CS261369B1

CS261369B1 - Wiring for motor speed evaluation

Info

Publication number: CS261369B1
Application number: CS86114A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Vodicka; Vladimir Belecky
Original assignee: Jaroslav Ing Vodicka; Vladimir Belecky
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS11486A1

Abstract

Řešení se týká zapojení pro vyhodnocení rychlosti zejména asynchronních a synchronních motorů s vysokými požadavky na přesnost vyhodnocení rychlosti. Jedná se o vyhodnocení jedné hranioe rychlosti, například u dálkového pásového dopravníku, nebo pro vyhodnocení poklesu rychlosti třecích spojek na kolesovém rypadle. Podstata spočívá v tom, že na první vstup synchronizačního obvodu je připojen referenční kmitočet, úměrný kmitočtu napájecí sítě. Měřený kmitočet ze snímače rychlosti je přiveden jednak na třetí vstup synchronizačního obvodu, jednak na druhý vstup komparátorů kmitočtu. První výstup komparátorů kmitočtu je zaveden na druhý vstup synchronizačního obvodu, jehož výstup je připojen na první vstup komparátorů kmitočtu. Blok přednastavení je přiveden na třetí vstup komparátorů kmitočtu. Zvýšení, Qebo snížení měřeného kmitočtu nad úroveň, nebo pod úroveň přednastaveného kmitočtu je signalizovány druhým výstupem komparátorů kmitočtu. Řešení může být použito například pro vyhodnocení prokluzu dopravního pásu dálkové pásové dopravy, nebo pro vyhodnocení prokluzu drtícího zařízení na drtičích skrývky nebo uhlí.The solution concerns the connection for speed evaluation, especially of asynchronous and synchronous motors with high requirements for speed evaluation accuracy. It concerns the evaluation of one speed limit, for example, in a long-distance belt conveyor, or for the evaluation of the speed drop of friction clutches on a wheel excavator. The essence lies in the fact that a reference frequency proportional to the frequency of the power supply network is connected to the first input of the synchronization circuit. The measured frequency from the speed sensor is fed to both the third input of the synchronization circuit and the second input of the frequency comparators. The first output of the frequency comparators is fed to the second input of the synchronization circuit, the output of which is connected to the first input of the frequency comparators. The preset block is fed to the third input of the frequency comparators. An increase or decrease of the measured frequency above or below the preset frequency level is signaled by the second output of the frequency comparators. The solution can be used, for example, to evaluate the slippage of a long-distance conveyor belt, or to evaluate the slippage of crushing equipment on overburden or coal crushers.

Description

Vynález se týká zapojení pro vyhodnocení rychlosti zejména asynchronních a synchronních motorů s vysokými nároky na přesnost. Jedná se o vyhodnocení jedné hranice rychlosti motoru, například pro vyhodnocení rychlosti dálkového pásového dopravníku nebo pro vyhodnocení poklesu rychlosti třecích spojek na kolesovém rypadle nebo drtiči skrývky.The invention relates to a circuit for speed evaluation, in particular of asynchronous and synchronous motors with high accuracy requirements. This is the evaluation of one speed limit of the engine, for example for evaluating the speed of a long distance conveyor belt or for evaluating the drop speed of friction clutches on a wheeled excavator or crusher crusher.

Známá zapojení využívají při vyhodnocení rychlosti motoru převodníků rychlosti na kmitočet, který se. dále zpracovává různými způsoby.Known connections utilize speed to frequency converters to evaluate the motor speed. further processes in different ways.

Jeden ze způsobů vyhodnocení kmitočtu je analogový. Kmitočet, úměrný rychlosti motorujje převeden na stejnosměrné napětí a to je dále porovnáváno s referenčním napětím, které odpoví dá měřené rychlosti. Tento způsob je nevýhodný vzhledem k nutnosti použití přesných kondenzátorů a regulačních rezistorů, které jsou vždy určitým způsobem teplotně závislé.One way to evaluate the frequency is analog. The frequency proportional to the speed of the motor is converted to a DC voltage and this is further compared to a reference voltage that corresponds to the measured speed. This method is disadvantageous due to the necessity of using precision capacitors and control resistors, which are always temperature-dependent in some way.

Jiný způsob vyhodnocení rychlosti motoru je měření periody kmitočtu, úměrného rychlosti motorujpomocí generátoru referenčního kmitočtu. Pro velký rozsah měřeného kmitočtu zapojení narůstá na složitosti. S rostoucím měřeným kmitočtem klesá přesnost vyhodnocení. Zapojení vyžaduje kmitočtový normál.Another way of evaluating the motor speed is to measure a period of proportional speed to the motor using a reference frequency generator. Because of the wide range of measured frequency, the complexity increases. The accuracy of the evaluation decreases as the measured frequency increases. Wiring requires frequency normal.

Pro měření vyšších kmitočtů se používá zapojení pro vyhodnocení počtu period měřeného kmitočtu po pevně stanovenou dobu. Tento způsob není vhodný pro měření nižších kmitočtů, nebol zde dochází ke zvětšení nepřesnosti vyhodnocení. Také toto zapojení vyžaduje kmitočtový normál.For higher frequencies, a circuit is used to evaluate the number of periods of the measured frequency over a fixed period of time. This method is not suitable for measuring lower frequencies, as the evaluation inaccuracy is increased. This circuit also requires a frequency normal.

Je li požadován velký rozsah měřeného kmitočtu, kombinují se dva poslední popisované způsoby. Kombinované zapojení je značně složité.If a large measuring frequency range is required, the last two methods are combined. Combined wiring is quite complex.

U všech popisovaných zapojení je problém vyhodnocení rych losti motoru převeden na problém vyhodnocení kmitočtu, kdy se referenční napětí nebo referenční kmitočet nebo pevně nastavená doba měření nemění s napájecím kmitočtem mc.oru. Tím jsou všechna popisovaná zapojení už na saiuém počátku zatížena chybou tolerance napájecího kmitočtu, která bývá 1 1% z kmitočtu napájecí sítě. U popisovaných zapojení se navíc přesnost vyhodnocení mění s měřeným kmitočtem.For all the wiring described, the motor speed evaluation problem is converted to a frequency evaluation problem where the reference voltage or reference frequency or the fixed measurement time does not change with the power supply frequency mc.or. As a result, all the connections described above are already affected by a supply frequency tolerance error, which is 11% of the mains frequency. In addition, in the described circuits, the accuracy of the evaluation varies with the measured frequency.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro vyhodnocení rychlosti motoru, jehož podstatou je, že na první vstupThe above drawbacks eliminates the wiring for evaluating the speed of the engine, whose essence is that of the first input

- 2 281 369 synchronizačního obvodu je připojen referenční kmitočet, úměrný kmitočtu napájecí sítě. Měřený kmitočet ze snímače rychlosti je přiveden jednak na třetí vstup synchronizačního obvodu a jednak na druhý vstup komparátoru kmitočtu. První výstup komparátoru kmitočtu je zaveden na druhý vstup synchronizačního obvodu, jehož, výstup je připojen na první vstup komparátoru kmitočtu. Blok přednastavení je přiveden na třetí vstup komparátoru kmitočtu. Zvýšení nebo snížení měřeného kmitočtu nad úroveň, nebo pod úroveň přednastaveného kmitočtu je signalizováno druhým výstupem komparátoru kmitočtu.- 2 281 369 of the synchronization circuit is connected a reference frequency proportional to the frequency of the mains. The measured frequency from the speed sensor is connected to the third input of the synchronization circuit and to the second input of the frequency comparator. The first output of the frequency comparator is applied to the second input of the synchronization circuit, the output of which is connected to the first input of the frequency comparator. The presetting block is applied to the third input of the frequency comparator. Increasing or decreasing the measured frequency above or below the preset frequency is signaled by the second output of the frequency comparator.

Výhodou zapojení je odstranění chyby napájecího kmitočtu při měření rychlostí motorů, úměrných napájecímu kmitočtu. Zapojení je vhodné pro velký rozsah měřených kmitočtů s přesností určenou pouze velikostí referenčního kmitočtu, přičemž přesnost se nemění ani s teplotou okolí, ani s rozsahem měřeného kmitočtu. Zapojení nevyžaduje přesné kondenzátory, regulační rezistory, ani kmitočtový normál.The advantage of wiring is to eliminate the supply frequency error when measuring motor speeds proportional to the supply frequency. The wiring is suitable for a wide range of measured frequencies with an accuracy determined only by the magnitude of the reference frequency, and the accuracy does not change with either ambient temperature or the range of the measured frequency. The wiring does not require precise capacitors, control resistors, or frequency normal.

Na přiloženém výkresu je znázorněno blokové schéma zapojení podle vynálezu.A schematic block diagram according to the invention is shown in the accompanying drawing.

Referenční kmitočet, úměrný kmitočtu napájecí sítě 4^je přiveden na první vstup synchronizačního obvodu 1,. Měřený kmitočet ze snímače 5 rychlosti je přiveden současně na třetí vstup synchronizačního obvodu 1 a na druhý vstup komparátoru 3, kmitočtu, jehož první výstup je zaveden na druhý vstup synchronizačního obvodu 1. Výstup synchronizačního obvodu 1 je pak přiveden na první vstup komparátoru 2 kmitočtu. Výstup bloku 2 přednastavení je přiveden na třetí vstup komparátoru 2 kmitočtu, jehož druhý výstup signalizuje zvýšení ne.bo snížení měřeného kmitočtu nad úroveň, nebo pod úrověň přednastaveného kmitočtu, nastaveném v bloku 2 přednastavení.A reference frequency proportional to the frequency of the mains supply 4 is applied to the first input of the synchronization circuit 1. The measured frequency from the speed sensor 5 is applied simultaneously to the third input of the synchronization circuit 1 and to the second input of the comparator 3, the frequency whose first output is applied to the second input of the synchronization circuit 1. The output of the synchronization circuit 1 is then connected to the first input of the frequency comparator 2. The output of the preset block 2 is applied to the third input of the frequency comparator 2, whose second output signals an increase or decrease of the measured frequency above or below the preset frequency level set in the preset block 2.

Funkce zapojení podle vynálezu je následovná. Pokud bude měřený kmitočet nižší než přednastavený kmitočet v bloku 2 přednastaveni, budou na prvním výstupu komparátoru 2 kmitočtu v pravidelných intervalech impulsy, které uvedou v činnost synchronizační obvod 1. Činnost synchronizačního obvodu 1 spočívá v propuštění referenčního kmitočtu z prvního vstupu synchronizačníhoThe function of the circuit according to the invention is as follows. If the measured frequency is lower than the preset frequency in block 2, the first frequency comparator output 2 will have pulses at regular intervals to actuate the synchronization circuit 1. The operation of the synchronization circuit 1 is to release the reference frequency from the first input of the synchronization.

I obvodu 1 na první vstup komparátoru 2 kmitočtu až do té doby, kdy se po okamžiku impulsu na prvním výstupu komparátoru 2 kmi- 3 261 369 točtu objeví na třetím vstupu synchronizačního obvodu 1 náběžná hrana měřeného kmitočtu. Druhý výstup komparátoru 2 kmitočtu, signalizující zvýšení měřeného kmitočtu nad přednastavitelný kmitočet, je v log. 0.I of the circuit 1 to the first input of the frequency comparator 2, until after the moment of the impulse on the first output of the comparator 2 of the frequency 23 261 369 the turning edge appears on the third input of the synchronization circuit 1. The second output of the frequency comparator 2, signaling the increase of the measured frequency above the preset frequency, is in log. 0.

Zvýší-li se nyní měřený kmitočet nad přednastavitelný kmitočet, který je nastaven v bloku 2 přednastavení, nebude již první výstup komparátoru 2 kmitočtu dávat impulsy a nebude uveden v činnost ani synchronizační obvod 1. Synchronizační obvod 1 již nebude očekávat náběžnou hranu měřeného kmitočtu, ale bude trvale propouštět referenční kmitočet na první vstup komparátoru 2 kmitočtu. V tomto případě tedy nedochází k synchronizaci synchronizačním obvodem 1. Komparátor 2 kmitočtu zajistí přesnost měření tím, že po první shodě měřeného kmitočtu a přednastaveného kmitočtu v bloku 2 přednastavení dochází k novému cyklu měření, který začíná vždy náběžnou hranou měřeného kmitočtu. Po prvním zvýšení měřenéhoJmitočtu za hranici přednastaveného kmitočtu dojde k překlopení druhého výstupu komparátoru 2 kmitočtu do stavu log. 1.If the measured frequency now rises above the preset frequency set in preset block 2, the first output of the frequency comparator 2 will no longer give pulses and the synchronization circuit 1 will no longer operate. The synchronization circuit 1 will no longer expect the rising edge of the measured frequency, will continuously pass the reference frequency to the first input of the frequency comparator 2. Thus, in this case, the synchronization circuit 1 does not synchronize. The frequency comparator 2 ensures the accuracy of the measurement by a new measurement cycle after the first match of the measured frequency and the preset frequency in the presetting block 2, starting always with the rising edge of the measured frequency. After the first increase of the measured frequency beyond the preset frequency limit, the second output of the frequency comparator 2 is switched to the log state. 1.

Snížením měřeného kmitočtu pod hranici přednastaveného kmitočtu se na prvním výstupu komparátoru 2 kmitočtu objeví impuls, který opět uvede v činnost synchronizační obvod 1. Druhý výstup komparátoru 2 kmitočtu se současně překlopí do stavu log. 0.By decreasing the measured frequency below the preset frequency limit, a pulse appears at the first output of the frequency comparator 2, which in turn triggers the synchronization circuit 1. The second output of the frequency comparator 2 is simultaneously switched to log. 0.

Výstupem bloku 2 přednastavení jsou logické úrovně log. 0 nebo log. 1, které odpovídají přednastavenému kmitočtu. Synchronizační obvod 1 a komparátor 2 kmitočtu jsou sestaveny z logických integrovaných obvodu, tvořících kombinační a sekvenční obvody.The output of preset block 2 is logical log levels. 0 or log. 1, which correspond to a preset frequency. The synchronization circuit 1 and the frequency comparator 2 are composed of logic integrated circuits forming combinational and sequential circuits.

Vzhledem k tomu, že referenční kmitočet je úměrný napájecímu kmitočtu motoru, je anulována chyba tolerance napájecího kmitočtu pro vyhodnocení rychlosti motorů, jejichž otáčky joou závislé na napájecím kmitočtu. Přesnost vyhodnocení rychlosti motorů, je* jichž rychlost je úměrná napájecímu kmitočtu/je dána pouze velikostí referenčního kmitočtu. Přesnost bude tím vyšší, čím vyšší bude referenční kmitočet.Since the reference frequency is proportional to the supply frequency of the motor, the supply frequency tolerance error is canceled to evaluate the speed of the motors whose speed is dependent on the supply frequency. The accuracy of the speed evaluation of motors whose speed is proportional to the supply frequency / is given only by the magnitude of the reference frequency. The accuracy will be higher the higher the reference frequency.

Zapojení podle vynálezu lze použít i pro vyhodnocení rychlosti motorů, jejichž otáčky nejsou závislé na kmitočtu. Přesnost vyhodnocení rychlosti bude v tomto případě zatížena tolerancí referenčního kmitočtu. Zapojení je možno použít pro vyhodnocení prokluzu dopravních pásů dálkové pásové dopravy.The circuit according to the invention can also be used to evaluate the speed of motors whose speed is not frequency dependent. In this case, the accuracy of the speed evaluation will be burdened by the reference frequency tolerance. Wiring can be used to evaluate slippage of conveyor belts of long-distance belt conveyor.

Claims

A circuit for evaluating the motor speed, characterized in that a power supply line (4) is connected to the first input of the synchronization circuit (1), while the output of the speed sensor (5) is connected simultaneously to the third input of the synchronization circuit (1) and to the second input of the comparator. 3) a frequency, wherein the first input of the frequency comparator (3) is outputted by the synchronization circuit (1), the second input of which is connected to the first output of the frequency comparator (3), while the preset block (2) is connected to the third input of the comparator (3) ) Frequency »