Тахогенератор вентильного электродвигателя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 966597 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. З 01 Р 3/46 Н 02 К 29/02 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет Воударстеенный.квинтет СССР по делам изобретений н открытнЯ(72) Авторы изобретения тов--Дальневосточный ордена Трудового Красног политехнический. институт нм. В. В. Куй(54) ТАХОГЕНЕРАТОР ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин, а именно к устройствам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения, и может быть использовано в системах электропривода разнообразного на значения; преимущественно оно предна значено для выполнения этой функции в высокоточных системах, исполнительными элементами которых являются бесконтактные двигатели постоянного тока или вентильные электродвигатели.Известен бесконтактный реверсивный тахогенератор постоянного тока, содержащий синхронный генератор переменного тока, ротор которого жестко соединен с датчиком положения ротора, а также выпрямитель, фазочувствительный блок и реверсивный блок, связанный электрически с датчиком попожения ротора. При этом 20 реверсивный блок выполнен на герконах, переключающие контакты которых соединены с вьхопом фп;ц 1 пувствительного блока 1. Известен бесконтактный реверсивный тахогенератор постоянного тока, содержащий многофазный синхронный генератор, статорная обмотка которого подключена через выпрямитель к реверсивному мостовому каскаду, управляемому через преобразователи напряжения датчиком положе- ния, содержащим четыре магнитопровода с постоянными магнитами и выходными обмотками, связанными с логическим устройством 2.Недостатком указанных бесконтактных тахогенераторов является координатное запаздывание момента переключения реверсивного блока относительно момента времени реверса генератора, а также наличие в них специального электромеханического узда м таходатчика.Известен также бесконтактный тако- генератор, содержащий широтно-импульсный датчик положения ротора, выходы чувствительных элементов которого подключены к входам селектора импульсов, ком3 96659 паратор, первый вход которого соединенс выходом схемы задержки,. схему совпадения и инвертор 3,Недостатком этого устройства является низкая точность измерения скорости.При переходе рабочей точки устройствас одной синусоиды, высшей характеристикидатчика на другую на выходе датчика генерируется импульс, значительно превышающий искомое значение скорости. Эти им пульсы вырабатываются устройством 4 Йраз за оборот (,М-число фаз датчика положения) и существенно искажают выходной сигнал устройства, т.е. снижают еготочность. 15Целью изобретения является повышениеточности измерения скоростиэза счет иоключения ложных импульсов.Для достижения поставленной цели в.тахогенератор введены три одновибратора, оинтегратор, четыре ключа, пороговый элемент, запоминающий блоки сумматор,причем. выход селектора импульсов подключен к входу схемы задержки и к второмувходу компаратора, выход которого через 5последовательно соединенные интегратор,первый ключ, запоминающий блок, второйключ и сумматор подключен к первоМувходу четвертого ключа, а через последоваюельно соединенные первый и второйодновибраторы - к второму входу четвертого ключа, к первому входу схемы совпадения и к входу третьего одновибратора,выход которого соединен с входом обнуления интегратора, выход которого такжеподключен к первому входу третьего ключа, а через пороговый элемент и инвертор - к второму входу третьего ключа,выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход порогового элементаподключен к второму входу второгоключа, а выход инвертора соединен свторым .входом .схемы совпадения, выходкоторой подключен к второму входу перво.схема устройства; на фиг. 2 - внешняякарактеристика датчика положения, которая поясняет появление ложных выходныхсигналов; на фиг. 3 - временные диаграммы сигналов в устройстве., 50Тахогенератор вентильного электродвигателя содержит многофазный широтноимпульсный датчик положения 1, выходычувствительных элементов которого черезселектор импульсов 2 подключены к второму входу компаратора 3 непосредственно, а к первому его входу - через схемузадержки 4, три последовательно соеди 7 4ненных одновибратора 5,6 и 7, интегратор 8, пороговый элемент 9 с инвертором 10 на выходе, схему совпадения 11, запоминающий блок 12, четыре ключа 13-16 и сумматор 17,. причем выход компаратора 3 подключен к входу перво- го одновибратора 5 и последовательно соединенным интегратору 8, на вход обну 1 ления которого подключен выход третьего одновибратора 7, первому ключу 13, запоминающему блоку 12, второму ключу 14, сумматору 17 и четвертому ключу 16, на управляющий вход которого подключен выход второго одновибратора 6. Выход интегратора 8 подключен к первому входу третьего ключа 1 5 непосредственно, а к второму его входу - через пороговый элемент 9 и инвертор 10, выход которого соединен со вторым входом схемы совпадения 11, первый вход которой подключен к выходу второго одновибратора 6. Выход схемы совпадения 11 соединен со вторым входом первого клк- ча 1 3.Выход порогового элемента 9 под, ключен к второму входу. второго ключа 14, а .выход третьего ключа 15 подсое-. динен к второму входу сумматора 17.Тахогенератор работает следующим образом.При повороте вала широтно-импульсно- го датчика положения 1 с его выходов поступают широтно-импульсные сигналы, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол сдвига чувствительных элементов в датчике 1. Сигналы датчика 1 имеют синусоидальные зависимости 18 длительности от угла с поворота датчика 1, как это показано на фиг. 2. Селектор импульсов 2 пропускает на свой выход сигналы 19 .в определенном диапазоне длительностей, соответствующем линейным участкам синусоид. 18. В селекторе же производится инвертирование фпадающихф участков синусоид с тем, чтобы получить на его выходе пилообразный закон 19 изменения длительности сигнала от угла О поворота датчика 1, Такой закон пригоден для определения скорости поворота вала датчика 1.Импульсы 19 поступают на первый вход компаратора 3 непосредственно, на второй вход - через схему задержки 4. В В результате на выходе схемы появляются узкие импульсы 20, длительность которых пропорциональна измеряемой скорости вращения. Однако, когда в устройстве 3 сравниваются импульс с разных участков пилы 19 фиг.2), на выходе компаратора 3 появляются ложные сигна5 966 лы 21 большой длительности, снижающие точность работы тахогенератора. Такие ложные сигналы появляются достаточно часто. Так, например, при вращении датчика в одну сторону число ложных им- Э пульсов достигает 2 М, где Ц -число фаз датчика положения 1 . Если учесть, что длительность импульсов 20 .невелика, то появление ложных сигналов 21 длительностью до трети периода ШИМ оказы 1 О вает существенное негативное влияние.В предлагаемом тахогенераторе ложные сигналы блокируются, вместо них на выход устройства поступают импульсы дли тельностью, соответствующей. скорости 15 вращения вела датчика 1. Каждый импульс с выхода компарато-ра 3 запускает три последовательно соединенньх одновибратора 5, 6 и 7, вырабай тываюших сигналы 22,23,и 24 (фиг.3), и интегрируется интегратором 8, выходной сигнал 25 которого поступает на пороговый элемент 9 с величиной порога 0 по . Сброс интегратора осуществляется ЭЭ выходным сигналом 24 третьего одновибратора 7 в конце периода перед приходом следующего импульса 20 с компаратора 3. Длительность сигнала 20 обычно невелика, а длительность ложного сигнала существенно больше. Длительность импульса 22 первого одновибратора выбирается больше, чем длительность импульса 20 при максимальной:скорости вращения дат-. чика 1. Если в течение импульса 22 величина проинтегрированного сигнала 25ЭЗне превышает величину напряжения Опор . (которое выбирается примерно равным наибольшему проинтегрированному напряжению 25 при максимальной скорости вра 40 щения датчика 1), то пороговый элемент 9 не срабатывает, открыт третий ключ 15,.через который сигнал 25 с выхода интегратора 8 поступает на сумматор 17 и далее на вход ключа 16, который от 45 крывается выходным импульсом 23 второго одновибратора 6. При этом на выход гахогенераэора идет сигнал 26, длительностью 23, амплитудой, пропорциональной сигналу 25, т.е. скорости вращения. Одновременно с выдачей сигнала 26 на выход устройства происходит смена информации на запоминающем блоке 12 - ключ 13 открывается сигналом схемы совпадения 11, на входы которой поступают импульс 23 с второго одновиб-Э ратора 6 и сигнал с выхода инвертора 10 о том, что пороговый элемент 9 не сработал. 597 бЕсли же пороговый элемент 9 срабатывает, что алеет место если с выхода компаратора 3 поступает ложный импульс 21, вызывающий увеличение сигнала 25 с с интегратора 8 до величины О ц то ключ 15 закрывается, а ключ 14 открывается сигналом порогового элемента 9 и инвертора 10 на его выходе, Когда приходит импульс 23 с выхода второго . одновибратора 6, то навыход устройства идет через открытый ключ 14, сумматор 17 и ключ 16 сигнал с запоминающего блока 12, амплитуда которого равна амплитуде предыдущего импульса сигнала, 25, т.е. равна текущему значению скорости вала датчика 1, Обновление информации в запоминающем блоке 12 в этом случае не производится; ключ 13, схема совпадения 11 закрыты при срабатывании порогового элемента 9.Итак, в предлагаемом устройстве усъранены ложные сигналы скорости по следующему алгоритму: если сигнал скорости с вода компаратора истинный, то этот широтно-импульсный сигнал преобразуется в амплитудно-импульсный и выдается на выход устройства, если же компаратор генерирует ложный импульс, то этот им пульс на выход устройства не пропускаеъся, вместо него вырабатывается амплитудно-импульсный сигнал скорости, значение.которого равно предыдущему истинному сигналу формула изобретения Тахогенератор вентильного электро двигателя, содержащий широтно-импульоный датчик положения ротора, выходы чувствительных элементов которого подключены к входам селектора импульсов, компаратор, первый вход которого соединен с выходом схемы задержки, схему совпадения и инвертор, о т л и ч а ющ и й с я тем, ито, с целью повышения точности измерения скорости за счет исключения ложных импульсов, в тахогенератор введены три одновибратора, интегратор, четмре ключа, пороговый элемент, запоминающий блок и сумматор, причем выход селектора импульсов подключен к входу схемы задержки и к второму входу компаратора, выход которого черы последовательно соединенные интегратор, пррвый ключ, запоминающий блок, второй ключ и сумматор подключен к первому входу четвертого ключа, а через последовательно соединенные первыйВНИИПИ Заказ 7835 Тираж 887 Поцнисно Ужгород, ул. Проектня П "Пате или 7 966597 8и второй одновибраторы -, к второму вхо- нен с вторым входом схемы совпадения,ду четвертого ключа, к первому входу выход которой подключен к второму входусхемы совпадения и к входу третьего одно первого ключа.вибратора, выход которого соединен с Источники информации,входом обнуления интегратора, выход ко-принятые во внимание при акспертизеторого также подключен к первому входу . 1. Авторское свидетельство СССРтратыго ключа, а через пороговый еле;-. % 386337, кл. 6 01 Р 3/46, 1973.мент и инвертор - к второму входу треть. Авторское свидетельство СССРего ключа, выход которого соединен с Ж 364900, кл. б 01 Р 3/46, 1973.вторым входом сумматора, выход порого 3. Авторское свидетельство СССРвого елемента подключен к второму входу % 551563, кл. О 01 Р 3/46, 1977второго каоча, а выход инвертора соеди- (прототип),