SU1656652A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в низкоскоростном электроприводе. Целью изобретени   вл етс  ограничение максимальных скоро стей исполнительного двигател  Электропривод содержит последовательно соединенные усилитель мощности 1 и синх- ронно-редукторный электродвигатель 2, последовательно соединенные генератор 3 опорной частоты, первый счетчик 4, согласующий элемент 5. В данном электроприводе обеспечиваетс  применение цифрового порогового интегратора 13 высокой точности 0,1 1 % поддержани  скорости привода без использовани  специализированных тахо- метрических устройств с большим коэффициентом усилени  2 ил

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в низкоскоростном электроприводе.

Целью изобретени   вл етс  ограничение максимальных скоростей исполнительного двигател .

На фиг.1 представлена структурна  схема предлагаемого электропривода; на фиг.2 представлена схема цифрового коркового широтно-импульсного интегратора.

Электропривод содержит последовательно соединенные усилитель мощности 1 и синхронно-редукторный электродвигатель 2, последовательно соединенные генератор опорной частоты 3, первый счетчик 4, согласующий элемент 5, фазовращатель 6, установленный на валу электродвигател  2, формирователь импульсов 7 и блок коррекции 8, соединенный своим выходом со вторым входом частотно-фазового дискриминатора 9, второй вход которого соединен через блок задани  10 с генератором опорной частоты 3, и первый 11 и второй 12 ключевые элементы .

Кроме того, в электропривод дополнительно введены цифровой пороговый ши- ротно-импульсный интегратор 13, сумматор 14 и двупол   рны и выпр митель 15, при этом первый 11 и второй 12 ключевые элементы подсоединены информационными входами к отрицательному и положительному выходам двупол рного выпр мител  15 соответственно и информационным выходом к инвертирующим входам сумматора, неинвертирующий вход которого соединен с аналоговым выходом частотно-фазового дискриминатора 9 и со входом двупол рного выпр мител  15, а выход сумматора 14 соединен с выходом усилител  1 мощности и со входом цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13, первый выход которого соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента 11, а выход сброса соединен с аналоговым выходом частотно-фазового дискриминатора 9 через нуль-орган 16.

Цифровой пороговый широтно-импуль- сный интегратор 13 состоит из первого и второго компаратора 17 и 18, последовательно соединенных генератора импульсоё

t

О

ел о о ел

N

с регулируемой частотой 19, второго счетчика 20, цифроаналогового преобразовател  21, подключенного выходом к неинвертирующим входам первого и второго компараторов 17, 18, неинвертирующий вход первого компаратора 17 и второго входа второго компаратора 18 подключены к входу цифрового порогового широтно-импульсного интегра тора 13, а выходы первого и второго компараторов 17 и 18 соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 22 и 23 соответственно, второй вход первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 22 и 23 соединен с выходом генератора импульсов с регулируемой частотой 19, а их выходы соединены со входамйпр мого и инверсного счета третьего счетчика 24, выход последнего старшего разр да третьего счетчика 24 через второй инвертор 25 и выход предпоследнего разр да третьего счетчика 24 подан на третью схему ИЛИ-НЕ 26, выход которой соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ- НЕ 22 и с первым выходом цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13, выход предпоследнего разр да третьего счетчика 24 через первый инвертор 27 и выход последнего (старшего) разр да третьего счетчика 24 поданы на четвертый элемент ИЛИ-НЕ 28, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ-НЕ 23 и со вторым выходом цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13, вход сброса которого соединен со входом счетчи- кз 24.

Электропривод работает следующим образом .

Частота Моп генератора опорной частоты 3 понижаетс  первым счетчиком 4. Выходной сигнал первого счетчика усиливаетс  и формируетс  согласующим элементом 5 в гармонический сигнал с частотой (Ов возбуждени  фазовращател  6. При вращении вала синхронно-редукторного двигател  со скоростью на выходе фазовращател  6 формируетс  гармонический сигнал суммарной частоты й)в , с учетом знака, который формирователем импульсов 7 преобразуетс  в импульсный сигнал и через блок коррекции 8 поступает на второй вход частотно-фазового дискриминатора 9. На второй вход частотно-фазового дискриминатора 9 поступает импульсный сигнал частотой (thaa , который формируетс  в импульсном блоке задани  10.

По принципу действи  импульсной фазовой замкнутой системы частота выходного сигнала фазовращател  в установившемс  режиме равна частоте задающего воздействи .

йАзад COe ± 0)АВ.

В режиме переустановки частотно-фазовый дискриминатор 9 переходит в режим насыщени . При отсоединенном входе цифрового широтно-импульсного интегратора 13 выходное аналоговое напр жение частотно-фазового дискриминатора 9 выдел етс  на положительном первом, либо отрицательном втором выходе двупол рного выпр мител  15 (в зависимости от знака) и через замкнутые ключевые элементы 11 и 12 вновь объедин ютс  на инвертирующих входах сумматора 14. Таким образом выходной сигнал частотно-фазового дискриминатора 9 без искажений с коэффициентом усилени , близким к единице, поступает на вход усилител  мощности 1.

Особенностью синхронно-редукторного двигател , работающего в режиме частотнотокового управлени  на малых скорост х,  вл етс  отсутствие напр жени  противо- ЭДС двигател . При этом входное напр жение усилител  мощности 1 пр мо пропорционально напр жению, а также току обмоток управлени 

синхронно-редукторного электродвигател  и, как следствие моменту исполнительного двигател 

DBX М дв

Известно, что ускорение двигател  при- вода пр мо пропорционально его моменту Мд8, но обратно пропорционально суммарному моменту инерции на исполнительной оси Ir,,

35

Р МДП

Јдв-Тследовательно ,

UBX Едв SL

При поступлении входного напр жени  усилител  мощности 1 на вход цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13 на последнем производитс  интегрирование этого напр жени  с посто нной

воемени

r..,L

т.е. вычисл етс  скорость двигател  электропривода

дв Ј

По достижении приводом заданной предельной скорости с учетом знака выходное напр жение на первом, либо втором выходе цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13 размыкает первый 11 или второй 12 ключевой элемент и исключает поступление на инвертирующий вход сумматора 14 напр жени  той пол рности , котора  обеспечивала бы разгон двигател  в данном цикле и достижение пороговой скорости о)дв max данной пол рности. При

этом прекращаетс  набор скорости и нагрузка продолжает вращение по инерции с той максимальной скоростью, которую развил привод. Дл  исключени  самоторможени  нагрузки привода за счет момента трени  в опорах вращени , ослабленный примерно на пор док сигнал с выхода частотно-фазового дискриминатора 9 поступает через неинвертирующий вход сумматора 14 на вход усилител  мощности 1.

С целью исключени  накоплени  ошибки интегрировани  цифровой широтно-импульс- ный интегратор сбрасываетс  нуль-органом 16 при установке привода в согласное положение , т. е. когда сигнал рассогласовани  привода равен нулю.

Цифровой пороговый широтно-им- пульсный интегратор 13 состоит из функциональных узлов, генератора пилы на генераторе импульсов с регулируемой частотой 19, втором счетчике 20 и цифроа- н логовом преобразователе 21, формировател  сигнала ШИМ на компараторах 17 и 18, преобразовател  длительности - число им- пульсов на первом и втором элементах ИЛИ-НЕ 22 и 23, интегрирующий накопительный элемент на третьем счетчике 24 и формирователь сигнала насыщени  на первом и втором инверторах 27 и 25 и на треть- ем и четвертом элементах ИЛИ-НЕ 26 и 28 Выходна  импульсна  последовательность с выхода генератора импульсов с регулируемой частотой 19 обсчитываетс  вторым счетчиком 20 и цифроаналоговым преобразователем 21, преобразуетс  в од- нопол рное пилообразное напр жение, которое подаетс  на компараторы 17 и 18, где сравниваетс  с входным сигналом положительной и отрицательной пол рности со- ответственно.

Длительность выходного логического сигнала компаратора 17 пропорциональна положительной амплитуде входного сигнала .

Длительность выходного логического сигнала компаратора 18 пропорциональна отрицательной амплитуде входного сигнала . Первый или второй элементы ИЛИ-НЕ 22 и 23 пропускают на пр мой или инверс- ный счетный вход третьего счетчика 24 число импульсов импульсного сигнала с выхода генератора импульсов с регулируемой частотой 19, пропорциональное амплитуде входного сигнала с учетом его знака Третий счетчик 24 накапливает (интегрирует) число импульсную последовательность, а его выходной код NCK соответствует текущему значению скорости в данном цикле работы привода,

т.е до очередного сброса по входу R треть- ore счетчика 24.

Если измерение идет преимущественно в пр мом счете то старший разр д счетчика 24 имеет низкий уровень, который, будучи проинвертировэн на инверторе 25, в виде высокого уровн  поступает на второй выход третьего элемента ИЛИ НЕ 26. Как только третий счетчик 24 достигнет своего предпоследнего разр да и на первом входе третьего элемента ИЛИ-НЕ 26 также по витс  высокий уровень, то на первом выходе цифрового порогового широтно-импульсно- го интегратора 13 по витс  низкий уровень сигнала, который введет запрет на прохождение счетных импульсов через первый элемент ИЛИ-НЕ 22 и разомкнет ключ 11.

Если измерение идет преимущественно в обратном счете, то старший разр д третьего счетчика 24 имеет высокий уровень, который поступает на второй вход четвертого элемента ИЛИ- НЕ 28. Как только третий счетчик 24 в инверсном счете достигает такого своего значени , когда предпоследний разр д примет значение низкого уровн  и, будучи проинвертирован на инверторе 27 в виде высокого уровн  также поступит на первый вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ 28, то на втором выходе цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13 по витс  низкий уровень сигнала, который введет запрет на прохождение счетных импульсов через второй элемент ИЛИ- НЕ 23 и разомкнет ключ 12

При работе привода в режиме слежени , когда скорость двигател  меньше ее максимального (порогового) значени , определенного настройкой блока 13, счетчик реверсивно интегрирует значение фазового рассогласовани  относительно нулевого значени  и на первом и втором выходах цифрового порогового широтно-импульсного интегратора 13 поддерживаетс  высокий уровень.

Регулировка частоты генератора импульсов 19 позвол ет в широких пределах измен ть частоту счетных импульсов, поступающих на вход третьего счетчика 24, тем самым подстраива  крутизну интегратора в соответствии со значением момента инерции нагрузки дл  конкретного привода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод, содержащий последовательно соединенные усилитель мощности и синхронно-редукторный электродвигатель, работающие в режиме частотно-токового управлени , последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый счетчик , согласующий элемент, фазовращатель, установленный на валу синхронно-редук- торного электродвигател , формирователь импульсов и блок коррекции, соединенный своим выходом с первым входом частотно-фазового дискриминатора, второй вход которого соединен через блок задани  с генератором опорной частоты, первый и второй ключевые элементы, отличающийс  тем, что, с целью ограничени  максимальных скоростей исполнительного двигател , в него введены цифровой пороговый широтно-импульсный интегратор , сумматор и двупол рный выпр митель, при этом первый и второй ключевые элементы соединены информационными входами с отрицательным и положительным выходом

   0

   5

   двупол рного выпр мител  соответственно и информационными выходами с инвертирующим входом сумматора, неинвертирующий вход которого соединен с аналоговым выходом частотно-фазового дискриминатора и со входом двупол рного выпр мител , а выход сумматора соединен со входом усилител  мощности и со входом цифрового порогового широтно-импульсного интегратора , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента, второй выход соединен с управл ющим входом второго ключевого элемента , а вход сброса соединен с аналоговым выходом частотно-фазового дискриминатора через нуль-орган.

   т

   L-