Следящий электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, имеющих зазор в механических сочленениях силовых элементов , например, металлорежущих станков и испытательных стендов. Целью изобретения является повьппение быстродействия. Поставленная цель достигается подачей дополнительного сигнала на контур регулирования скорости. Этот сигнал является функцией зазора между электродвигателем и исполнительным механизмом. В начальный момент выборки зазора он имеет максимальное значение, по мере прохождения зазора величина сигнала уменьшается и в момент зацепления он равен нулю. Скорость электродвигателя в этот момент определяется только сигналом регулятора положения , значение которого соответствует допустимому уровню динамических нагрузок в зацеплении. 2 ил. с (Л Ео : ю N3 35 N)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2

„„SU»1З 2260 фЯ Юь4 РЯ д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1045219 (21) 3874968/24-07 (22) 26.03.85 (46) 23.08.87. Вюл. ¹ 31 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) M.Ä.Ãoðáàòåíêoâ, Н.Н.Ухин, Ф,К.Фоттлер и В.В.Хомяков (53) 62 — 83:621.314.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1045219, кл. G 05 В 11/01, 1981. (54) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, имеющих зазор в механических сочленениях силовых элементов, например, металлорежущих (51)4 С 05 В 11/01 Н 02 р 5/pp станков и испытательных стендов.

Целью изобретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается подачей дополнительного сигнала на контур регулирования скорости. Этот сигнал является функцией зазора между электродвигателем и исполнительным механизмом.

В начальный момент выборки зазора он имеет максимальное значение, по мере прохождения зазора величина сигнала уменьшается и в момент зацепле- ния он равен нулю. Скорость электродвигателя в этот момент определяется только сигналом регулятора положения, значение которого соответствует допустимому уровню динамических нагрузок в зацеплении. 2 ил.

1332260

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, имеющих зазор в механических сочленениях силовых элемен20

Электропривод работает следующим образом. тов, например в металлорежущих станках, испытательных стендах и других общепромышленных механизмах, и является усовершенствованием устройства по авт.св. М 1045219, Цель изобретения — повышение быстродействия электропривода при выборе зазора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие работу электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 с. датчиком 2 скорости на валу, входом подключенный к преобразователю 3, механически соединенный через редуктор 4 с люфтом. с исполнительным механизмом 5, датчик 6 положения исполнительного механизма, подключенный к входу регулятора 7 положения, выход которого подключен к первому входу усилителя 8, а также датчик 9 скорости исполнительного механизма и регулятор 10 скорости, выход которого подключен к входу преобразователя 3, первый вход — к выходу датчика 2 скорости двигателя, а второй вход — к выходу усилителя 8, второй вход которого подключен к выходу датчика 9 скорости исполнительного механизма. Электропривод содержит, кроме того, двухвходовые сумматоры 11-13, датчик 14 положения двигателя, управляемые ключевые элементы 15 и 16, релейные элементы 17, 18 и источник 19 напряжения смещения 4О с разнополярными выходами, при этом выход сумматора 20, соединенного своими входами с выходами датчика 9 скорости механизма и усилителя 8,подключен через релейные элементы 17 и 45

18 к управляющим входам управляемых ключевых элементов 15 и 16, испол,нительные цепи которых включены между входами усилителя 8 и выходами сумматоров 11 и 12 соответственно, вхо- 5О ды которых подключены к выходу сумматора 13 и порознь к разнополярным выходам источника 19 напряжения смещения, а входы сумматора 13 соединены с выходами датчиков 14 и 6 поло- 55 жения двигателя и механизма.

В исходном состоянии с обоих датчиков 6 и 14 положения на сумматор

13 поступает сигнал, равный нулю.

При этом выходной сигнал сумматора 13

=11 -13

1Ъ ДПМ Дп* где U>„+ — выходной сигнал датчика положения двигателя;

U>zм — выходной сигнал датчика положения исполнительного механизма; равен нулю.

С разнополярных выходов источника

19 напряжения смещения, выполненного на основе задающего потенциометра и инвертирующего усилителя, на положительные входы сумматоров 11 и 12 поступает сигнал U величина которого пропорциональна величине зазора и равна где а Ч вЂ” максимальная величина эазо1 ра;

К и — коэффициент датчика положения.

В результате этого на выходе сумматора 11 устанавливается напряжение

+П„с, а на выходе сумматора 12

Напряжение на выходе сумматора 20 равно нулю, так как равны нулю напряжения на его входах, и сигнал управления на ключи 15 и 16 с релейных элементов 17 и 18 не поступает, Релейные элементы могут быть выполнены, например, на операционных усилителях, не охваченных отрицательной обратной

\ связью. При этом сигнал на третьем и четвертом входах усилителя 8 равен нулю.

Пусть в момент времени t (фиг.2) о на вход регулятора 7 положения поступил положительный сигнал U, который приводит к насыщению регулятора положения, и его выходной сигнал становится равным U „„„„. На выходе усилителя 8 появляется напряжение

U, которое через сумматор 20, воздействуя на вход релейного элемента

1,7, вызывает срабатывание ключа 15, и к третьему входу усилителя 8 подключается выход сумматора 11, В результате этого на выходе усилителя

8 устанавливается напряжение U

Ч макс

За время t t, двигатель разгоняет-ся и при большой величине зазора его частота вращения может достичь мак симального значения Ома„ (фиг. 2г).

1332260

Длд n 1 I0

20

Пч ь

Uðï макс

50

Одновременно . с началом движения с датчика 14 положения двигателя начинает поступать сигнал в результате чего на выходе сумматора 13 напряжение увеличивается, а на выходе сумматора 11 уменьшается (фиг. 2б), По этой причине в момент времени усилитель 8 выходит из насыщения.

За время t3-t< напряжение U„ уменьшается до напряжения, которому соответствует разность частот вращения двигателя и исполнительного механизма, обусловленная допустимым уровнем динамических перегрузок в механической передаче в момент зацепления. Коэффициент усилителя 8 по первому входу меньше единицы и равен где Б е — напряжение управления при входе в зацепление.

Скорость прохождения зазора в этом случае больше, чем при ограничении ее на всем интервале времени

30 выборки зазора по условиям- допустимых динамических перегрузок. Тем самым повышается быстродействие следящего электропривода при выборе зазора.

3а время t>-t< происходит процесс зацепления и йа отрезке. времени механизм разгоняется до макси3 мальной скорости за счет появления в момент времени t на втором входе усилителя 8 сигнала положительной 40 обратной связи с датчика 2 скорости двигателя. При этом третий- вход усилителя 8 отключен от выхода сумматора

11. Коэффициент усилителя 8 по второму входу определяется из условия . 45

U÷ мкка K у1 Up п макс

У2 К.

Э 1 МЕх. макс где К вЂ” коэффициент датчика 9 скорости;

ы — максимально допустимая чамек.макс стота вращения механизма.

Механизм 5 движется с максимальной скоростью до момента времени t<, ког- 55 да регулятор 7 положения выходит из насыщения, вследствие чего двигатель начинает тормозиться и теряет зацепление с механизмом. При этом меняется знак выходного сигнала сумматора

20, срабатывает второй релейный элемент 18 и выход сумматора 12 подключается к четвертому входу усилителя 8.

В результате этого напряжение U резv ко уменьшается (фиг. 2в) и-происхо;», дит интенсивное торможение двигателя.

Скорость механизма до момента времени

t> меняется незначительно только под действием статического момента нагрузки. Изменение скорости двигателя обусловлено изменением сигналов с регулятора 7 положения и сумматора 12.

В момент времени, когда двига-тель вновь входит в зацепление с механизмом, сигнал с сумматора 12 равен нулю и,. следовательно, разность между частотами вращения двигателя и исполнительного механизма не больше допустимой.

За время t< — t z происходит зацепление механической передачи, сигнал с усилителя 8 становится равным сигналу с датчика скорости исполнительног0 механизма и четвертый вход усилителя 8 отключается от входа сумматора 12,- после чего начинается эффективное торможение электропривода, определяемое темпом изменения сигнала с регулятора 7 положения.

В момент времени t, следящий электропривод отрабатывает заданное значение U . Эффект повышения быстродействия электропривода при прохождении зазора достигается подачей дополнительного сигнала на контур регулирования скорости. Этот сигнал -является функцией зазора между двигателем и исполнительным механизмом. В начальный момент выборки зазора он имеет максимальное значение, что обеспечивает разгон двигателя до максимальной скорости. По мере прохождения зазора величина дополнительного сигнала уменьшается и в момент зацепления он равен нулю, поэтому скорость двигателя в этот момент определяется только сигналом регулятора

7 положения, значение которого на выходе усилителя 8 соответствует допустимому уровню динамических нагрузок в зацеплении.

Таким образом, за счет введения в известный следящий электропривод датчика положения двигателя, источника напряжения смещения с разнополярными выходами, двух релейных элементов, двух ключей и четырех сумматоров повьппается быстродействие следящего электропривода при выборе зазора.

Формула и э о б р е т е н и я

Следящий электропривод по авт.св.

Р 1045219, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия при выборе зазора, в него введены четыре двухвходовых суммато ра, датчик положения двигателя, два управляемых ключевых элемента, два релейных элемента и источник напряжения смещения с разнополярными выходами,-. при этом выход первого сум32260

6 матора, соединенного своими входами с выходом датчика скорости механизма и усилителя, подключен через релейные элементы к управляющим входам

5 управляемых ключевых элементов, исполнительные цепи которых включены между входами усилителя и выходами второго и третьего сумматоров соответственно, входы которых подключены к выходу четвертого сумматора и порознь к раэнополярным выходам источника напряжения смещения, а входы четвертого сумматора соединены с выходами датчиков положения двигателя и механизма.

1332260 ЯПМ

Цп

Составитель В.Кузнецова

Редактор И.Николайчук Техред И.Попович

Корректор М.Демчик

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3830/42

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4