PL153812B1 - Układ sterowania prędkością obrotów silnika prądu stałego z magnesami trwałymi przez mikrokomputer - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	153 812
Patent dodatkowy do patentu nr---
	Zgłoszono: 86 θ? Ol /P· 260387/
	Pierwszeństwo -—	Int. Cl.5 H02P 7/29
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 88 05 12
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29

Twórcy wynalazku: Józef Dymicki, Jan Jedliński, Witold Mróz, Waldemar Oleksiuk

Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa /Polska/

UKŁAD STEROWANA PRĘDKCOCIĄ OBROTÓW SILNIKA PRĄDU STAŁEGO Z MAGNESSA1I TRWAŁYMI PRZEZ MIKROKOMPUTER

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania prędkością obrotów silnika prądu stałego z mc^r^^sai. trwałymi przez mikrokomputer.

Znany Je3t układ sterowania przez mikrokomputer silnikiem prądu stałego, w którym .

wartość zadanej prędkości podawana jest przez mikrokomppuer w postaci liczby binarnej. Wartość ta po na sygnał analogowy porównywana jest z prędkością z silnika i korygowana jest za pomocą pętli sprzężenia zwrotnego. Ten układ sterowania silnk^m prądu stałego zawiera regulator analogowy, którego jedno wajście połączone jest poprzez przetwornik cyfrowo analogowy z mikrokomputerem. Drugie weeście tego regulatora połączone jest z prądnicą tachomeeryczną. Silnik połączony jest z wyjściem regulatora i prądnicą tachomeiΓycznę. Sposób ten ma tą wadę, że mikrokompuuer nie zna rzeczywistej prędkości silnika.

W układzie według wynalazku drugie wyjście układu sterującego połączone jest z wejściem licznika rewersyjnego a jego drugie weeście połączone jest z wejściem STB mikrokomputera. Trzecie weeście układu sterującego połączone jest z wyjściem licznika rewersyjnego.

Silnik połączony jest także z przetwornikem obrotowo impulsowym, którego wyyście połączone jest z wejśceem zegarowym licznika. Weeście sterujące tego licznika połączone jest z wyjściem układu sterującego czasem pomiaru prądkości obrotowej Jedno weeście tego układu sterującego połączone Jest z wejściem STB mlkrokomiuteΓa, a drugie jego weeście połączone jest z wyjściem drugiego licznika, które to wyyścle dołączone jest do weeścia ACK mikrokomputera. Weeście zerujące obu lcczników połączone są do wyyścia STB mikrokomputθΓa. Wyyścia licznika i weeścia wpisujące licznika rewersyjnego połączone sę z szyną danych miirokomputira

Układ sterujący odmierzaniem długości Impulsu ma na swym wejściu weeście elementu NIE i Jedno weeście pierwszego elementu I. Na drugim weeściu ma weeście przygotowujące S

153 812

153 812 przerzutnika RS· Na trzecim wejściu ma wejście przygotowujące R tego przerzutnika. Orugie wejście pierwszego elementu I połączone jest z wyjściem przerzutnika i z drugim wyjściem układu sterującego. Wyjście pierwszego elementu 1 połączone jest z pienvszym wejściem drugiego i trzeciego elementu I. Drugie wejście drugiego elementu I połączone jest do wyjścia elementu NIE, a drugie wejście trzeciego elementu I połączone jest do wejścia tego elementu. Wyjście drugiego i trzeciego elementu I połączone są poprzez trensoptory do wyjścia tego układu sterującego. Układ sterujący czasem pomiaru prędkości obrotowe,] stanowi przerzutnik RS·

Rozwiązanie według wynalazku pozwala mikrokomputerowi kontrolować aktualną chwilową prądkość silnika, ^wlniejąc go od zliczania impulsów z przetwornika obrotowo impulsowego Jak i odmierzania długości impulsu.

Układ według wynalazku zawiera tanie i dostępne układy scalone, a przetwornik obrotowo impulsowy ma większą żywotność i mniej obciąża silnik dzięki mniejszej bezwładności niż prądnica tachommjryczna.

Wynnlazek jest bliżej objaśniony przykaadowo na podstawie rysunku przedstawiającego schemat blokowy układu sterowania przez mikrokompuuer prędkością obrot:ów silnika prądu stałego z magnesami trwałymi napędzającego wirówkę w urządzeniu do nakładania jmuulji światłoczułej na płytki krzemowe.

Silnik S połączony jest z zasilaczem Z poprzez w^j^mar^nacz mocy WM. Do wejścia tego wzmmaciacza podłączony jest układ sterujący US1 odmierzaniem długości impulsu· Układ sterujący zawiera przerzutnlk RS PI, którego wyyście połączone jest z drugim wejściem elementu 1 Bl· Pierwsze jego wejście połączone jest do wyjścia mikrokommutera· Wyyście tego elementu Bl połączone Jest z jednym wejściem dwóch elementów 1 B2, B3. Drugie wejście drugiego elementu I B2 połączone jest z wyjściem elementu NIE N, a drugie wejście trzeciego elementu I B3 połączone Jest z wejściem tego elementu NIE N. Wyyścia drugiego i trzeciego elementu I B2, B3 połączone są poprzez tranzystory T01, TO2 do wejścia wzbu^^iczi mocy WM. Drugie wejście plew szego elementu I Bl połączone jest z wejściem licznika rewersyjnego LR· Wejście przygotowujące R przerzutnika PI połączone jest z wyjściem licznika LR, a wejście przygotowujące S połączone jest z wejściem STB i-krokoi^pput^j^ła.

Silnik S połączony jest z wejściem przetwornika obrotowo impulsowego W>L, którego wyjście połączone jest z wejściem zegarowym Z licznika L· Wyyście sterujące tego licznika L połączone jest z wyjściem układu sterującego US2 czasem pomiaru prędkości obrotowej. Ten układ US2 utworzony jest przez przerzutnlk RS. Wejście przygotowujące S połączone jest z wyjściem STB a wejście przygotowujące R połączone jest do wyyścia drugiego licznika LS, które połączone jest z wejściem ACK U-krokomputire. Wejścia zerujące R obu mcznkków LS, L połączone są z wyjściem STB mikrokommutera·

Przed uruchomieniem silnika sygnałem K ^k^^mpi-uer ustala, na które gałęzie mostkowego wzmmαniαnzα mocy będą podawane impulsy zasilające, a więc jaki będzie kierunek obrotów silnika. Natomiast sygnałem BL mikrokompij uer odblokowuje podawanie impulsów· Po wpisaniu do licznika LR długości impulsu zasilającego sygnałem na ^^^jści^u STB powoduj wyzerowanie liczników LS i L oraz ustawienie przerzutników PI, US2. Teraz mikrokomputer zajmuje się obliczanemu następnej wartości długości impulsu sterującego. Sygnał z wyyścia przerzutnika PI odblokowuje element I Bi. z przerzutnika US2 odblokowuje impulsy z przetwornika MPL na licznik L·

Po dojściu do zera licznika LR przejawia się aktywny stan na który zeruje przerzutnlk

Pi. Powoduje to zablokowanie elementu Bl, a tym samym wejścia licznika rewersyjnego LR oraz wyłączenie wzmmaclacza WM.

Zliczenie przez licznik LS odpowiedniej liczby Impulsów zegarowych uaktywnia sygnał na wejściu ACK mikrokommPtθΓa· Powoduje to wyzerowanie przerzutnika US2, a więc zakończenie zliczania przez licznik L oraz uruchomienie systemu przewań mikrokoumutθra· Mikrokompuuer odczytuje prędkość silnika S z licznika L, wpisuje długość impulsu zasilającego do licznika rewersyjnego LR i uaktywnia sygnał na wyjśnit STB. Cykl sterowania powtarza się z okresem wyznaczonyu przez licznik LS czas odczytu i wpisania· Tak więc na silnik S podawane jest napięcie z zasilacza w czasie od startu licznika LR do osiągnięcia stanu zerowego, co odpowiada długości impulsu obliczonej przez mikrokompiner na podstawie ilości impulsów przychodzących w stałym czasie z przetwornika WL. W celu zapewnienie stałości okresu impulsów zlsilaJęcych

153 812 mikrokomputer oblicza długość następnego impulsu zasilającego nie bezpośrednio po odczytaniu aktualnej prędkoścC, ale po wpisaniu do licznika LR przechowywanej w pamięci liczby obliczonej dla poprzednio odczytanej prędkości i po wystartowaniu licznika LR·

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1· Układ sterowania prędkością obrotów silnika prądu stałego z magnesami trwałymi przez mikrokommpter, w którym silnik połączony jest z zasilaczem poprzez wzmmaciacz mocy, który sterowany jest z mikrokomputera poprzez układ sterujący odmierzaniem długości impulsu zasilającego, znamienny tym, że drugie wyjście układu sterującego połączone jest z wejściem licznika rewersyjnego /LR/, który ma drugie wceście połączone z wyjściem STB mikrokomppuera, a trzecie wejście układu sterującego /US1/ jest połączone z wyjściem licznika rewereyjnego, zaś silnik /S/ połączony jest z przetwornikeci obrotowo impulsowym /MPL/, którego wyjście połączone jeet z wejściem zegarowym licznika /L/, zaś weeście sterujące tego licznika /L/ połączone jest z wyjściem układu sterującego /US2/ czasem pomiaru prędkości obrotowoe, którego jedno wejście połączone Jest z wyjściem STB mikrokommuteΓa, a drugie jego wejście połączone jest z wyjściem drugiego licznika /LS/, które to wyjście dołączone Jest do wejścia ACK mikrokompuuera, a weeścia zerujące obu lccznkków /L, LS/ połączone są do wyjścia STB mikrrkrmpptera oraz wyyścia licznika /L/ jak i wyyścia wpisujące licznika ^wersyjnego /LR/ połączone są z szyną danych mikrokomppuera /Z1, US/·
2. 2· Układ według zastrz.l, znamienny tym, że układ sterujący /US1/ odmierzaniem długości impulsu zαβilaąęcegr ma na swym wejściu ^^.śc!. elementu NIE /N/_t jedno wceście pierwszego elementu i/Bl/, zaś na drugim swym wejściu ma wejście przygotowujące S przerzutnika RS /Pl/, a na trzecim swym wejściu ma wceścle przygotowujące R tego przerzutnika /Pl/, przy czym drugie weeście pierwszego elementu i /Bl/ połączone jest z wyjśceem przerzutnika /Pi/ i z drugim wyjściem układu, zaś ^^^jście tego elementu i /<81/ połączone jest z pierwszym wejśce^m drugiego i trzeciego elementu i /B2, B3/, a drugie wejście drugiego elementu i /B2/ połączone jest z wyjściem i drugie wceście trzeciego elementu i /B3/ połączone jest z wejściem elementu NIE /N/, przy czym wyjścia drugiego i trzeciego elementu i /B2, B^/ połączone są poprzez transoptory /T01, T02/ do wyyścia układu.
3. 3· Układ według zastrz.l, znamienny tym, że układ sterujący czasem pomiaru prędkości obrotów /US2/ stanowi przerzutnik RS·

   153 812

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł