Электропривод с дискретным управлением

по делам изобретений н открытий72) Авторы изобретения Казанский анкострое Особое конструкторское б) ЭЛЕКТР ается точ , Этот не ение час зрешающеиапазона 0 1Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам с широким диапазоном регулирования скорости электродвигателя.Известен электропривод с дискретным управлением 1, содержащий эталонный генератор, блок задания скорости, делитель частоты, блок логики, компараторинтегратор, силовой преобразователь, двигатель и частотный датчик. обратной связи по скорости двигателя.У устройстве сигнал отклонения представляет собой разность периодов следования импульсов задания и обратной связи, при этом частота следования импуль сов задания формируется с помощью де лителя частоты. Сигнал отклонения поступает на вход компаратора-интеграто ра, который формирует сигнал управления силовых преобразователей.Устройство обладает следующим не достатком. При увеличении скорости элект родвигателя возрастает частота следования импульсов на выходе частотного дат 05.80, Бюллетень Ж 20 ВОД С ДИСКРЕТНЫМА ВЛЕ НИЕМ чика и, следовательно, уменьш ность регулирования скорости достаток ограничивает примен тотных датчиков с высокой ра й способностью для расширения дрегулирования скорости.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электро привод с дискретным управлением 21, содержащий последовательно включенные вычислительное устройство с входами задания скорости и обратной связи по скорости, усилитель мощности и двигатель с частотным датчиком в цепи обратной связи по скорости.В этом электроприводе сигнал обратной связи формируется в виде периода . следования импульсов частотного датчика. Требуемое значение скорости задается в вийе временного интервала и вводится из задатчика в реверсивный счетчик в параллельном двоичном коде. В реверсивном счетчике формируется отклонение в результате вычитания импульсов эталонБикл работы счетчика 12 опреаеляется частотой 1, тактового генератора (фйг. 3, г). В момент прихода тактовых импульсов счетча 12 устанавливается в нуль, а в течение интервала Тп=/о,3 73808ной частоты иэ кода задания в течениеинтервала времени, равного периоду следования импульсов частотного датчика.По сравнению с устройством (11 электропривод 2) обеспечивает наибольшеебыстродействие, однако ему присущи те " "же недостатки,т. е.снижение точностина больших скоростях электропривода иограниченный диапазон регулированияскорости. 10Целью изобретения является расширение диапазона и повышение точности регулирования скорости электропривоаа.Поставленная цель достигается засчет "того" ,что последовательно в цепь15обратной связи электропривода введенуправляемый делитель частоты, а такжегенератор импульсов цикла идентификации и блок идентификации скорости дви 20гателя, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов цикла идентификации и частотногодатчика скорости, а выходы - с управляюшим входом делителя частоты и допол 25 .:" нительным входом вычислительного устройства.На фиг. 1 представлена структурнаясхема электропривода; на фиг, 2 - то жесвозможным вариантом реализации управи ока иден ляемого делителя частоты, и блока иатификации; на фиг. 3 - диаграмма работы "жектропривода.Электропривод (фиг. 1) содержит соединенные последовательно вычислительноеви- З 5устройство 1, усилитель мощности 2, дви-,гатель 3 и частотный датчик 4. К выходу частотного датчика 4 своими входами присоединены управляемый делитель частоты 5 и блок идентификации скорости 640Другой вхоа блока идентификации 6 приСоединен к выходу генератора импульсовцикла идентификации 7, а выходы блока .идентификации соединены с дополнителЬ-"йым входом вычислительного устройства451 и управляющим входом делителя часто- ты 5. Выход делителя частоты 5 соединен со входом обратной связи вычислительного устройства 1.В свою очередь, управляемый дели 50тель частоты 5 содержит счетчик импульсов 8, логические схемы И 9-11. Выход частотного датчика 4 подключен соответственно.ко входам логической схемы 9 и счетчика импульсов 8, Выход счетчика55импульсов 8 соединен со входом логической схемы. 10, а выходы логических схем9 и 10 с соответствующими входами логической схемы 11, Выход логической 3 асхемы 11 присоеаинен ко входу обратной связи вычислительного устройства 1.Счетчик импульсов 8 осуществляет деление частоты 1, поступающей иэ частотного датчика 4, в го раэ. Управление логическими схемами 9 и 10 осуществля-, ется сигналами, поступающими от блока идентификации скорости 6.Блок идентификации скорости 6 (фиг. 2) состоит из счетчика 1 2, триггера управленйя 13, логическихскем И 14-16, Импульсы с выхода частотного датчика 4 поступают на вход логической схемы 14, другой вход которой соединен с инверсным выходом счетчика 12, Выход логической схемы 14 соединен со счетным входом счетчика 12, прямой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами логических схем 15 и 16. Другие входы схем 15 и 16 соединены с выкоаом генератора 7. С этим выходом генератора 7 соединен также вход фУстановка нуля" счетчика 12. Выходы логических схем 15 и 16 соответственно подключены к установочным входам триггера управления 13.Выходы 17 и 18 триггера управления 13 соединены соответственно со входами логических схем 10 и 9 управляемого делителя частоты. Кроме того выход 17 соеаинен сдополнительным входом вычислительного устройства 1. Электропривод работает следующим образом.На вход вычислительного устройства 1 в момент времени 1 о ( фиг.3,а) подают постоянное управляющее воздействие, соответствующее заданной скорости,При этом электродвигатель 3 вращается с постоянной скоростью, а на выходе частотного датчика 4 формируется последо- вательность импульсов постоянной часто ты., (фиг. 3, б). Эти импульсы постуЧРпают прямо на вкоа логической схемы И 9 управляющего делителя частоты 5, а на выход логической схемы И 10 импульсы поступают с частотой 11 пца (фиг.3, в) после деления в счетчике импульсов 8, Одновременно последовательность импульсов с частотой 1 цд через логическую схему 14 поступает на вход счет- . чика 12 блока идентификации 6.4Ъ 5 738 заполняется (фиг. З,д) импульсами частоты (При этом в зависимости от скорости вращения двигателя 3 и соответственно частоты следования импульсов обратной5 связи ц счетчик 12 может заполниться полностью (до уровня О )или час тично,На фиг. 3, а, в интервале времени- 1величина управляющего воздействия на входе вычислительного устройства 1 и соответствующая ему частота импульсов обратной связи 1 цд (фиг. 3, б) выбраны так, что за интервал Т счетчик 12 не. успевает заполняться полностью, и на его прямом выходе посто янно имеется нулевой сигнал (фиг. З,е). В момент прихода импульса цикла, идентификации логическая схема 16 форми- рует сигнал установки триггера управления 13 в состояние "0", а счетчик 12 сбрасывается в нуль.На выкоаак 17 и 18 триггера управления 13 формируются сигналы Оф и "1" соответственно (фиг. З,ж). Первый из них запрещает прохождение импульсов с частотой 1через логическую схеъ Чдму 10, а другой - разрешает прямуютрансляцию импульсов с частотойчерез логическую схему 9 на выкоа управляемого делителя частоты 5 и далее на вход вычислительного устройства Х (фиг, З,з). Одновременно с выхода 17 триггера управления 13 на дополнительный вход вычислительного устройства 1 подается нулевой сигнал, запрещающий переключение масштабных коэффициентов. 083 6 образом, на выходе управляемого делителя частоты 5 импульсы следуют с часИ тотой - 1 д (фиг. З,з) Одновременно свыкода 17 триггера управления 13 надополнительный вход вычислительногоустройства 1 подается единичный сигнал,разрешающий переключение масштабныккоэффициентов,Начиная с момента времени 1, управляющее воздействие на вхоае вычислитель"ного устройства 1 вновь уменьшается,соответственно уменьшается и частотацд ао величины, при которой счетчик12 не успевает полностью заполнятьсяаа интервал Т, триггер управления 13переворачивается в состояние "0 и переключает управляемый делитель частоты 5 на прямую трансляцию импульсовс- частотой(фиг. 3, а-е). ОдновреЦДменно на дополнительный вход вычислительного устройства 1 подается нулевойсигнал, запрещающий переключение масштабных коэффициентов,Таким образом, блок идентификации6 в зависимости от текущей скоростиисполнительного двигателя 3 формируеткоманды на ивтоматйческое переключение коэффициента деления управляемогоделителя частоты 5 и масштабных коэффициентов в вычислительном устройстве Как следует иэ фиг. 3, к, запаздывание формирования команды переключе ния блокомидентификации 6 не превышает Т При соответствующем выборе Т и некотором запасе по оборудовани 1 о в вычислительном устройстве 1 (для дискретного вычислителя достаточно одного разряда счетчика йлн сумматора) это запаздывание не влияет на быстродействие привода,Введение блока иаентификации, управляемого делителя частоты генератора ; импульсов цикла идентификации в высоко качественный широкорегулируемый электропривоа с дискретным управлением, кроме расширения диапазона регулирования ., и повышения точности привоаит к значительной экономии оборудования за счет сожрашеныя разрядности вычислительных В интервале 1-управляющее воздействие на входе вычйслительного устройства 1 и соответствующая ему частота следования импульсов обратнойсвязй 1, начинают увеличиваться ицддостигают значений, при которых счетчик 12 успевает полностью заполнятьсяза,интервал Т. (фиг, 3, а,б,д). При этомна прямом выходе счетчика 12 формируется сигнал (фиг, З,е), а его входная цепь.блокируется от дальнейшего поступленИяимпульсов 1 до прихода импульса оче.саредного цикла идентификации(с инверсного выхода, счетчика 12 нулевой сигналподается на вход логической схемы 14),В момент прихода импульса циклаидентификации логическая схема 15 формирует сигнал установки триггера управ ления 13 а состояние 1 ф и этим жеимпульсом счетчик 12 сбрасывается а нуль. На выкодах 17 и 18 соответственно формируются сигналы 1" и 0, причем первый иэ них разрешает прохождение импульсов с частотой-через логическую схему 10, а второй запрещаетпрямую трансляцию импульсов с частотойа через ло 1 ическую схему 9 Таким7 7380устройств (счетчиков, регистров, сумматоров, блоков памяти и тд, ),Формула изобретенияЭлектропривод с дискретным управле. нием, содержащий последовательно включенные вычислительное устройство с входами заданйя скорости и обратной связи 1 е - "йо скорости, усилитель мощности и двигатель с .частотным датчиком в цепи обратной связи по скорости, о т л и ч а - ю щ и й с а тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности регу лирования скорости еаектропривода, по 83 8следовательно в цепь обратной связи введен управляемый делитель частоты генератора импульсов цикла идентификации иблок идентификации скорости;, двигателя,входы которого соединены соответственно с выходами генераторов импульсовцикла идентификации и частотного датчика скоростиа выходы - с управляющимвходом делителя частоты и дополнительным входом вычислительного устройства,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США % 3802188,кл.318 - 318, 1974,2, Заявка Великобритании, Самохинстелевич К тор М. П едактор з 2826/35 . Тираж 783 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушскЗа Подписи митета ССС