Устройство для определения скорости электродвигателя в электроприводе с двухзонным регулированием

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Республик (>?48752 (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено 09.06.78 (2l ) 2 э26950/24-07 с присоединением заявки J%— (5 I ) M. Кл.

Н 02 P 5/00

Гавударстввнный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опублйковано15.07.80. Бюллетень №26 (53) УДК 62- 83:

: 621,314.5 (088.8 ) Дата опубликования описан я 18.07.80 (72) Автор изобретения

B. Я. Ткаченко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева (7l ) Заявитель

4 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к электроприводам постоянного тока с двухзонным регулированием скорости.

Известно устройство для определения скорости электродвигателя в электропри5 воде постоянного тока с двухзонным регулированием, содержащее датчики маг-. нитного потока и ЭДС электродвигателя и множительно-делительное устройство, . подключенное к выходам этих датчиков Я.

Недостатком этого устройства является ся малая тсчность определения скорости при большом диапазоне изменения магнитного потока, вследствие чего его приме некие в случае уменьшения велйчины маг нитного потока электродвигателя в 10 и более раз и при реверсировании электропривода изменением знака магнитного потока электродвигателя становится прак. тически невозможным.

26 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения скорости электродвигателя

2 в электроприводе с двухзонным регулированием, содержащее датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя, элемент сравнения с вентильной характеристикой и подключенный к его первому входу источник постоянного напряжения, два ключевых элемента и подключенный к их выходам элемент суммирования, выход которого является выходом устройства, нелинейный преобразователь, два диода и инвертор, причем выход датчика ЭДС электродвигателя подключен ко входу элемента суммирования и через диоды - к управляющим входам ключевых элементов, нелинейный преобразователь включен между выходом датчика магнитного потока электродвигателя и вторым входом элемента сравнения, выход которого подключен ко входу первого ключевого элемента и через инвертор - ко входу второго ключевого элемента $2).

Недостатком этого устройства является малая точность определения скорости

748 электродвигателя при большом диапазоне изменения магнитного потока электродвигателя, особенно при независимом изменении магнитного потока и напряжения иа якоре и в случае изменения знака магнитного потока.

Бель изобретения - повышение точности при большом диапазоне измейения,магнитного потока электродвйгателя.

Эта цель достигается тем, что в устройство для определения скорости электродвигателя с двухзонным регулированием, содержащее датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя, элемент сравнения с вентильной характеристикой и подключенный к его первому входу источйик постоянного напряжения, цва ключе вых элемента и подключенный к их выходам первый элемент суммирования, выход которого является выходом устройства, введены второй и третий элементы суммирования, блок деления, блок перемножения, два элемента выделения модуля, логический элемент разнозначности и логический элемент неравнозначности, при этом два входа второго элемента суммирования подключены к выходу блока перемножения и через первый элемент выделения модуля - к выходу датчика BQC

Мтектродвигателя, à его выход подключен ко входу делимого блока деления, вход делителя которого соединен с выходом третьего элемента суммирования, а неинверсный и инверсный выходы подключены ко входам соответственно первого и второгь ключевых элементов, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно логического элемента равнозначйости и логического элемента неравнозначности, два входа каждого из которых подключены к выходам датчиков

3QC и магнитного потока, выход последнего через второй элемент выделения модуля соединен также с первым входом третьего элемента суммирования и со втОрйм вхбдом элемента сравнения с вентильной характеристикой, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента суммирования и с одним из входов блока перемножения, второй вход которого соединен с неинверсным выходом блока деления.

Ha чертеже схематически представлено устройство.

Устройство содержит датчики магнитного потока 1 и ЭИС 2. электродвигателя, элемент 3 сравнения с вентильной характеристикой и подключенный к его

752 4 первому входу источник 4 постоянного напряжения, два ключевых элемента 5 и

6 и подключенный к их выходам первый элемент 7. суммирования, выход которого

5 является выходом устройства. В устройство введены второй 8 и третий 9 эле- . менты суммирования, блок 10 деления, блок 11 перемножения, два элемента

12 и 13 выделения модуля, логический элемент 14 равнозначности и логический элемент 15 неравнозначности.

Лва входа второго элемента 8 суммирования подключены к выходу блока

1 1 перемножения и через первый эле15 мент 12 выделения модуля -- К выходу датчика 2 ЭДС электродвигателя, а его выход подключен ко входу делимого блока 10 деления, вход целителя которого соединен с выходом третьего элемента

20 9суммирования,,а его неинверсный и инверсный выходы подключены ко входам соответственно первого 5 и второго 6 ключевых элементов, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно логического элемента 14 равнозначности и логического элемента 15 неравнозначности, один вход каждого из которых подключен к выходам датчиков BQC 2 и магнитного потока 1, выход последнего через второй элемент.

13 выделения модуля. соединен также с первым входом третьего элемента 9 суммирования и со вторым входом эле-. мента 3 сравнения с вентильной характеристикой, выход которого соединен со . вторым входом третьего элемента 9 суммирования и с одним из входов блока 1 1 перемножения, второй вход которого соединен с неинверсным выходом блока 10, 4о деления.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал Кф, Ф (Кф - масштаб

45 ный коэффициент) датчика 1 магнитного потока Ф электродвигателя через второй лемент 13 выделения модуля поступает на вход элемента 3 сравнения с вентильной характеристикой, где сравнивается с сигналом Оист источника 4 постоян ного напряжения. При (Kq>.Ф) 7 (0ист) напряжение на выходе элемента 3 сравнения благодаря его вентильной характеристике равно нулю, а вместе с тем

55 равны нулю выходной сигнал блока 11 перемножения и сигнал, поступающий на второй вход третьего элемента 9 сумми рования. При этом на вход делимого блока 10 деления поступает выходной сигнал

748 об,„=к,„ы=с,к ауп(рр)

1к,Я

ых ь) е д(К, .ф1 где KA -, коэффициент блока деления;

- конструктивная постоянная

E электродвигателя.

При уменьшении выходного сигнала

40 датчика 1 магнитного потока до величины, меньшей напряжения источника 4 постоянного напряжения, т. е.(Kq>. Ф) ( ((()цст), когда ошибка определения скорости возрастает вследствие увелйчения

45 погрешности блока деления при малых значениях делителя, появляется сигнал на выходе элемента 3 сравнения, пропорциональный величине (Ц„ т Ку. Ф ) -", Этот сигнал складывается в третьем

50 элементе 9 суммирования с выходным сигналом (K

55 поступает постоянный сигнал (Ц т

1 "ф ф1 ) + (Ky +) = О,,ст ° Одновре менно на выходе блока 11 перемножения ; появляется сигнал К„„ (Uä - 1ф Ф)) х

5

К E E (kg- масштабный коэффициент) датчика 2 ЭДС Е электродвигателя через первый элемент 12 выделения модуля и через второй элемент 8 суммирования, а на вход делителя блока 10 деления по- 5 ступает сигнал с выхода датчика 1 магнитного потока через второй блок 13 выделения модуля и третий элемент 9 суммирования. Выходной сигнал блока 10 деления К „ ы при этом пропорционален модулю 4) скорости электродвигателя (K - масштабный коэффициент) .

При одинаковых знаках магнитного потока и ЭДС электродвигателя появляется сигнал на выходе логического элемента 14 равнозначности, и положительный сигнал с неинверсного выхода блока 10 деления через открытый перый ключевой элемент 5 и первый элемент 7 суммирования поступает на выход устройства.

При противоположных знаках магнитного потока и ЭДС электродвигателя появляется сигнал на выходе логического элемен- . та 15 неравнозначности и отрицательный сигнал с инверсного выхода блока 10 деления через открытый второй ключевой элемент 6 и первый элемент 7 суммирования поступает на выход устройства.

Таким образом, нри любых знаках магнитного потока и ЭДС электроцвигателя выходной сигнал устройства пропорционален: .скорости электродвигателя:

752 б

"К,оИ, который во втором элементе

8 суммирования склацывается с выходным сигналом первого элемейта 12 выделения моцуля, пропорциональным модулю ЭДС электродвигателя (K . E ), и поступает на вход целймого блока 10 целения.

При этом выходной сигнал устройства, требуемый знак которого обеспечивается с помощью ключев тх элементов 5 и 6, логических элементов равнозначности

14 и неравноэначности 15 и первого элемента 7 суммирования аналогично описанному выше. характеризуется зависимостью:

fy е11к ы) (О„, iк Ф!) K„„ ист где К„,и - коэффициент блока 1 1 пере= множения.

При выборе параметров элементов ,схемы в соответствии с условиями

К „ К 1 и K< = — " - - щ (могут варьироваться также передаточные коэффициенты элементов сравнения 3 и суммирования 8 и 9) выходное напряжение устройства пропорционально скорости электродвигателя:

0ьь1„=KÌ Ы=1К ы!а Ип(Г Ф)

Таким образом, при определении скорости электродвигателя путем определе ния отношения ЭДС и магнитного потока электродвигателя изобретение обеспечивает в случае малых значений магнитного потока вместо уменьшения целителя увеличение делимого при сохранении требуемого значения частного от деления, что исключает необходимость деления на малую величину, приводящего к увеличению ошибки, и, тем, самым, обеспечива» ет повышение точности определения скорости электродвигателя при большом диапазоне изменения магнитного потока.

Это расширяет возможности применения такого устройства, в том числе и для электроприводов, в которых регулирование скорости осуществляется при одновременном или независимом изменении магнитного по1 ока и напряжения на якоре электродвигателя и при большом диапазоне изменения этих величин, например для электроприводов.мощных экскаваторов, шахтных подъемников, прокатных станков.

Формула изобретения

Устройство для опрецеления скорости электродвигателя в электропривоце с

7, 7487 двухэонным регулированием, содержащее датчики магнитного потока и ЭДС электродвигателя, элемент сравнения с вентильыой характеристикой и подключенный к

его первому входу источник постоянного напряжения, два ключевых элемента и подключенный к их выходам первый элемент суммирования, выход которого является выходом устройства, о т л ичаюmееся тем, что, сцельюповышения точности при большом диапазоне изменения магнитного потока, в него введены второй и третий элементы суммирования, блок деления, блок перемножения, два элемента выделения .модуля, is логический элемент равнозначности и логический элемент неравнозначности, при этом два входа второго элемента суммирования подключены к выходу блока перемножения и через первый элемент 2р выделения модуля к выходу датчика

ЭДС электродвигателя, а его выход подключен ко входу делимого блока деления, . вход делителя которого соединен с выходом третьего элемента суммирования, 25

; а его неинверсный и инверсный выходы подключены ко входам соответственно перього и второго ключевых элементов, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно логического элемента равнозначности и логического элемента неравнозначности, два входа каждого из которых подключены к выходам датчиков ЭНС и магнитного потока, выход последнего через второй элемент выделения модуля соединен также с пер вым входом третьего элемента суммирования и со вторым входом элемента сравнения с вентильной характеристикой, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента суммирования и с одним из входов блока перемножения, второй вход которого соединен с неин версным выходом блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Д Гарнов В. К, и др. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. М., "Металлургия", 1961, с. 182.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Я 2346342/07, кл. Н 02 Р5/00,,1976.

Составитель B. Кузнецова

Редактор С. Лыжова Техред И. Асталош Корректор М, Мигула

Заказ 4381/91 Тираж 783 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4