Позиционный электропривод производственного механизма

 

ПОЗИВДОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженный датчиками скорости и положения и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем , связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к блоку задания перемещений через арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения производительности механизма при заданной точности отработки перемещеггий, в него введены блок ограничения, два ключа, дополнительный цифроаналоговый преобразователь и блок задания сигнала коррекции, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, управляющим входом О) связанный с выходом регулятора скорости , дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу блока ограничения , другим входом и выходом соединенного соответственно с выходом и входом регулятора положения, при этом ел второй ключ своим выходом подключен к третьему входу арифметического устройства, а информационным и уп4;: равляющим входами соответственно к выходу блока задания сигнала коррекции и к выходу датчика тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1145440

4(1)) Н 02 Р 5/06

ЪЯ Д. ф а )

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"а юю - „

-1 а, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3668282/24-07 (22) 24. 11. 83 (46) 15. 03.85. Бюл. Р 10 (72) В.Е. Неймарк, М.Я. Пистрак, Н,В. Березкина и M.Ï. Иоффе (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промьпнленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 62 I ..316.718.5(088.8) (56) 1. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е., Пистрак. N.ß., Слежановский О.В. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. М., нЭнергиян, 1970.

2. Слежановский О.В., Бирюков А.В., Хуторецкий В.М. Устройства унифицирования блочной системы регулирования дискретного типа (УБСР-Д). М., "Энергия", 1975. (54)(57) ПОЗИПИОННЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА, содержащий электродвигатель постоянного

-тока, снабженный датчиками скорости и положения и соединенный через датчик тока с. тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к блоку задания перемещений через арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппення производительности механизма при заданной точности отработки перемещений, в него введены блок ограничения, два ключа, дополнительный цифроаналоговый преобразователь и блок зада†ния сигнала коррекции, выход кото— рого через последовательно соединенные первый ключ, управляющим входом связанный с выходом регулятора скорости, дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу блока ограничения, другим входом и выходом соединенного соответственно с выходом и входом регулятора положения, при этом

I второй ключ своим выходом подключен к третьему входу арифметического устройства, а информационным и управляющим входами соответственно к выходу блока задания сигнала коррекции и к выходу датчика тока. т 145440

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления приводами, выполняющими перемещение исполнительного вала производственного механизма на заданную величину при высоких требованиях к точности отработки задания, например для привода механизмов валковой подачи линий поперечного реза рулонной стали, приводов вспомо-1р гательных механизмов прокатных станов и т,п, Известен позиционный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, последовательно включенные регуляторы положения, скорости и тока двигателя, в котором происходит сравнение на входе регулятора положения сигналов заданного и действительного пути перемещения .механизма f1) .

Недостаток электропривода — относительно невысокая точность отработки перемещения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является позиционный электропривод производственного механизма, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженныи датчиками скоростии положения О и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к блоку задания перемещений че35 рез арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с

40 регуляторами скорости и тока (2) .

Однако для ликвидации перерегулирования, обусловленного чистым запаздыванием реакции тиристорного преобразователя, уменьшают коэффициент

g$ усиления регулятора положения. Вследствие этого при заданной точности время цикла отработки перемещений увеличивается, что снижает производительность механизма.

Цель изобретения — повышение производительности механизма при заданной точности отработки перемещений.

Поставленная цель достигается тем, что в позиционный электропри- . вод производственного механизма, со держащий электро)тривод постоянного тока, снабженный датчиками скорости и положения и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем„ вход которого подключен к блоку заданий перемещений через арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, введены блок огра— ничения, два ключа, дополнительный . цифроаналоговый преобразователь и блок задания сигнала коррекции, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, управляющим входом связанный с выходом регулятора скорости, дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу блока ограничения, другим входом и выходом соединенного соответственно с выходом и входом регулятора положения, при этом второй ключ своим выходом подключен к третьему входу арифметического устройства, а информационным и управляющим входами соответст венно — к выходу блока задания сигнала коррекции и к выхоцу,цатчика тока.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода, Позиционный электропривод производственного механизма содержит электродвигатель 1 постоянного тока, снабженный датчиком 2 скорости и датчиком 3 положения и соединенный через датчик 4 тока с тиристорным преобразователем 5, связанным через регулятор 6 тока, регулятор 7 скорости и регулятор 8 положения с цифроаналоговым преобразователем 9, вход которого подключен через арифметическое устройство 10, второй вход которого связан с датчиком 3 положения, к блоку 11 задания перемещений. Арифметическое устройство 10 и цифроаналоговый преобразователь 9 образует цифровую часть системы.

Выходы датчика 2 скорости и датчика 4 тока соединены соответственно с регулятором 7 скорости и регулятором 6 тока. Электропривод содержит также последовательно соединенные блок 12 задания сигнала коррекции, первый ключ 13, управляющим входом связанный с выходом регулятора 7 скорости, дополнительный цифроанало1145

3 говый преобразователь 14 усилитель 15, подключенный к первому входу блока 16 ограничения, другим входом и выходом подключенного соответственно к выходу и входу регулятоБ ра 8 положения, а также второй ключ 17, выходом связанный с третьим входом арифметического устройства

10, информационным и управляющим .входами соответственно — с выходом блока 12 задания сигнала коррекции и датчиком 4 тока. Датчик 4 тока, регуляторы 6, 7 и 8 тока, скорости и положения, усилитель 15, блок 16 ограничения могут быть выполнены на элементах унифицированной блочной системы регуляторов, В качестве датчика 2 скорости может использоваться тахогенератор постоянного тока, а в качестве датчика 3 положения может применяться дискретный фотоэлектрический дат1 чик перемещения. Блоки 11 и 12 задания, арифметическое устройство 10, цифроаналоговые преобразователи (преобразователь код-напряжение) 9 и 14, ключи 13 и 17 могут выполняться на элементах унифицированной блоч" ной системы регулирования дискретного типа и логических элементах серии Т или И.

В качестве элементной базы цифровой части системы можно также использовать комплекс микросредств управляющей вычислительной техники.

Позиционный электропривод работает следующим образом.

В момент запуска электропривода на очередной цикл на первый вход 1п арифметического устройства 10 поступает с выхода блока 11 задания перемещения сигнал, пропорциональный величине S+ заданного перемещения механизма. Одновременно на второй вход арифметического устройства 10 через ключ 13 поступает с обратным знаком формируемый в блоке 12 сигнал коррекции 3 5 пропорциональный произведению значения наибольшей скорос- б ти перемещения механизма на максимальное значение времени запаздывания реакции тиристорного преобразователя 5. Таким образом, на первом этапе процесса происходит отработка у перемещения Б - 8S+. При этом на входе арифметического устройства 10 сравнивают сигналы заданного S --а S и

440 4 и дейс твительно го 8 пути перемещения, измеренного датчиком 3 положения, Сигнал управления с выхода арифметического устройства 10 через цифроаналоговый преобразователь 9 и регулятор 8 положения поступает на вход регулятора 7 скорости, где сравнивается с сигналом действительной скорости, измеряемой датчиком 2.

Сигнал с выхода регулятора 7 поступает в качестве сигнала задания на один из входов регулятора 6 тока, на второй вход которого приходит сигнал обратной связи от датчика 4 тока.

Под действием выходного напряжения регулятора 6 растет напряжение тиристорного преобразователя 5 и электродвигатель 1 разгоняется с заданным током. В момент равенства значения недоработанного пути перемещения исполнительного вала половине отношения квадрата его скорости к ускорению результирующий сигнал на входе регулятора 7 обращается в ноль, меняет свой знак, что приводит к смене знака сигнала задания тока. При этом открывается ключ

17, формируемый в блоке 12 сигнал коррекции поступает на вход цифроаналогового преобразователя .14, далее усиливается и поступает на вход блока 16 ограничения, в результате чего происходит ограничение выхода регулятора 8 положения до величины

Прл, определяемой выражением

Прп = сЬ К ь< Крп, где К вЂ” коэффициент цифроаналогового преобразователя, В/ед;

Kpp — коэффициент усиления линейной части регулятора положения.

В момент, когда под действием указанной смены знака задания ток электродвигателя 1 изменяет свой знак, ключ 13 запирается и сигнал задания. на входе арифметического устройства 10 увеличивается на величину dS-.

Время чистого запаздывания тиристорного преобразователя представляет случайную величину, распределенную в интервале от 0 до 1 . Поэтому, если команда на торможение привода подана в момент, соответствующий с- смаксимальному запаздыванию L- =6

1145440

Составитель Н. Корева

Техред Ж.Кастелевич Корректор . O PÓ÷àÐ

Редактор H. Киштулинец

Заказ 1185/41 Тираж 646 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, отрабатывается перемещение без учета введенной коррекции, причем на всем пути торможения регулятор 7 скорости находится в насыщЕнии,, что обеспечивает оптимальную форму тормозного тока. Если же момент подачи команды на торможение соответствует запаздыванию I =0 то регулятор 7 скорости выходит из насыщения в момент, когда величина недоработанного пути соответствует введенной коррекции d S.". При этом доработка d S* также осуществляется при высоком К „.

Таким образом, в этом крайнем случае отработка практически всего тор.мозного пути осуществляется при оп5 тимальном токе.

Использование изобретения в электроприводе валковой подачи линии поперечного реза рулона стали для изготовления пластин магнитопроводов .трансформаторов дает возможность повысить производительность линии не менее чем на 87,