Устройство для регулирования положения вала электродвигателя

(23)Приорнт СССР ао делам нзабретанв и еткрмтиВ(5 З) УДК 621. 316719. 2: 6213 077 3(088 8) публнкоаано 23.05.8 ю 4 летриь М 1 Дата о нсаииа 25,05 8 ииован В. Бирюков, Г.А. Зверев, Е.Н. Ливщиц,и В.И. Сенчило 72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и и конструкторский институт по автоматизир электроприводу в промьлвленности, сельск хозяйстве и на транспорте "ВНИИэлектроп 71) Заиа 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯтых Изобретение относится к электротехнике и предназнацено для использования,преимущественно в электро- приводах прокатных станов с позиционным управлением, например в нажимных механизмах.Известны устройства для регулирования положения вала электродвигателя с использованием импульсных и кодовых датчиков Г 1 Недостатком этих устройств явл ется сложность выполнения механич кой и электрических частей датцик и, как следствие, пониженная надеж ность систем регулирования. Эти н достатки особенно заметны при уст новке датчиков на механизмах, раб тающих в сложных производственных условиях, например на клетях прок ных станов. Использование импульс датчиков, как правило, упрощает с тему, однако в ряде ответственных механизмов требуются дополнительны устройства памяти на случай исчез",новения питающего напряжения.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предложенному является устройстводля регулирования положения валаэлектродвигателя, содержащее последовательно .соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функциональный преобразователь, элементрегулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока и силовой преобразователь, второй входэлемента регулирования частоты вра"щения стабилизации и ограничения тока подключен к тахогенератору, наодном валу с которым установлен сельсин, с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения 12 ,Недостатком данного техническогорешения является то, что при замерепо среднему значению для уменьвенияпульсации тока и скорости на выходеФЧВ необходима установка фильтра, 3 930546который снижает быстродействие системы регулирования, Даже при увеличении частоты питания сельсина до400, Гц приемлемые амплитуды пульсаций соответствуют постоянной времениФильтра 5-10 мс, Наличие пульсаций затрудняет задание положенияв цифровом виде, причем для повыше-.ния точности измерений необходимоувеличивать постоянную времени Фильт Вра, что приводит к снижению быстродействия системы регулирования.Целью изобретения является повышение быстродействия электропрйводав переходных процессах отработки перемещения при одновременном повыше нии статической точности.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для регулирования положения вала электродвигателядополнительно снабжено аналого цифровыми и цифра-аналоговым преобразователями, арифметико-логическим блоком,элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором,блоком синхронизации, узлом сравнения и счетчиком, вход аналого-цифро-,вого яреобраз вателя соединен с из"мерительной обмоткой сельсина, егопервый выход - со вторым входом узла сравнения, а второй выход - совторым входом преобразователя кода,вход счетчика подключен к первомувыходу компаратора, по входу соединенного с обмоткой возбуждения сель 35сина, при этом второй выход компаратора подключен к первому, входу узласравнения, выходом соединенного спервым входом преобразователя кодов,а выход преобразователя кода подключен ко второму входу запоминающегорегистра, первым входом соединенногос выходом блока синхронизации, входкоторой подключен к выходу счетчи 45ка, а выход запоминающего регистрасоединен с первым входом арифметикологического блока, вторым входомподсоединенного к элементу цифрового задания положения, а выходом кцифро-аналоговому преобразователю.На фиг. 1 изображены графики изменения напряжений измерительнойобмотки и обмотки возбуждения; нафиг. 2 - Функциональная схема устройства.55В устройстве вход аналого-цифрово-го йреобразователя 1 соединен с измерительной обмоткой сельсина 2,4его первый выход - со вторым входом узла сравнения 3, а второй выходсо вторым входом преобразователя кодов 4. Первый вход преобразователя кода 4 соединен с выходом узла сравнения 3. Вход компаратора 5 соеди" нен с обмоткой возбуждения сельсина 2, его первый выход - со входом счетчика 6, а второй выход - с первым входом узла сравнения 3. Выход счетчика 6 подсоединен ко входу блока синхронизации 7, а его выходк первому входу запоминающего регистра 8, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кодов 4. Выход запоминающего регистра 8 соединен с первым входом арифметико-логического блока 9, ко второму входу которого подключен элемент цифрового задания положения 10, Выход арифметико-логического блока 9 соединен с цифра.аналоговым преобразователем 11, выход которого подключен к усилителю с пропорциональной характеристикой 12, выходом соединенного с Функциональным преобразователем 13.Выход Функционального преобразователя 13 связан с первым входом элемента регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока 14, второй вход которого подключен к тахогенератору 15, а выход - к силовому преобразователю 16, питающему электродвигатель 17. Устройство работает следующим образом.На вход аналого-цифровогопреобразователя 1 поступает напряжение с ,измерительной обмотки сельсина 2. От величины этого напряжения зависит выходной код цифроаналогового преобразователя 1. Далее двадцатизарядный код поступает на вход преобразователя кода 4. Туда же, на вход знака приходит сигнал, говорящий о направлении вращения двигателя 17, причем если поступает единичный сигнал, то это соответствует положительному направлению вращения, а еслинулевой - то отрицательному. Сигнал знака Формируется иэ знаков напряжений обмотки возбуждения ОВо и измерительной обмотки сельсина Оизм. Если совпадают знаки О з и Оц то на входе узла сравнения появляется единичный сигнал, а если не совпадаютто нулевой,зователь, элемент регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока, и силовой преобразователь, второй вход элемента регулирования частоты вращения, стабилизациии ограничения тока подключен к тахогенератору, на одном валу с которымустановлен сельсин с измерительнойобмоткой и обмоткой возбуждения,о т л и ц а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействияэлектропривода в переходных процессахпри одновременном повышении статической точности, оно дополнительноснабжено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, арифметико-логическим блоком, элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром,компаратором, блоком. синхронизации,узлом сравнения и счетчиком, входаналогоч 1 ифрового преобразователя соединен с измерительной обмоткой сельсина, его первый выход - со вторымвходом узла сравнения, а второй выход - со вторым входом преобразователя кода, вход счетчика подключенк первому выходу компаратора, повходу соединенного с обмоткой возбуждения сельсина, при этом второй входкомпаратора подключен к первому входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преобразователя кода, а выход пре,образователя кода подключен ковторому входу запоминающего регистра, первым входом соединенного с выходом блока синхронизации, вход которого подключен к выходу счетчика,а выход запоминающего регистра соединен с первым входом арифметико-логического блока, вторым входом подсоединенного к элементу цифровогозадания положения, а выходом - кцифра-аналоговому преобразователю. 5 930Сигнал с выхода преобразователя кода ч записывается в запоминающий регистр 8 в момент, отстоящий на 90 эл.град. от момента прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина ОБ и запоминается до момента, отстоящего на 90 эл.град. от следующего прохождения церез нуль этого напряжения.Иомент, отстоящий на 90 эл,град, 1 о определяется следующим образом.На вход компаратора 5 поступает синусоидальный сигнал с обмотки возбуждения сельсина 2. Иэ положительной полуволны этого напряжения на л выходе компаратора выделяется прямоугольный импульс, который поступает на вход счетчика 6, Появление сигналов на выходе й-го разряда счетчика 6 соответствует моментам, отстоящим на 90 эл. град. от моментов прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина 2. Сигнал с выхода счетчика 6 поступает на вход блока синхронизации 7, Из этого сигнала 25 блок синхронизации 7 Формирует узкий импульс, синхронизированный с частотой тактового генератора аналогоцифрового преобразователя 1.Выходной код запоминающего регистра 8, соответствующий амплитудному значению напряжения измерительной обмотки Оиь , поступает на вход арифметико-логического блока 9, где он сравнивается.с сигналом, приходящим от элемента цифрового задания положения 13. Результирующий сигнал с выхода арифметико-логического блока 9 подается на вход цифроаналогового преобразователя а с его выхода - в аналоговую часть системы, т,е. на вход усилителя с пропорциональной 12.Устройство регулирования положения электропривода с сельсинным измерителем обладает высоким быстродействием в переходных процессах отработки перемещения и высокой статической точностью. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Слежановский О.В., Бирюков А.В.Хуторецкий В.И. Устройства унифици формула изобретения Устройство для регулирования положения вала электродвигателя, содержащее последовательно соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функциональный преобрарованной блочной системы регулирования дискретного типа (УБСР"Д). М.,93054 б491/7 ВНИИПИ Зака Тираж 719 Поно илиал ППП "Патент",Ужгород,ул.Проектная,4