10.2.3. Цифровые датчики тока

Для реализации обратной связи по току необходимы быстродействующие прецизионные датчики тока, обеспечивающие гальваническую развязку силовых цепей и цепей управления. Наиболее просто датчик тока реализуется не основе шунта, включаемого последовательно в цепь измеряемого постоянного тока. Для потенциального разделения входных и выходных цепей датчика напряжение, снимаемое с шунта, преобразуется в переменное с помощью модулятора. Переменное напряжение, модулированное по амплитуде, через ячейку гальванической развязки поступает на вход усилителя. Затем оно с помощью демодулятора преобразуется в постоянное напряжение. Пульсирующее напряжение на выходе демодулятора сглаживается фильтром и поступает на вход преобразователя напряжение-код. В качестве первичных датчиков тока могут быть использованы также магнитодиоды или датчики Холла, включенные по различным схемам, что дает возможность повысить их чувствительность и линейность. Однако общую инерционность датчиков тока уменьшить сложно. Действительно, за счет модуляции напряжения на высокой частоте (29÷30 кГц) в таких датчиках удается уменьшить постоянную времени фильтра. Однако необходима фильтрация собственных пульсаций тока якоря, которая осуществляется на частоте ШИМ двигателя, как правило, не более 10 кГц, что и ограничивает быстродействие датчика.

Для повышения быстродействия целесообразно регистрировать не среднее за период регулирования, а мгновенное максимальное и минимальное значения тока якоря, и по ним рассчитывать интересующее нас среднее значение тока. Такой путь рационален еще и потому, что во многих случаях регулирование тока в процессе управления приводом не нужно, а требуется только его ограничение.

10.3. Особенности формирования сигналов управления приводом с помощью микропроцессора

10.3.1. Формирование сигналов управления коммутацией секций вд

В безредукторном приводе угловое перемещение исполнительного органа соответствует углу поворота ротора. Поэтому, если в качестве исполнительного двигателя следящей системы используется ВД, для управления коммутацией секций можно воспользоваться информацией с датчика угла главной обратной связи, построенного по схеме рис. 10.3, исключив ДПР. Так как информация о положении ротора относительно статора представляется в виде двоичного кода, необходимо лишь разработать алгоритм формирования импульсов управления коммутацией секций микропроцессором. Для этого вспомним функции логического преобразования сигналов ДПР, изложенные в п. 5.2.4. Там показано, что задачей логического преобразователя является формирование импульсов управления ключами инвертора в соответствии с заданным алгоритмом коммутации секций, который задается в виде матрицы управления ключами инвертора, например, выражениями (5.9), (5.12), (5.14), (5.15). Непосредственно из этих уравнений нетрудно записать условия, при которых управляющие сигналы y и z должны принимать единичные значения. Так при шеститактной коммутации трехсекционного ВД при подключении на каждом МКИ двух секций в соответствии с матрицей (5.9) имеем номер фазы преобразователя напряжения (инвертора)

(10.5 а, б)

k=1,2,3 – числа натурального ряда, обозначающие номер такта коммутации.

Аналогично можно получить логические уравнения для формирования импульсов управления коммутацией для других способов. Причем задача формирования упростится, если частота импульсов заполнения счетчика fс будет кратной тактности коммутации Nk, числу пар полюсов двигателя pд и частоте возбуждения фазовращателя fс, т.е. определяется соотношением

(10.6)

fз=fсNkpr,

где r – произвольное целое число, кратное 2h. В этом случае на каждом временном интервале, соответствующем угловой длительности МКИ, укладывается целое число импульсов частоты заполнения, и ошибка определения точки коммутации от дискретности измерения угла будет отсутствовать.