Цифровой электропривод

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН х 19) (11) 59 4 Н 02 Р 5/ фрр./ ",ффйдар;уф Е ЬСТВ ТОРСКОМУ СВИ СССР984318 электро ваноектро - повыЬеай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(57) Изобретение относится ктехнике и может быть использдля регулирования скорости элдвигателей. Цель изобретенияшение,надежности электроприв Электропривод содержит делитель 10 частоты, вход которого соединен с выходом генератора 7, а выход - с входом управляемого одновибратора 9Выход управляемого одновибратора 9 соединен с входом ширртно-импульсного модулятора 6, Введение обратной связи по току якоря электродвигателя путем сдвига моментов записи кода сигналов управления относительно опорных импульсов позволяет исключит преобразователь аналогового сигнала обратной связи по току в цифровой, упростить цифровой электропривод и повысить надежность. 3 ил.Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано вэлектроприводах с микро-ЭВМ в контуре управления.5Целью изобретения является повыше-ние надежности электропривода,На фиг.1 приведена схема электропривода; на фиг.2 - схема широтноимпульсного модулятора; на фиг.З -временные диаграмьп 1 работы широтноимпульсного модулятора,Цифровой электропривод содержитэлектродвигатель 1, подключенный квыходу усилителя 2 мощности, датчик3 частоты вращения, цифровой регулятор 4, задатчик 5 частоты вращения:,широтно-импульсный модулятор 6, гене 30 чиком 11, вход данных которого соеди-. генератора 7, вход синхронизации соератор 7, датчик Я тока, подключенный к выходу усилителя 2 мощности, входы которого соединены с выходом широтно-импульсного модулятора 6, выходы цифрового регулятора 4 и генератора 7 подключены к входам широтно-им-. пульсного модулятора 6, входы регулятора 4 соединены с выходами задатчиков и датчика 3 частоты вращения.Электропривод также содержит у ; равляемый одновибратор 9, управляющий вход которого соединен с выходом датчика 8 тока, делитель 10 частоты, вход которого подключен к выходу ге-., нератора, а широтно-импульсный мо дулятор 6 снабжен вычитающим счет, нен с выходом цифрового регулятора 4, счетный вход подключен к выходу динен с выходом управляемого одновибратора, запускающий вход которогоподключен к выходу делителя 10 частоты, двумя схемами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ12 и 13, схемой 14 задержки, инверсным 15 и прямым 16 триггерами и двумя схемами И, выходы которых являются выходами широтноимпульсного модулятора 6, выход вычитающего счетчика 11 подключен к входу схемы 14задержки и первым входам первой схемы ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и инверсноготриггера 15, выход схемы 14 задержки соединен с первыми входами второйсхемы . ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и прямоготриггера 16. Выход делителя частотыподключен к вторым входам первой 12и второй 13 схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ иинверсного 15 и прямого 16 триггеров, выходы первой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и инверсного триггера 15 40 45 50 соединены с входами первой схемыИ 17, выходы второй схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 13 и прямого триггера 16 подключены к входам второй схемы И 18,Позиции на фиг.З отражают работу со"ответствующих элементов схемы.Цифровой электропривод работаетследующим образом.На первый вход цифрового регулятора 4 с задатчиком 5 частоты вращения поступает информация о заданной частоте вращения электропривода.На второй вход цифрового регулятора4 с, задатчика 3 частоты вращенияпоступает последовательность импульсов с частотой, зависящей от частоты вращения эпектропривода,Цифровой регулятор 4 производитизмерение периода, фазового сдвигаимпульсов, поступающих на его второйвход, расчет фактических значенийпараметров вращения, сравнение ихс заданными параметрами и формирует"игнал управления величиной Н, поступающих в виде параллельного празрядного двоичного кода на входданных широтно-импульсного модулятора б,1Этот код переписывается в вычитающей счетчик 11 по спаду сигнала,поступающего на синхронизирующийвход широтно-импульсного .модулято-,,ра 6 с выхода управляемого сдновибратора 9, При этом старший (и+1)-йразряд вычитающего счетчика 11устанавливается в состояние "1".На счетный вход вычитающего счетчика11 непрерывно поступает импульсный сигнал с частотой Г,. с выхода генератора7, ко торый и э меня е т со стоя ни е вычитающего счетчика 11,На выходе вычитающего счетчика 11, которым является выход его старшего п+1)-го разряда, формируется сигнал, момент спада которого сдвинут по фазе относительно момента спада сигнала на синхронизирующем входе на величину,К, И, причем К=1Импульсы с частотой Г с выхоГГ да генератора поступают также на вход делителя 10 частоты с коэффициентомо+1деления 2, на выходе которого фор" мируются опорные импульсы с периодом ТоСигнал с выхода делителя 1 О частоты поступает на второй вход управляемого одновибратора 9, представляющего собой логический одновибратор с переменной длительностью импульса, зависящий от входного напряжения, Длительность импульсов на выходе управляемого одновибратора 9 зависит от. величины сигнала связи по току, 10 поступающего на его первый вход от датчика 8 тока. Эта длительность равна15Р - К 1То2 а г ягде 1 - величина тока якоря электродвигателя 1;д То 20 -- постоянный временной 2 Осдвиг.Коэффициент К выбирается из условия25макс То д( вт ЩЯ 2С выхода управляемого одновибратора 9 импульсы поступают на синхро низирующий вход широтно-импульсного модулятора 6, Моменты спада этих им-. пульсов сдвинуты во времени относительно фронта опорных импульсов, поступающих на тактовый вход широтно- импульсного модулятора 6, Суммарный временной сдвиг моментов спадасигнала на выходе вычитающего счет" чика 11 относительно фронта опорных импульсов составляет40"о г1Эти сигналы поступают на входы первой схемы ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, на вы ходе которой формируется широтно-. модулированный сигнал с периодом Т.и длительностью импульсов, равной /К .Н - К г 1 г - ".,/, Этот сигнал подается на вход первой схемы И 17, на другой вход которой поступает сигнал, зависящий от знака величины - (К,1 - Кг 1 н - с ), формируемф инверсным триггером 15, ттредставляющим собой Э-триггер с инверсным выходом,55 путем записи состояния выхода вычитающего счетчика 11 в момент спада опорных импульсов, поступающих на его тактовый вход. В случае, еслиО, на выходе инверсного триггера 15 логический "О",и на выходе первой схемы И 17, образующем первый выход широтно-импульсного модулятора 6, сигнал отсутствует. Прис О на этом выходе формируется сигнал пер-.вой фазы широтно-импульсного модулятора 6.Для формирования сигнала второйфазы широтно-импульсного модулятора 6 выходной сигнал вычитающего счетчика 11 сдвигается при помоор схемы 14 задержки на время, равное 2 с При этом суммарный временной сдвиг моментов спада сигнала на выходе схемы 14 задержки относительно фронта опорных импульсов составляетТт,+ с К 1 + К КЯ 1Эти сигналы поступают на входы второй схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, Прямой триггер 16, представляющий собой 0- триггер с прямым выходом, формирует сигнал, зависящий от знака величины (К,И - Кг 1 + ,). Формирование сигнала второй фазы на втором выходе широтно-импульсного модулятора 6 происходит аналогично формированию первой фазы.Введение дополнительного временного сигнала 9,необходимо для исключения зоны нечувствительности широтно-импульсного модулятора 6 на нулевых значениях И и 1. При этом максимальная величина сигнала управления не должна превышатьмакс Т,Ц : ( о - )/К 2 С выхода широтно-импульсного модулятора 6 сигналы первой и второй фазы поступают на первый и второй входы усилителя 2 мощности, представляющего собой мостовую транзисторную схему, который осуществляет регулирование напряжения, подводимого к якорной обмотке электродвигателя 1,Таким образом, широтно-импульсный модулятор 6 формирует широтно-импульсные сигналы, зависящие от величины сигнала управления и сигнала обратной связи по току, с постоянным периодом,Торавным "- при этом максимальная за"2держка сигнала управления и сигналаобратной связи по току в широтно-им1390759 10 Уход8 ииных Гчетиыу" 3 хс 6 Сихрониз, Йод Тикто 8 ьи пульсном модуляторе 6 составляет Т,Введение обратной связи по току якоря электродвигателя 1 путем сдвигамоментом записи кода сигнала управления в вичитающий счетчик 11 отноСительно опорных импульсов позволяетИсключить преобразователь аналогового сигнала обратной связи по току в цифровой и, тем самым, упростить цифровой электропривод, Приэтом за счет наличия быстродействующей обратной связи по току повышаетСя устойчивость электропривода. 15Формула изобретения Цифровой электропривод, содержаЩий электродвигатель, подключенный к выходу усилителя мощности, датчик 20 Частоты вращения электродвигателя И датчик тока, подключенный к выходу усилителя мощности, входы которого Соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, входы цифрового ре гулятора соединены с выходами задат-. чика и датчика частоты вращения электэлектродвигателя, о т л и ч а ив щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнитель- З 0 но введены делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора, управляемый одновибратор, управляющий вход которого соединен с выходомдатчика тока, а запускающий входсоединен с выходом делителя частотыи тактовым входом широтно-импульсного модулятора, широтно-импульсныймодулятор снабжен вычитающим счетчиком, вход данных которого соединен с выходом цифрового регулятора,счетный вход подкличен к выходу генератора, а вход синхронизации соединен с выходом управляемого одновибратора, двумя схемами ИСКЛ 1 ОЧА 1 ОЩЕЕИЛИ, схемой задержки, инверсным ипрямым триггерами и двумя схемамиИ, выходы которых являются выходамиширотно-импульсного модулятора, выход вычитающего счетчика подключенк входу схемы задержки и первым входам первой схемы ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ иинверсного триггера, выход схемы за-,держки соединен с первыми входамивторой схемы ИСКЛ 1 ОЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ и прямого триггера, вторые входы первойи второй схем ИСКЛ 1 ОЧАК 61 ЕЕ ИЛИ и инверсного и прямого триггеров объеди-нены и образуют тактовый вход широтно-импульсного модулятора, выход первой схемы ИСКЛ 1 ОЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ и инверсного триггера соединен с входом первой схемы И, выходы второй схемыИСКЛ 1 ОЧА 1 О 31 ЕЕ ИЛИ и прямого триггераподключены к входам второй схемы И.1390759 72 оставитель В.Троименкоехред А. Кравчук орректо роп аказ 178 ираж 5 Подписи 5 ческое предприятие,едактор В,Данко ВНИИПИ по 113035, оизводственно-по Государственног лам изобретений сква, Ж, Рауш комитета СССР открытий кая наб., д. ород, ул. Проектная, 4