Способ регулирования частоты вращения электропривода для систем с тахогенератором переменного тока и устройство для его осуществления

) Авторы А.Визобретеяяя юков, Ви Г о-исследовательс институт по авто промышленности, рте "ВНИИэлектро Всесоюзный нау конструкторски электроприводуи на транс(7 ) Заявнтель 4) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ СИСТЕИ С ТАХОГЕНЕРАТОРПЕРЕМЕННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ сится к элекзначено.для исественно в сисектроприводамим регулирования регулированияоснованный на ис тве датчика обр атора постоянно ного тахогенера ка оге инх орасложны по конструкцииры постоянного тока,оротные и зубцовые пульзначительные величины,к колебаниям частотыобенно в нижней частищения. Синхронныеы проще и надежнее тахоостоянного тока, такколлектора и щеточныхнако они не применимы Изобретение отн тротехнике и предн пользования преиму темах управления эл с большим диапазон частоты вращения. Известен способ частоты вращения,пользовании в че ной связи тах не го тока или с роНаиболеетахогенератв которых обсации имеютчто приводивращения, одиапазона втахогенератогенераторовкак не имеютконтактов, о ах с большим диапазоном регуя частоты вращения.лее близким к предлагаемому ческой сущности и достигаеультату является способ рения частоты вращения элек" да для систем с тахогенератоменного тока, при котором ют сигнал задания с сигналом связи по частоте вращения руют частоту вращения элекда в функции укаэанной раз-. в систе лировани Наиб по техн мому ре ф гулиров троприв ром пер сравнив обратном и регули троприво ности 2Известный способ осуществляют у ройством для регулирования частоты вращения электропривода для систем с тахогенератором переменного тока содержащим последовательно соедийе ные элемент задания частоты вращен первый узел сравнения, усилитель с пропорционально-интегральной харак теристикой и силовой преобразователь 3;,3 93054Недостатком известного технического решения является необходимостьустановки фильтра, постоянная времени которого зависит от частоты питающего тахогенератор напряжения и до.пустимой величины пульсаций сигналаобратной связи. Так, при частоте питающей сети 400 Гц и пульсации напряжения 54 постоянная времени фильтра составляет 4- 10 мс, При дадании 1 очастоты вращения в цифровом виде дляданной пульсации сигнала обратнойсвязи число разрядов задания не превышает пяти. Повышение точности требует увеличения постоянной времени Ифильтра, наличие которого снижаетбыстродействие системы регулирования.1 Другим недостатком является снижение диапазона регулирования, связанное с наличием в кривой напряженияизмерительной обмотки составляющей,сдвинутой на 90 эл, град. относительгно полезной и не зависящей от частоты вращения. Указанная составляющаяприводит к появлению напряжения в це"23пи обратной связи при неподвижномдвигателе.Недостатком известных способов яв-ляется также необходимость иСкусственного получения коммутирующего сиг-30нала поворотом Фазы задающего напряже:ния, так как имеющееся напряжениеизмерительной обмотки тахогенераторасдвинуто по фазе на 90 эл. град. относительно напряжения задающей ;обмотки. .Поддержание сдвига фаз не"изменным требует специальных мер постабилизации параметров узла,Целью изобретения является повышение быстродействия электроприводав переходных процессах при одновре"менном уменьшении динамической ошибки,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно известному способу:дополнительно определяют моменты перехода через "нуль" напряжения задающей обмотки тахогенератора и в каждыймомент измеряют мгновенные значения.напряжения измерительной обмотки тахогенератора и запоминают его для ис- фзпользования в качестве модуля сигнала обратной связи по частоте вращения, в моменты запоминания определяютзнаки напряжений задающей и измерительной обмоток тахогенератора и по эээтим знакам вырабатывают знак сигнала обратной связи по частоте вращения, на каждом полупериоде напряжения 7 4задающей обмотки тахогенератора из знака и модуля сигнала обратной связи по частоте вращения Формируют сигнал обратной связи по частоте вращения,Указанная цель в устройстве дости" гается тем, что оно дополнительно снабжено аналогоцифровым и цифроаналоговым поеобразователями, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором, блоком синхронизации и вторым узлом сравнения, при этом вход аналогоцифрового преобразователя соединен с измерительной обмоткой тахогенератора, его первый выход - со вторым входом блока синхронизации, второй выход - с третьим входом второго узла сравнения, а третий выход - со вторым входом преобразователя кода; первый вход блока синхронизации подключен к выходу компаратора, по входу соединенного с задающей обмоткой тахогенератора, первый выход блока синхронизации подклюцен к первому входу второго узла сравнения и первому входу запоминающего регистра, а второй выход - ко второму входу узла сравнения,:аыходом соединенного с первым входом преобразователя кодов, выход которого соединен со вторым входом запоминающего ре" гистра, а его выход - со входом цифроаналогового преобразователя, выхо-,дом подключенного ко второму входупервого узла сравнения.На Фиг. 1 изображены графики изменения "нулевого сигнала" тахогенератора при неподвижном роторе, изменения мгнове;ного значения напряженияизмерительной и задающей обмоток привращающемся роторе; на фиг. 2 - функциональная схема данного устройства.Устройство содержит аналого-цифро-вой преобразователь 1, вход которогосоединен с измерительной обмоткойтахогенератора 2 первый выход - совторым входом схемы синхронизации 3, второй выход - с третьим входом второго узла сравнения 4, а третий вы- ., ход - со вторым входом преобразователя кодов 5. Вход компаратора 6 соединен с задающей обмоткой тахогенератора 2, а его выход - с первым входом блока синхронизации 3.Первый выход блока синхронизации3 соединен с первым входом второгоузла сравнения 4 и первым входомзапоминающего регистра 7, а второйвыход - со вторым входом второго узла сравнения 4, выход которого соеди5 9 нен с первым входом преобразователя кодов 5. Выход преобразователя кодов 5 соединен со вторым входом запоминающего регистра 7, а его выход со входом цифроаналогового преобразователя 8. Выход цифроаналогового преобразователя 8 соединен со вторым входом первого узла сравнения 9, первый вход которого соединен с элементом задания частоты вращения 10. Выход цифроаналогового преобразователя 9 подключен к усилителю 11 с пропорционально-интегральной характеристикой, выходом соединенного с силовым преобразователем 12, который содержит элементы стабилизации и ограничения тока. К силовому преобразователю 12 подключен двигатель 13,Сущность данного способа заключается в следующем:Определяются моменты перехода через "нуль" напряжения задающей обмотки тахогенератора ОЗ, В каждый момент прохождения через "ноль" иэ" меряют значение напряжения измерительной обмотки тахогенератора Оцз и запоминаютего для использования , в качестве модуля сигнала обратной связи по частоте вращения. В момент запоминания определяют знаки напряжений задающей О и измерительной Оя, обмоток тахогенерато" ра, По этим знакам вырабатывают знак сигнала обратной связи по частоте вращения. На каждом полупериоде напряжения задающей обмотки тахогенератора иэ знака и модуля сигнала обратной связи по частоте вращения формируют сигнал обратной связи по частоте вращения. При этом, если сигналы напряжений обмоток тахогенератора по знаку совпадают, то это соответствует вращению электропривода в положительную сторону, а если не совпадают- в отрицательную.Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом.На вход аналогоцифрового преобразователя 1 поступает напряжение с измерительной обмотки тахогенератора О 9,. От величины этого напряжения зависит значение выходного кода аналого-цифрового преобразователя 1. Далее код поступает на вход преобразователя кода 5. Туда же, на вход знака, приходит сигнал, значение которого говорит о направлении,30547 6 вращения двигателя 13, т.е. еслипоступает единичный сигнал, то этосоответствует положительному направлению вращения, а если нулевойто отрицательному, Сигнал знакаформируется вторым узлом сравнения4 из знаков напряжений задающейОс и измерительной ОиМ обмотоктахогенератора 2. Причем, если сиг 10 налы напряжения обмоток тахогенератора по знаку совпадают, то на выходе узла сравнения появляется единичный сигнал, а если не совпадают "нулевой.С,выхода преобразователя кода 5.цифровой код записывается в запоминающем регистре 7 в момент прохождения через "нуль" задающего напряженияО, и запоминаются до следующегощ прохождения через "нуль" этого напряжения. Момент прохождения .цереэ"нуль" определяется следующим обра зом.На вход компаратора 6 поступаетсинусоидальный сигнал с задающей2 ю обмотки тахогенератора О . Иэ положительной полуволны этого напряжения на выходе.компаратора б выде-ляется прямоугольный импульс, кото, рый поступает на вход блока синхрозо низации 3. Из этого импульса блоксинхронизации 3 формирует узкийимпульс, синхронизированный с частотой тактового генератора аналого"цифрового преобразователя 1, и соответствующий моменту прохождения через "нуль" задающего напряженияОзо . Выходной код запоминающегорегистра 7, соответствующий амплитудному значению напряжения изме"40 рительной обмотки О , поступаетв цифро-аналоговый преобразователь8, с выхода которого снимается аналоговый сигнал, используемый в каЭчестве сигнала обратной связи, Этот4 сигнал поступает на вход первогоузла сравнекия 9, где сравниваетсяс сигналом задания частоты враще" .ния, Результат сравнения поступаетв аналоговую часть схемы регулиро",50вания частоты вращения, т.е. навход усилителя с пропорциональноинтегральной характеристикой 11,Способ регулирования частоты вра щения и устройство для его осуществления по сравнению с известным об"ладает высоким быстродействием электропривода в переходных процессахизменения частоты вращения и малойдинамической ошибкой.1. Способ регулирования частотывращения электропривода для системс тахогенератором переменного тока,при котором сравнивают сигнал задания с сигналом обратной связи по. частоте вращения и регулируют частотувращения электропривода в функции.указанной разности, о т л и ч а - Ою щ и й с я тем, что, с .целью повышения быстродействия электропривода в переходных процессах приодновременном уменьшения динамическикой ошибки, дополнительно определя".ют моменты перехода через "ноль"напряжения задающей обмотки тахоге"нератора и в каждый момент измеряютмгновенное значение напряжения измерительной обмотки тахогенератора щи запоминают его для использованияв качестве модуля сигнала обратнойсвязи по частоте вращения, в моментызапоминания определяют знаки напря- .жений задающей и измерительной об" ., 2 змоток тахогенератора и по этим знакам вырабатывают знак сигнала обрат".ной связи по частоте вращения, накаждом полупериоде напряжения задающей обмотки тахогенератора из знакаи модуля сигнала обратной связи почастоте вращения формируют сигнал обратной связи по частоте вращения.2. Устройство для осуществленияспосрба регулирования частоты вращения электропривода для систем с тахогенератором переменного тока, содержащее последовательно соединенныеэлемент задания частоты вращения,первый узел сравнения, усилитель спропорционально-интегральной характеристикой и силовой преобразователь, а также тахогенератор с измерительной и задающей обмотками,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействияэлектропривода в переходных процес 47 8сах при одновременном уменьшении динамической ошибки, он 9 дополнительно снабжено аналого-цифровым и . цифро аналоговым преобразователями, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором, блоком синхронизации и вторым узлом срав" нения, при этом вход аналого.цифрово-, го .преобразователя соединен с изме" рительной обмоткой тахогенератора, его первый выход - со вторымвходом блока синхронизации, второй выход - с третьим входом второго узла сравнения, а третий выход " со вторым входом преобразователя кода, первый вход блока синхронизации под-, ключен к выходу компаратора, по вхо-, ду соединенного с задающей. обмоткой тахогенератора, первый выход блока синхронизации подключен к первому входу второго узла сравнения и первому входу запоминающего регистра, а второй выход - ко второму входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преобразователя. кодов, выход которого соединен со вторым входом запоминающего регистра, а его выход - со .входом цифроаналогового преобразователя, выходом подключенного ко второму входу перво- го узла сравнения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тун А.Я. Тахогенераторы длясистем управления электроприводами.М.-Л "Энергия", 1966, с. 43-49.2. Экспериментальное исследованиемакета электропривода с ПЦУ и связиего сУВМ М 6000 ОЛА.127.033к Гос. регистрации 77030393, М1977 с.3. Лебедев Е,Д., НеймаркВ.ЕПистрак М.Я. Слежановский О.В. Управление вентильным электроприводомйостоянного тока. М., "Энергия",1970, с. 139-142, 76-82.930547 ВНИИПЙ Заказ 3191/77 Тираж 719 Подписное филиал ППП фПатентф г,Ужгород,ул.Проектна