Устройство для управления электроприводом механизма поворота

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546520/24-07 (22) 31.01.83 (46) 30.04.84. Вюл. 9 16 (721 В.И.Ключев, В.Н.Остриров и У.A.Ìàòååâ (71) Московский ордена Ленина н ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621. 316. 718. 5 (088.8) (56) 1. Ключев В.И., Терехов В.М.

Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М., "Энергия", 1980, с. 360.

2. Авторское свидетельство СССР

9 412358, кл. E 02 F 9/20, 1974. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА, содержащее последовательно соединенные командоаппарат, регулятор на„„SU„„1089745 А

ЗСЯ) Н 02 P 5 06 Е 02 F 9/20 пряжения, звено ограничения), интегральный регулятор тока и управляемый преобразователь, выход которого предназначен для подключения к якорным цепям электродвигателей, датчик напряжения, соединенный с регулятором напряжения, о т л и ч аю щ е е . с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены йелинейный элемент с зоной нечувствительности, вход которого подключен к выходу звена ограничения, дифференцирующая цепочками реле времени, управляющий вход которого через дифференцирующую цепочку сое— динен с командоаппаратом а выход—

С с нелинейным элементом с зоной не- щ чувствительности и с неинвертирующим входом интегрального регулятора тока.

108974:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов поворота одноковшовых и роторных экскаваторов. отвалообразователей, кранов и других машин, имеющих относительно большие значения приведенных к валу двигателя зазоров механических передач и моментов инерции механизма, во много раз (10 и более > превышающих моменты инерции двигателей.

Известно устройство управления электроприводом механизма поворота, содержащее последовательно включенные управляемый преобразователь и двигатели постоянного тока в силовой части электропривода. В системе управления имеются последовательно включенные между собой командоаппарат, регулятор напряжения, звено ограничения и интегральный регулятор тока, выход которого подключен к входу управляемого пресбразователя. В устройство входит также датчик тока якоря электродвигателей, выход которого подключен к входу звена ограничения (1)., Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает ограничение динамических нагрузок в процессе выбора зазоров механических передач злектропривода.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для управления .электроприводом механизма поворота, содержащее последовательно соединенные командоаппарат, регулятор напряжения, звено ограничения, интегральный регулятор тока и управляемый преобразователь, выход которого предназначен для подключения к якорным цепям электродвигателей, датчик напряжения, соединенный с регулятором напряжения. Кроме -, îãî,,устройство 45 содержит пороговый элемент и ключ.

В устройстве уровень отсечки сигнала звена ограничения имеет две существенно отличные величины, а максимальный выходной сигнал звена огра-5Q ничения в таких схемах определяет величину максимально допустимого ускорения электродвигателей. При вращении электродвигателей в зазоре звено ограничения имеет минимальный 55 уровень отсечки и двигатели разгоняются c мMиHнHиHмMа л ь нH>ы>м M у сoкKоoрpеeнHиHеeмM. После окончания выбора зазоров устройство скачком вводит наибольший уровень отсечки, обеспечивая тем самым рабочее ускорение электродвигателей (2).

Переключение уровня отсечки осуществляется ключом, управляемым в функции тока якоря двигателей через 65 пороговый элемент, определяющий

TGK переключения ускорения двигателей. При малых токах якоря ускорение ограничено манимальной величиной, а при токах, близких к стопорной величине (более 0,53 „), устанавливается рабочее ускорение.

В указанном классе электроприводов возможны малые статические токи (0,17 >,>)ртчего в установившихся режимах, когда ток якоря снижается до величины тока переключения, производятся те же операции, что и при выборе зазоров, т.е. вводится дополнительное ограничение на ускорение, а значит снижается быстродействие электропривода.

Кроме этого, для электроприводов, явления параметрического резонанса в которых возникают при переходных процессах, колебания тока якоря могут достигать такой величины, что при выбранном уже зазоре устройство произведет снижение ускорения электродвигателей. Это вызовет не только снижение производительности, но и задержку работы электропривода на скоростях, близких к резонансным.

Цель изобретения — повышение надежности устройства управления электроприводом механизма поворота.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электроприводом механизма поворота, содержащее последовательно соединенные командоаппарат, регулятор напряжения, звено ограничения, интегральный регулятор тока и управляемый преобразователь, выход которого предназначен для подклюЧения к якорным цепям электродвигателей, датчик напряжения, соединенный с регулятором напряжения, дополнительно введены нелинейный элемент с зоной нечувствительности, вход которого подключен к выходу звена ограничения, дифференцирующая цепочка и реле времени, управляющий вход которого через дифференцирующую цепочку соединен с командоаппаратом, а выход — с нелинейным элементом с зоной нечувствительности и с неинвертирующим входом интегрального регулятора тока.

На чертеже дана электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные командоаппарат 1, регулятор 2 напряжения, звено 3 ограничения. интегральный регулятор

4 тока и управляемый преобразователь 5, выход которого предназначен для подключения к якорным цепям электродвигателей 6 и 7. датчик 8 напряжения соединенный с регулятором 2 напряжения, нелиней1089745

20

30

50

60

65 ный зле лент 9 с зоной нечувствительности, вход которого подключен к выходу звена 3 ограничения.

Хроме того, н устройство введены дифференцирующая цепочка 10 и реле 11 времени, управляющий вход которого через дифференцирующую цепочку 10 соединен с командоаппаратом 1, а выход соединен с нелинейным элементом с зоной нечувствительности и с неинвертирующим входом интегрального регулятора тока.

Устройство работает следующим образом.

Так как звено 3 ограничения осуществляет алгебраическое суммирование сигнала задания на ток и сигнала обратной снязи по току якоря. то на его выходе в пределах линейной части его характеристики "Входвыход", выделяется величина, пропорциональная ошибке регулирования тока якоря.

Поскольку регулятор 4 тока якоря интегральной и контур регулирования тока является астатическим. то статическая ошибка регулирования тока равна нулю и на входе регулятора 4 тока присутствует только динамическая ошибка. Таким образом, звеном

3 ограничения выделяется только динамическая ошибка регулирования тока якоря.

Известно, что динамическая ошибка регулирования тока якоря прямо пропорциональна ускорению электродвигателя и обратно пропорциональна моменту инерции маховых масс, механически связанных с валом двигателя. Если поддерживать ускорение электродвигателя в течение всего переходного процесса неизменным, то при зацеплении вала двигателя с маховыми массами механизма для данного класса злектроприводов динамическая ошибка уменьшится минимум в

10 раз.

Зона нечувствительности характеристики "Вход-выход" нелинейного элемента 9 устанавливается примерно равной сигналу задания на регулятор 4 тока, требуемому для обеспечения максимального рабочего ускорения. Сигнал динамической ошибки с выхода звена 3 ограничения поступает по основному каналу управления на инвертирующий вход, а по дополнительному каналу управления через нелинейный элемент 9 — на неинвертирующий вход регулятора 4 тока, причем коэффициент усиления регулятора по неинвертирующему входу устанавливается равным или больше коэффициента усиления по инвертирующе- му входу. Чем больше коэффициент усиления по неиннертирующему входу, тем меньше ускорение двигателя при выборе зазоров в механизме.

Любое управляющее воздействие, воспринимаемое системоЯ управления электропривода приводит к значительному изменению сигнала на входе контура тока, что выводит звено 3 ограничения в насыщение. Сигнал динамической ошибки при этом в несколько раз превышает ширину зоны неч,вствительности нелинейного элемента 9.

На вход регулятора 4 тока поступают сигналы по инвертирующе лу и неинвертирующему входам, разность их обеспечивает постоянный минимальный темп изменения ЭДС управляемого преобразователя и, следовательно, ускорение двигателеЯ в течение всего процесса выбора зазорон.

В момент зацепления вала последнего находнншегося в зазоре двигателя с маховыми массами механизма происходит уменьшение динамической ошибки, звено 3 ограничения выходит из насыщения, сигнал на неинвертирующем входе регулятора 4 тска уменьшается и перестает проходить совсем, когда его величина становится меньше ширины эоны нечувствительности нелинейного элемента 9. Таким образом, дополнительное ограничение ускорения электродвигателей снимается °

В установившихся режимах сигнал динамической ошибки равен кулю и ложное введение дополнительного огра ничения на ускорение электродвигателя исключено.

Однако для обеспечения гарантии от ложного снижения ускорения электродвигателей при резонансном усилении колебаниЯ тока цепь между выходом нелинейного элемента 8 и неиннертирующи л входом регулятора 7 тока в устройстве разрывается контактом реле 11 времени.

Поскольку процесс выбора зазорон возможен только после изменения задания на вход эгектропринода н устройстве, сигнал на выходе командоаппарата 1 дифференцируется цепочкой 10 и приводит к .мгновенному включению реле 11 времени, т.е. к замыканию его нормально открытого контакта н цепи нелинейного элемента 9, который, таким образом, оказывается подготовленным к работе.

С выдержкой времени, соответствующей наиболее длительному процессу выбора зазоров, контакт реле вновь размыкается. Если в переходном процессе колебания тока якоря будут настолько велики, что сигнал динамической ошибки выйдет эа пределы зоны нечувствительности элемента 9, 1089745

Составитель М.Кряхтунова

Редактор М.Ткач Техред Т.Дубинчак 1(орректор Л.Пилипенко

Заказ 2951/54 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 то и в этом случае он не сможет пройти иа вход регулятора 4 тока и вызвать уменьшение ускорения двигателей там, где этого не требуется делать.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности работы злектропривода путем нсключейия ложного срабатывания и уменьшения динамических нагрузок.