CC BY
6
УДК 62-83
A.В. Бубнов, A.V. Bubnov
B.А. Емашов, V.A. Emashov, e-mail: [email protected] К.В. Терехова, K.V. Terehova
А.Н. Чудинов, A.N. Chudinov, e-mail: [email protected] Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОШИБКИ ПО ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ В СИНХРОННО-СИНФАЗНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
THE DEVICE FOR DETERMINING THE ANGULAR SPEED DEVIATION DEVELOPMENT FOR THE PRECISE ELECTRIC DRIVE WITH ROTOR SPEED
AND POSITION CONTROL
Статья посвящена разработке устройства для определения ошибки по частоте вращения в синхронно-синфазном электроприводе.
The article deals with the device for determining the angular speed deviation development for the precise electric drive with rotor speed and position control.
Ключевые слова: электропривод, измерение, прецизионный, угловая скорость, угловое ускорение Keywords: electric drive, measurement, precise, angular speed, angular acceleration
Синхронно-синфазные электроприводы (ССЭ) (рис. 1, где БЗЧ - блок задания частоты, ФР - фазирующий регулятор, ЛУС - логическое устройство сравнения, КУ - корректирующее устройство, ЭД - электродвигатель, БИД - блок импульсных датчиков) находят широкое применение в авиационной и космической промышленности, робототехнике, информационно-измерительной технике и т.д. ССЭ представляет собой совокупность управляемого задающего генератора и одного или нескольких электроприводов с фазовой синхронизацией, которые связаны с задающим генератором только односторонними каналами связи. В подобных системах обеспечивается синхронность вращения каждого исполнительного электродвигателя и стабилизация заданного взаимного углового расположения валов (фазирование).
Рис. 1. Обобщенная функциональная схема синхронно -синфазного электропривода
На сегодняшний день применяются различные способы регулирования ССЭ, некоторые из них требуют определения ошибки по частоте вращения в режимах насыщения электропривода [1, 2, 3].
Целью данной работы является разработка устройства для косвенного определения ошибки по частоте вращения ССЭ.
Для организации квазиоптимального по быстродействию регулирования с предварительным фазированием в режимах насыщения ЛУС необходимо иметь информацию об ошибках по углу Да и по угловой скорости А® в режиме разгона электропривода с фазовой синхронизацией (ЭПФС), служащего основой для построения ССЭ. Для осуществления данного способа используется ССЭ, в состав которого вводится импульсный частотно-фазовый дискриминатор (ИЧФД) (рис. 2) [2], формирующий на выходе два дополнительных сигнала в моменты времени прихода двух импульсов опорной частоты fon между двумя соседними импульсами частоты в канале обратной связи foe и двух импульсов foe между двумя соседним импульсами fon [4], а также блок определения частотного рассогласования (БОЧР) [1, 2,
5, 6].
С помощью БОЧР косвенным образом определяется А® в режимах насыщения ЛУС по формуле, выведенной в [7]. Полученное значение зависит от реального ускорения ЭП, поэтому предлагается дополнительно косвенным образом определять реальное угловое ускорение е [8, 9] и по полученному значению корректировать вычисленное значения А®.
Для этого БОЧР реализуется с помощью цифровой логики: с помощью таймер-счетчика производится подсчет импульсов опорной частоты и их математическая обработка с целью получения значений А® и е, с помощью регистров осуществляется сохранение значений количества импульсов, для дальнейшего расчета в вычислительных устройствах. В
устройстве, кроме того, определяется знак измеряемых величин и период следования импульсов с помощью преобразователя «частота-код».
Описанное устройство позволяет увеличить быстродействие ССЭ за счёт более точного определения ошибки по угловой скорости.
I--------------------------------------1
Рис. 2. Устройство для фазирования вращающегося вала электродвигателя
Работа выполнена в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 14-08-31109 «Улучшение динамических показателей качества регулирования прецизионного электропривода».
Полученные результаты могут быть использованы при проектировании электропривода узлов оптико-механической развертки сканирующих систем.
Библиографический список
1. Бубнов А. В. Способ фазирования синхронно-синфазного электропривода в режимах насыщения логического устройства сравнения с квазиоптимальным по быстродействию регулированием и устройство для его осуществления / А. В. Бубнов, В. А. Емашов, В. В. Попов, Ф. А. Токарев, А. Н. Чудинов // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность. - Омск : ОмГТУ, 2013. - № 2. - С. 203-207.
2. Пат. 2475932 Российская Федерация, МПК Н02Р 5/52, 005Б 13/62. Способ фазирования вращающегося вала электродвигателя и устройство для его осуществления / А. В. Бубнов, А. Н. Чудинов, В. А. Емашов.; заявитель и патентообладатель Омский гос. техн. ун-т. -№ 2011137915/07; заявл.14.09.2011, опубл. 20.02.2013.
3. Бубнов А. В., Емашов В. А., Чудинова А. Н. Квазиоптимальный по быстродействию синхронно-синфазный электропривод для сканирующих систем: монография. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. - 120 с.
4. Пат. 2428785 РФ, МПК Н03Б 13/00. Частотно-фазовый дискриминатор / Бубнов А. В., Бубнова Т. А. ; заявитель и патентообладатель Омский гос. техн. ун-т.- №2010124119/09; заявл. 11.06.2010; опубл. 10.09.2011.
5. Бубнов А. В. Способ фазирования синхронно-синфазного электропривода с квазиоптимальным по быстродействию регулированием и его моделирование в приложении Sim-
пакета программ Matlab / А. В. Бубнов, В. А. Емашов, А. Н. Чудинов // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск : ОмГТУ, 2012. - №. 1. - С. 106-110.
6. Бубнов А.В. Способ фазирования синхронно-синфазного электропривода с оптимальным по быстродействию регулированием / А. В. Бубнов, В. А Емашов, А. Н. Чудинов // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность. - Омск : ОмГТУ, 2011. - № 2. -С. 27-29.
7. Бубнов А.В. Способ косвенного определения ошибки по частоте вращения в электроприводе с фазовой синхронизацией в режиме насыщения логического устройства сравнения /А. В. Бубнов, В. А Емашов, А. Н. Чудинов // Омский научный вестник. - 2011. -№ 1(97). — С. 99-103.
8. Бубнов А. В. Способ определения углового ускорения синхронно-синфазного электропривода / А. В. Бубнов, В. А. Емашов, Е. Ф. Харченко // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск : ОмГТУ, 2012. - № 1. - С. 99-102.
9. Бубнов А.В. Разработка метода косвенного измерения углового ускорения синхронно-синфазного электропривода / А. В. Бубнов, В. А. Емашов, А. Н. Чудинов // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность. - Омск : ОмГТУ, 2013. - № 2. -С. 211-215.
