представляющий собой прямо пропорциональный преобразователь напряжения, пропорционального угловой скорости электродвигателя, в ток, соединен последовательно с интегрирующим конденсатором, .параллельно которому включены первыйключевой элемент и последовательносоединенные второй ключевой элементи запоминающий конденсатор, выход второго преобразователя напряжения, представляющего собой преобразовательнапряжения, пропорционального потокувозбуждения, в частоту, подключен квходу ведущего блокинг-генератора, выхоцкоторого соединен с входом ведомогоблокинг-генератора, а управляющие обмотки ведущего и ведомого бпокииг-генераторов подключены к управляющим входам соответственно второго и первого ключевых элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шипипло В. П. Автоматизированный вентильный электропривоц. МЭнергия, 1969, с. 236-238.Составитель В, КузнецоваРедактор Г. Улыбина Техред Н.Граб Корректор М. ДемчикЗаказ 9596/6 1 Тираж 7 ВЗ ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-З 5, Раущская наб., и 4/5Филиал ППП Патент, ; Ужгород, ул. Проектная, 4