Устройство для разгона и торможения электропривода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 111)1) 4 0 05 В 19/18 С 111)г;Р , юсИ САНИЕ ИЗОБРЕТ 1131 ч:. скоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4103755/24-24 (22) О 1. 08. 86 (46) 15,02.88. Бюл. У 6 (72) А.В.Полунин и А.М.Пехота (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1149221, кл. 6 05 В 19/18, 1983.Авторское свидетельство СССР У 1177795, кл. С 05 В 19/18, 1984(54) УСТРОЙСТВО ДЗИ РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Изобретение относится к электро технике и предназначено для автомати ческого управления скоростью вращения в системах программного управления электроприводом станков, промьппленных роботов, технологического обо рудования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления разгона/торможения до любого заданного значения рости с заданным ускорением на основных участках и с замедленным ускоЮвмеифю рением на участках начала и окончания разгона/торможения, величина которых определяется в зависимости отзаданного значения скорости. Устройство для разгона и торможения электропривода содержит генератор 1 опорной частоты, пять делителей частоты2,3,4,17,18, ключ 5, счетчик 6 импульсов, четыре элемента И 9,10,15,16, три реверсивных счетчика 8,19,20, блок 7 совпадения, элемент НЕ 11,элемент И-ИЛИ 22, блок 21 дифференцирующих цепочек, три триггера 12-14.Изобретение позволяет решить задачуопределения начала и величины участка подхода к заданному значению скорости ЬР и осуществить разгон/тормосжение с постоянным максимальным ускорением до скорости Р 1=Р - ь Р приразгоне или Р 1Р+ ь Р при тормо- Сфженин, а на участках начала и окончания разгона/торможения - с замедленным ускорением. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического управления скоростью вращения.в системах программного управле 5 ния электроприводом станков, промьппленных роботов, технологического оборудования.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устрой ства путем введения дополнительно к линейному изменению скорости с постоянным ускорением участков с умень-. шенным ускорением на начальных участках разгона/торможения и при под ходе к заданному значению скорости.На фиг. приведена схема поеплагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг.3 - график зависимости часто ты выходных импульсов устройства от времени на участках разгона, равномерного перемещения и торможения.Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 опорной частоты, первый, вто рой, третий управляемые делители 2-4 частоты, ключ 5, счетчик 6 импульсов, блок 7 совпадения, реверсивный счетчик 8 импульсов, первый и второй элементы И 9, 1 О, элемент НЕ 11, пер вый, второй и третий триггеры 12-14, третий и четвертый элементы И 15, 16, четвертый и пятый управляемые делители 17, 18 частоты, второй и третий реверсивные счетчики 19, 20, блок 21 дифференцирующих цепочек и элемент И-ИЛИ 22.Блок 21 дифференцирующих цепочек состоит из трех объединенных по выходу дифференцирующих К-С-цепочек. 40 В состав блока входят три конденсатора, первые входы которых подключены к первому, второму и третьему входам блока, вторые входы конденсаторов объединены, соединены с выхо дом блока и через резистор - с общей нулевой шиной устройства.В устройстве второй реверсивный счетчик 19, функционирующих в различных режимах работы, позволяет оп ределить границу и величину участка подхода в зависимости от заданного значения скорости и осуществить начало и окончание разгона /торможения с замедленным ускорением.55Второй реверсивный счетчик 19 используется в трех режимах работы: регистра при занесении и хранении кода величины заданной скорости Рэ, делителя частоты при определении величины участка подхода Ь Р, арифметического устройства при определенииграницы участка подхода к заданномузначению скорости.В первом режиме работы счетчик используется в качестве регистра. Зане"сение и хранение кода заданного значения скорости в счетчике осуществляется в процессе одного цикла разгона/торможения три раза: при поступлениисигнала установки заданного значенияскорости, после определения величиныучастка подхода к заданному значениюскорости и при достижении электроприводом граничного значения скорости, отделяющего основной участокразгона от участка подхода к заданному значению скорости.Определение величины участка подхода (кода ДР) осуществляется использованием второго реверсивного счетчика 19 в режиме вычитания и счета кода величины Рс одновременной работой четвертого делителя 17 частотыв режиме деления кода Рна М,третьего реверсивного счетчика 20,врежиме счета и хранения кода ЬР ивторого триггера 13, определяющегоначало и окончание режима определения величины кода Ь Р. Коэффициентделения М четвертого делителя 17 частоты определяет соотношение междувеличинами Рэ и Ь РеОпределение границы окончания разгона/торможения с максимальным ускорением Р = Р А а Ь Г осуществляетсяс помощью второго реверсивного счетчика 19, работающего в режиме суммирования или вычитания, третьего триггера 14, определяющего начало и окончание режима расчета кода частотыР третьего элемента И 15, третьегореверсивного счетчика 20, работающего в режиме вычитания кода 1 Р и определяющего время сброса третьеготриггера 14, а также четвертого эле-мента И 16 при торможении или. элемента И-ИЛИ при разгоне. Во времяопределения величины кода ЬР и границы подхода к заданному значениюскорости Р т.е. на начальном участке, разгон/торможение осуществляетсяс эамеденным ускорением,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 12установлен, триггеры 13 и 14 сбро 1374182шены. Для разгона/торможения электропривода до заданной скорости на вход управления делителя 2 частоты подается двоичный код величины уско 5 рения, на вход элемента НЕ 11 - управляющий сигнал разгона или торможения, на информационные входы реверсивного счетчика 19 импульсов - код заданного значения скорости, на 1 О сбросовый вход реверсивного счетчика 20 импульсов, установочный вход второго 13 триггера и третий вход блока 21 дифференцирующих цепочек - импульсный сигнал на установку заданной 15 скорости.По переднему фронту сигнала установки скорости сбрасывается в нулевое состояние реверсивный счетчик 20 импульсов, устанавливается в единич ное состояние второй триггер 13 и импульсом, поступающим с блока 21 дифференцирующих цепочек на вход предварительной записи второго реверсивного счетчика 19 импульсов, осущест вляется запись заданной величины скорости электропривода в счетчик 19Единичный сигнал с выхода второго триггера 13 разрешает прохождение импульсов генератора 1 опорной частоты через первые входы И элемента 22 И-ИЛИ на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 19 импульсов и через четвертый делитель 17 импульсов на суммирующий вход третьего реверсивного счетчика 20 импульсовТриггер 13 сбрасывается в нулевое состояние сигналом заема с выхода реверсивного счетчика 19 импульсов. Таким образом, за время установки триг гера 13 на тактовйй вход делителя частоты 17 поступает число импульсов Ю А генератора 1 опорной частоты,заДравйое коду заданного значения ско= рости. 45Число импульсов, поступившее с выхода делителя 17 частоты на суммирующий вход реверсивного счетчика 20 импульсов, определяется коэффициентом М деления делителя 17 частоты.Х = М /МКоэффициент М определяет величину участка ДР (фиг.З) замедленного подхода к заданному значению скорости электроприводаТак, при М=10 участок ДР составляет 1 ОЕ от Р д, при М = 20 ДР составляет 5 Х от РСигнал заема с выхода реверсивного счетчика 19 импульсов сбрасывает в нулевое состояние триггер 13 иустанавливает в единичное состояниетриггер 14. По переднему фронту сигнала с выхода триггера 14 импульсомс выхода блока 21 дифференцирующихцепочек в счетчик 19 записываетсязаданное значение величины скоростиБ. Единичный сигнал с выхода триггера 14 разрешает прохождение импульсов генератора 1 опорной частотычерез элемент И 15 на вычитающийвход реверсивного счетчика 20 кчпульсов и на входы элемента И-ИЛИ 22и элемента И 16. При единичном сигнале на шине 1 Разгон/торможение" импульсы с выхода элемента И 15 поступают через элемент И-ИЛИ 22 на вычитающий вход реверсивного счетчика 19(режим разгона), а при нулевом сигнале (режим торможения) через элемент И 16 - на суммирующий вход счетчика 19. Триггеры 12 и 4 сбрасываются в нулевое состояние сигнала заемас выхода счетчика 20, который вырабатывается после поступления на вычитающий вход счетчика И, импульсов. Таким образом, на выходе счетчика 19после сброса триггеров 12 и 14 устанавливается код, равный числу Иэ,-11, при.разгоне, и И +И 1 при торможении, что соответствует скоростиэлектропривода Р + Ь Р.,Сигнал с выхода триггера 12 поступает на управляющий вход делителя18 частоты и определяют коэффициентделения делителя 18. При нулевомсигнале на управляющем входе коэффициент деления делителя 18 частоты равен единице, при единичном сигналеравен числу Р, которое определяет,во сколько раэ ускорение на основномучастке разгона/торможения (участки0 А, В Г) отличается от ускорения наначальных участках участки 00, ВВ 1и участках подхода к заданному значению скорости (участки АБ и ГД,фиг.З) .Начальный участок замедленногоразгона/торможения начинается с момента поступления сигнала установкизаданного значения скорости и заканчивается при появлении сигнала навыходе заема реверсивного счетчика20 импульсов. Длительность начального участка разгона/торможенияБзл. + 1нъйа"4 гниОсновной участок разгона/торможения осуществляется до скорости Р--11 Р при разгоне и Р +6 Р при торможении, Импульсы с постоянной частотой 1, /игде и - код, соответствующий заданному ускорению при разгоне и торможении, поступающий на входе делителя 2 частоты,поступают с выхода делителя 2 частоты через делитель 18 частоты на входы элементов 9 и 10. При наличии сигнала "Разгон" и разрешающего сигналас выхода блока 7 совпадения, полученного в результате сравнения кода вьгхода счетчика 19 с кодом реверсивного счетчика 8, импульсы с частотойГ, через элемент И 9 поступают насуммирующий вход счетчика 8, в результате чего код на выходе счетчикаувеличивается от "О" до М по линейному закону.Код числа И реверсивного счетчика8 поступает на входы управляемогоделителя 3 частоты, в результате чего частота Р на его выходе иэменяется обратно пропорционально числу Икогти /11На счетчике б формируется код Ипропорциональный частоте Р3 гтрк/ фКод И поступает на управляющиевходы делителя 4 частоты, изменяяего выходную частоту по законугтрк /1 11/Кфв результате чего происходит разгонэлектропривода по линейному законус заданным ускорением (участок О А,фиг.З) .При достижении электроприв домскорости Род -ЬР, код реверсивногосчетчика 19, равный значению И-М 1, и код реверсивного счетчика 8импульсов сравниваются (А, фиг.2 и 3)Сигнал с выхода блока 7 совпаденийустанавливает в единичное состояниетриггер 12, по которому коэффициентделения делителя 18 частоты изменяется с "1" до числа Р. По переднемуфронту единичного сигнала с выходатриггера 12 в блоке 21 дифференцирующих цепочек вырабатывается импульсный сигнал, по которому в реверсивный счетчик 19 импульсов записывается код заданного значения скоростиЫ . На выходе блока 7 совпаденийпри этом устанавливается разрешающий сигнал, продолжается поступлениеимпульсов на суммирующий вход ревер 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 сивного счетчика 8 импульсов черезэлемент И 9 с выхода делителя 18 частоты и разгон электропривода с уменьшенным ускорением.При достижении электроприводом заданной скорости код реверсивного счетчика 19 импульсов, соответствующийзаданной скорости И , и код реверсивного счетчика 8 сравниваются (Б,фиг.2 и 3) и блок 7 совпадения запрещает прохождение импульсов через элемент И 9 на суммирующий вход счетчика 8, Код на выходах реверсивногосчетчика 8 остается постоянным, равным И , следовательно, частота импульсов на выходе устройства остается постоянной, соответствующей заданному значению скорости электропривода (участок Б-В, фиг.З).В режиме торможения до заданногозначения скорости импульсы с выходаделителя 18 частоты через элементИ 1 О поступают на вычитающий входреверсивного счетчика 8, код которого уменьшается, уменьшая пропорционально частоту Р. Электропривод тормозится с замедленным ускорением наначальном участке и участке подходак заданному значению скорости (участки В-В и Г-Д, фиг.З) и с максимальным ускорением на основном участкеторможения (участок В-Г).Задавая различные коды и на входуправляемого делителя 2 частоты, можно изменять ускорения на основныхучастках разгона и торможения,Таким образом, данное устройствопозволяет осуществлять разгон/торможение до любого заданного значенияскорости с постоянным ускорением наосновных участках и с замедленнымускорением на участках начала иокончания разгона/торможения, чторасширяет его функциональные возможности применения для различного технологического оборудования. Кроме того, повышаются надежностьи быстродействие, улучшаются условияработы узлов механооборудования, таккак исключаются рывки, скручиваниевалов кинематических узлов механооборудования при начале раэгона/торможения, обеспечивается плавность подхода к заданному значению скорости,уменьшаются перерегулирование и время нахождения скорости в область допустимой ошибки слежения, 7 13741Формула из обре т ения. Устройство для разгона и торможения электропривода, содержащее генератор опорной частоты, выход которого подключен к тактовым входам первого, второго и третьего управляемых делителей частоты, соединенных управляющими входами с выходами счет чика импульсов, вход которого подключен к выходу ключа, связанного входами с шиной "Пуск" и с выходом первого делителя частоты, подключенного входами к первым входам блока совпадения и выходам реверсивного счетчика импульсов, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, подключенного первым входом к выходу элемента НЕ, соединенного входом с шиной "Разгон/торможение" и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока совпадений, 25 третий вход первого и второй вход второго элементов И соединены между собой, а управляющие входы второго делителя частоты подключены к входу устройства "Величина ускорения",о т- ЗО л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к линейному изменению скорости с постоянным ускорением участков с уменьшенным ускорением на начальных участках разгона/торможения и при подходе к заданному значению скорости, в него дополнительно введены первый, второй и третий триг геры, третий и четвертый элементы И, четвертый и пятый управляемые делиФтели частоты, второй и третий реверсивные счетчики, блок дифференцирующих цепочек и элемент И-ИЛИ, первый 45 вход которого подключен соответственно к выходу третьего элемента И, первому входу четвертого элемента И,вычитающему входу третьего реверсцнного счетчика, второй вход - к входуэлемента НЕ, третий вход - к генератору опорной частоты, тактовому входу четвертого делителя частоты, первому входу третьего элемента И, ачетвертый вход - к управляющему входу четвертого делителя частоты, выходу второго триггера, сбросовый входкоторого соединен с выходом заемавторого реверсивного счетчика и установочным входом третьего триггера,подключенного сбросовым входом к вьгходу заема третьего реверсивногосчетчика и сбросовому входу первоготриггера, установочный вход которогосоединен с вторьи входом первогоэлемента И и третьим входом второгоэлемента И, а выход - с управляющимвходом пятого делителя частоты и первым входом блока дифференцирующихцепочек, второй вход которого подключен к установочному входу второготриггера, шине "Установка скорости"и к сбросовому входу третьего реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом четвертогоделителя частоты, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И и третьим входом блокадифференцирующих цепочек, подключенного выходом к входу предварительнойзаписи второго реверсивного счетчика,вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с выходами элемента И-ИЛИ и четвертогоэлемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, информационные выходы второго реверсивного счетчика соединены с вторыми входами блока совпадений, а информационные входы - с шиной "Величина скорости", тактовый вход пятого делителячастоты соединен с выходом второгоделитЕля частоты, а выход - с третьимвходом первого элемента И и вторымвходом второго элемента И.137482 Составитель А.Исправниковая Техред И,Попович Корректор А.Тяско едакто 43 Тираж 866ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/ 6 За Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектная,4 фчз чФ э с 0фсэ