Цифровой статический регулятор скорости двигателя

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социзлистичоских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21с, 59/01

21с, 46/50

Заявлено 21 11.1966 (№ 1058442/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет.ЧПК Н 02р

G 051

УДК 621.316.718.5:

:612.313.2 (088.8) Комитет оо цолатх изо0ротоний и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.Х11.1969. Бюллетень ¹ 2 за 1970

Дата опубликования описания 28Х11.1970

Авторы изобретения

Ш. Ш. Клейман и H. Н. Соломойченко

Заявитель

ЦИФРОВОЙ СТАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области регулировки скорости двигателя постоянного тока.

Известен цифровой статический регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий генератор эталонных импульсов, датчик импульсов на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов.

Предложенный регулятор отличается от известного тем, что в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем реверсивный инвертор, два выхода которого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости счетчика — с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, а второй к выходу счетчика.

Такое построение регулятора позволяет улучшить качество регулирования, например, при мощных возмущающих воздействиях.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2— временные диаграммы работы элементов, показанных на фиг. 1.

Она состоит из генератора импульсов 1, схемы 2 временного разделения импульсов, счетчика 8 переменной емкости, схемы совпадения

4, реверсивного инвертора 5, электродвигателя б, датчика импульсов 7, переключателя 8 емкости счетчика (8 — 1 — 8 — и переключателей разрядов). Переключатель 8 — n старшего разряда имеет две галеты Г, и Г2.

При отсутствии сигналов с датчика 7, осуществляющих отрицательную обратную связь

10 по скорости, система работает следующим образом.

На вход счетчика 8 поступают импульсы только от генератора 1 (фиг. 2,а). Заданная скорость двигателя соответствует определен15 ному числу, которое набирается переключателями 8 — I — 8 — и. Счетчик 8 работает в двухтактном режиме. 3 первом такте (такт 1) он работает совместно с переключателями 8. Схема строится таким образом, чтобы на общем

20 контакте галеты Г, переключателя 8 — n старшего разряда сигнал появлялся, когда и» счетчик пройдет, число .импульсов, набранное на переключателях 8. Такие схемы известны, весьма просты и используются при построении

25 счетчиков переменной емкости и делителей частоты.

Сигнал с переключателя 8 — n поступает на вход а инвертора 5, устанавливая его в состояние «1». При этом сигнал с выхода инвер30 тора поступает на двигатель и одновременно

259237 (4) и„р оу„<-о. (5) 65 переключает счетчик на работу в другом такте (такт 11).

В такте II счетчик работаег без участия переключателей 8, à его емкость равна максимально возможной емкости счетчика.

Так как в момент переключения счетчика в такт II на нем было записано число т, набраное переключателями, то импульс переполнения счетчика 8 появится, когда на него пройдет К вЂ” m импульсов после начала такта 11, где К вЂ” полная (максимально возможная) емкость счетчика. Импульс переполнения счетчика 8 поступает на вход б инвертора 5 и перебрасывает его в положение 2. При этом сигнал с выхода в инвертора переключает счетчик на работу в такте 1. Дальнейшая работа счетчика происходит циклично аналогично описанному (фиг. 2,а).

Время 01 между импульсом переполнения счетчика и следующим за ним импульсом с переключателя 8 — n равно

0 — — тт, где т — период следования импульсов на входе счетчика 8 при отключенной обратной связи;

m — число, набранное переключателями 8.

Время 0 между импульсом с переключателя 8 — n и следующим за ним импульсом переполнения счетчика равно

0 =т (К вЂ” т). (2) Периоды следования импульсов переполнения счетчика и импульсов с переключателями 8 — n равны

1= 01+0 = тК. (3) Сигналы напряжения с выходов в и г инвертора поступают на электродвигатель б в противоположных направлениях, т. е. к двигателю б поочередно прикладываются положительные и отрицательные импульсы напряжения. Их длительность равна соответственно

01 и 0>, амплитуда их одинакова и равна

V0

Частота генератора импульсов вь|бираегся достаточно большой, чтобы двигатель дсмпфировал колебания скорости.

Среднее значение напряжения на двигателе равно, учитывая формулы (1), (2) и (3) 8,— 6 2m — К

Vcp — 1 о

Э в, +в., К ппи т= —, т) —, m(—, V, =О, К К К г г г

Таким образом, положение переключателей

8 однозначно определяет величину и знак заданной скорости. Из формулы (5) видно, что эта величина не зависит от частоты генератора 1.

20 г5

Зо

При m = — -- переключатель старшего разК г ряда 8 — и находится в среднем положении; при m(— в положении левее среднего, ври

К г

m) правее среднего. Таким образом, заК г данное напряжение вращения определяется положением переключателя старшего разряда.

При наличии сигналов с датчика 7 схема работает следующим образом.

На вход счетчика 8 поступают импульсы от генератора 1 и через схему совпадения — от датчика 7. К другому входу схемы совпадения подключены выходы инвертора 5 через контакты галеты Гz переключателя старшего разряда 8 — и, соединенные таким образом, что при изменении положения переключателя относительно среднего значения схема совпадения 4 подключается к выходам в или г инвертора 5. В результате такого соединения сигнал от инвертора 5 на входе схемы совпадения 4 появляется только тогда, когда импульс напряжения на выходе инвертора совпадает по знаку с заданным средним значением напряжения. Этот участок периода периодического сигнала на выходе инвертора в дальнейшем называется рабочим участком периода 1.

Схема 2 исключает совпадение во времени импульсов от генератора 1 и датчика 7 на входе счетчика и может быть выполнена по любой из известных схем, На фиг. 2,б показана временая диаграмма

К работы схемы при т) —, на фиг. 2,в — при

К

m(—; Если частота импульсов датчика г уменьшится, то длительность рабочего участка периода увеличится так же, как управляющее воздействие, что приведет к увеличению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой статической ошибкой. Если в результате уменьшения нагрузки на двигатель скорость увеличится и частота импульсов датчика 7 увеличится, то длительность рабочего участка периода и управляющее воздействие уменьшатся, что приведег к уменьшению скорости и восстановлению ее до заданной с некоторой с-атической ошибкой. Таким образом осуществляется отрицательная обратная связь по скорости. При этом малым колебаниям скорости соответствуют малые колебания управ,ляющего воздействия, и наоборот. Поэтому система регулирования является пропорциональной, причем степень обратной связи зависит от соотношения частот генератора импульсов 1 и датчика 7.

Предмет изобретения

Цифровой статический регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий генератор эталонных импульсов, датчик импуль259237

Фиг. Г

Составитель 3. В. Маркова

Техред Л. В. Куклина

Редактор П. А. Вербова

Корректор Л. Фирсова

Заказ 2002 1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 сов, установленный на валу двигателя, счетчик импульсов, емкость которого управляется с помощью переключателя, и схему временного разделения импульсов, отличшощийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, в нем дополнительно установлены схема совпадения, включенная между датчиком импульсов и схемой временного разделения импульсов, и связанный с двигателем реверсивный инвертор, два выхода которого непосредственно соединены с двумя входами счетчика, а через переключатель емкости

5 счетчика — с одним входом схемы совпадения, причем первый вход инвертора подключен к одному из выходов переключателя, а второй — к выходу счетчика.