Система стабилизации скорости электродвигателя

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в высокоточных системах стабилизации скорости двигателей при работе на низких скоростях. Цель изобретения - повышение точности стабилизации мгновенных скоростей в диапазоне инфранизких скоростей. Это достигается использованием в системе наряду с основным контуром управления, основанным на импульсном измерении скорости, корректирующего контура, построенного на основе непрерывного измерения скорости и коррекции фазы импульсного сигнала по результатам измерения. 3 ил.

СаОЭ СОВЕТСНИХ

СО14ИАЛИСТИМЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 С 05 D 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автобусном свИДктИЛьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОИ ИТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4!41303/24-24 (22) 11.05.86 (46) 23.07.89. Бюл. 1! 27 (72) Ю.Н.Гривва и Н.С.Золотов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 761985, кл. С 05 D 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 798747, кл. G 05 D !3/00, 198! ° (54) СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может,быть использовано в высокоточных системах стабилизации скорости двигателей при работе на ннфранизких скоростях.

Цель изобретения — повышение точности стабилизации мгновенных скоростей в диапазоне инфраннзких скоростей.

На фиг.l приведена структурная схема системы! на фиг.2 — структурная схема вычислителя девиации скорости1 на фиг.З - упрощенная структурная схема системы.

Система содержит второй фазовый детектор l, интегратор 2, асинхронный счетчик 3, управляемый генератор

4, генератор 5 опорной частоты, первый фазовый детектор 6, импульсный датчик 7 скорости вала двигателя, «80, Нвй7Ы А!

2 может быть использовано в высокоточ ных системах стабилизации скорости двигателей при работе на.низких скоростях. Цель изобретения — повышение точности стабилизации мгновенных скоростей в диапазоне инфранизких скоростей. Это достигается использо-. ванием в системе наряду с основным контуром управления, основанным на импульсном измерении скорости, кор- . ректирующего контура, построенноГо на основе непрерывного измерения ско". рости и коррекции фазы импульсного сигнала по результатам измерения.

3 ил. ключевой усилитель 8 мощности, электродвигатель 9, непрерывный датчик

10 скорости вала двигателя, вычислитель 11 девиации скорости, компаратор 12, ключевой элемент 13, интегратор 14, компаратор 15, информационную шину lb кода задания, Вычислитель 11 содержит операционный уси.литель 17, ЦАП 18, интегратор 1 9. Система работает следующим образом.

На первый вход фазового детектора

1 поступает напряжение с частотой

Ю, пропорциональной угловой скорос= ти вращения вала электродвигателя, измеряемой импульсным датчиком 7 ско рости, На второй вход фазового детек тора l поступает импульсный сигнал частотой f с асинхронного счетчика 3, при этом f>f+ И /1! „,, где М, 3 149)75

N — текущее и максимальное зна3 макс чения кода задания, а Й вЂ” частота импульсного сигнала на выходе управляемого генератора 4. Выходной сигнал фазового детектора 1 через интегратор 2 изменяет частоту сигнала уп-равляемого генератора f< до тех пор, пока не выполнится условие f> =f>=

4 3 3макс !О

Таким образом, блоки 1-4 в совокупности предназначены для повышения частоты сигнала f„ a М с/N > раз.

Змак

ПиЛообразный сигнал частотой Й4 с выхода. пилообразного напряжения гене- 15 ратора 4 через компаратор 12, где он преобразуется в импульсную форму, поступает на фазовый детектор 6, в котором сравнивается с импульсным сиг налом постоянной опорной частоты Е .

Результат сравнения через усилитель

8 мощности изменяет скорость вращения двигателя до тех пор, пока не выполнится условие f,--f =f< /N . Откуда следует, что скорость вращения вала двигателя пропорциональна величине ..

4 5 3/ 3 макс

Следствием дискретного способа измерения скорости в предложенной системе является возможность возникновения в ней возмущенных колебаний (девиаций) скорости частотой, равной и кратной f, к которым система не чувствительна, Это явление наиболее отчетливо проявляется на инфранизких 35 скоростях вращения вала двигателя.

Для парирования девиаций скорости предназначен корректирующий контур, образованный непрерывным датчиком 10 скорости, вычислителем 11 де- 40 виаций скорости и компаратором 12.

Передаточная функция вычислителя 11 определяется соотношением (фиг.2) (Р ) ggy g (Т «N /m )Р

1+(т М,„„ /Ы,) r

/Т1 =Q е макМ «»

Я вЂ” максимальное значение рабо 6 Макс чей скорости;

И вЂ” число меток на диске импульсного датчика скорости;

N — код задания;

Б — максимальное значение ко3 макс да задания, 55

При этом на максимальной рабочей скорости постоянная времени блока 11 йаименьшая, а на минимальной — наибольшая. Перестройка параметров этого

8 4 блока r функции кода задания N обесэ печивает независимость амплитуды выходного сигнала блока от значения заданной скорости при одной и той же амплитуде периодического сигнала девиаций скорости Икс, измеряемого датчиком 10. Выходной сигнал блока 11 изменяет фазу импульсов на выходе блока 12 за счет смещения пилообразного напряжения, поступающего на вход компаратора 12 относительно порогов его срабатывания таким образом, что увеличению скорости соответствует упреждение по фазе.

Передаточная функция корректирующего контура по возмущению (фиг.3) с учетом интегрирующих свойств фазового детектора 6 имеет вид

Т,+1

Р

Откуда следует, что при увеличении коэффициента усиления системы Кд> влияние возмущения Я на стабилизиДЕ& руемую скорость Я может быть уменьшено. Корректирующий контур не чувствителен к постоянной составляющей скорости благодаря дифференцирующему характеру передаточной функции блока

11. формула изобретения

Система стабилизации скорости электродвигателя, содержащая последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый фазовый детектор, ключевой усилитель мощности, электродвигатель, импульсный датчик скорости вала электродвигателя, второй фазовый детектор, интегратор, управляемый генератор и асинхронный счетчик, связанный кодовым входом с информационной шиной кода задания, а выходом— с вторым входом второго фазового де-тектора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она дополнительно содержит последовательно соединенные непрерывный датчик скорости вала.электродвигателя, вычислитель девиации скорости и компаратор, подключенный выходом к второму входу первого фазового детектора, при этом выход пилообразного напряжения генератора связан с вторым входом компаратора, а кодовый вход вычислителя девиации связан с информационной шиной кода задания, ! 495758

1495758

Составитель В.Завадский

Редактор В.Данко Техред М,Дидык Корректор М.Васильева

Заказ 4265/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям црн ГКНТ СССР

113035, Москва, М-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101