Электропривод постоянного тока с упругой связью между электродвигателем и механизмом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями в текстильной промьшзленности. Целью изобретения является упрощение и повышение точности. Устройство содержит датчики 8, 9 частоты упругих колебаний электродвигателя и механизма, выходы которых подключены к входам сумматоров 10, 11. Наблюдатель выполнен в виде электромеханической модели, состоящей из последовательно соединенных первого и второго Г-образных колебательных контуров, нагруженных на активно-индуктивное сопротивление . Адаптация параметров упругости модели осуществляется с помощью дискретной системы обработки информации разности частот механических и электрических колебаний. 2 ил. с « (Л СХ) 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 1 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ гОсудАРсТБенный НОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088143/24-07 (22) 10.07.86 (46) 23.08.88. Бюл. Р 31 (71) Московский текстильный институт им, А.Н. Косыгина (72) A.M. Ланген, С.А. Ланген и Б. М. Лакс (53) 62-83: 621 ° 314.5 (088.8 ) (56) Маргалин Ш.M. Дифференциальный электропривод. -М.: Энергия, 1975, с. 56, Башарин А,В. и др. Управление электроприводами. -Л.: Энергоиздат, 1982, с. 157-159. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

С УПРУГОЙ СВЯЭЬИ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДВИГАTEJIEM И МЕХАНИЗМОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

„„SU„„1418878 д1 для управления электродвигателями в текстильной промьппленности. Целью изобретения является упрощение и повьппение точности. Устройство содержит датчики 8, 9 частоты упругих колебаний электродвигателя и механизма, выходы которых подключены к входам сумматоров 10, 11. Наблюдатель выполнен в виде электромеханической модели, состоящей из последователъно соединенных первого и второго Г-образных колебательных контуров; нагруженных на активно-индуктивное сопротивление. Адаптация параметров упругости модели осуществляется с помощью дискретной системы обработки информации разности частот механических и электрических колебаний.!

418878

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулируемым элегтроприводам постоянного тока с упругой связью между электродвигателем и механизмом.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на 1О фиг. 2 — электромеханическая модель упругих связей электропривода.

Электропривод постоянного тока с упругой связью между электродвигателем 1 и механизмом 2 содержит подключенный к электродвигателю 1 тиристорный преобразователь 3, в цепь управления которого. включены последовательно соединенные эадатчик частоты вращения, регулятор 4 частоты 20 вращения и регулятор 5 тока с подключенным к входу последнего датчиком Ь тока, наблюдатель 7, первый вход которого связан с датчиком 6 тока, а его выходы, определяющие величины стати- 25 ческой нагрузки и частот вращения электродвигателя и механизма, подключены к входам регулятора 4 частоты вращения. Электропривод содержит также датчикн 8 и 9 частоты упругих 3О колебаний электродвигателя и механизма, сумматоры 10 и 11, фильтры 12 и

13 высоких частот и делители 14 и 15 частоты (фиг.l, фильтр 12 и делитель

14 частоты, а также фильтр 13 и де- 35 литель 15 частоты, показаны в виде одного блока).

Наблюдатель (фиг.2) выполнен в виде электромеханической модели 16, состоящей из последовательно соеди- 40 ненных первого и второго Г-образных колебательных контуров, нагруженных на активно-индуктивное сопротивление

17 и 18 каждый из которых составлен из последовательно соединенных резис-45 торов и дросселей с параметрами, эквивалентными сопротивлению сил внешнего трения в упругих связях и моменту инерции (первый контур образован резистором 19 и дросселем 20, второй — резистором 21 и дросселем 22) и параллельно включенных резисторов

23 и 24 и конденсаторов 25 и 26 с парамеграми, эквивалентными сопротивлению "-ил внутреннего трения в упру 55 их сня.бях и податливости. При этом ббьбходы датчиков 8 и 9 частоты упругих колебаний подключены

K входам сумьбббтс рб я 10 и 11 rоб>б.ветстненно, вторые входы которых связаны с вьбходами наблюдателя 7, определяющими частоту вращения электродвигателя и механизма соответственно, через индивидуальные цепи, состоящие из последовательно включен ных фильтров 12 и 13 высокой частоты и делителей 14 и 15 частоты, а выходы сумматоров подключены к входам изменения параметров модели.

Наблюдатель 7 (фиг.l) выполнен из двух частей ввиду того, что заданием для второй его части является вращающий момент электродвигателя М,, сигнал которого в электромеханической модели (фиг.2) представлен напряжением U а частота вращения бб— током i.

Сумматоры 10 и ll (фнг.2) выполняют, кроме функций суммирования сигналов, преобразование сигналов из цифровой формы в аналоговую. Каждый сумматор состоит иэ блока 27, осуществляющего преобразование периодов электрических и механических колебаний в двоичные числа, пропорциональные периодам этих колебаний, выходы которого соединены с первыми входами преобразователей 28 код-напряжение, выходы которых подключены к входам суммирунбщего блока 29. Выход суммирующего блока 29 через логическое устройство 30, инвертирующее выходные сигналы суммирующего блока 29 в случае отрицательного отклонения напряжения, соединен с первым входом блока 31 выделения разностного сигнала, второй вход которого через регулируемый делитель 32 напряжения соединен с вторым входом преобразователя 28 код-напряжение, а выход блока

31 выделения рлзностббого сигнала через усилитель 33 постоянного тока подключен к входу варикапа 34, Электропривод работает следующим образом.

При малых значениях коэффициента соотношения масс для обеспечения

ПЛаВНОГО ДВИЖЕНИЯ I.r ПОЛН ИтЕЛЬНО ГО органа бб блок задания частоты вращения б| системы регулирования частоты нрабббения вводи тя сигнал разности частот вр11щенин и 111 — d iJ» что в некоторой с 1еиеии б виббалеббтно нве,1 лен ик прббизббббдной 1, Лля точно гб восстлн1|в бения коир|биббат в установивПбем -. И реж1ебР 11 I fi Ilffh1 б те 11 7 1111 (1jl;17 в байбин з 1j1 111èÿ 111(Т I I I 1 I1,1шб иия о

141

ССв

С + Ceþ

7- С+ Св системы регулирования частоты вращения также сигнал, пропорциональный моменту сопротивления M в переходном процессе координаты системы восстанавливаются с некоторой оптибкой.

Принцип действия наблюдателя 7 основан на сравнении реальной частоты упругих механических колебаний передачи и исполнительного механизма с электрической частотой тока электромеханической модели. Среди множества вероятных частот колебаний механизма в качестве рабочей выбирается частота, близкая собственной частоте механических колебаний системы Сигналы с датчиков 8 и 9 частоты, укрепленных на корпусе двигателя и исполнительного механизма, через полосовые фильтры, входящие в комплект датчика, поступают на сумматоры, 10 и 11.

Если параметры модели адеквантны параметрам объекта, то разность периодов тока модели и колебаний объекта и соответствующих им напряжений равна нулю.

При изменении частоты механических колебаний пропорционально меняется напряжение Ug снимаемое с датчиков частоты, и возникает рассогласование Ug — Ug, где U g — напряжение, пропорциональное частоте тока модели, что приводит к появлению сигналов на выходе преобразователей

28 код-напряжение 11вт и Б т„, пропорциональных разности периодов электрических и механических колебаний ДТ.

Система выделения разностного сигнала колебаний включает фильтры 12 и 13 высокой частоты, выделяющие высокочастотную (основную ) составляющую пульсаций тока i делители

14 и 15 частоты, используемые для приведения частоты механических колебаний к электрической частоте, блоки 27, осуществляющие преобразование периодов электрических колебаний 7 и Т в двоичные числа 11 и

N пропорциональные периодам Т, и 1

Т (N „= К,Т „N в = КвТ ), и механических колебаний Т„ +АТ, и Т +ВТ< в двоичные числа N> и N, пропорциональные разности периодов Д Т и

4Т 7 (N 1 = К ДТ,, N<= К йТ ), Выходные сигналы преобразователей

28 поступают на суммирующие блоки

29 а затем на логические устройства l

30, инвертирующие сигналы суммирую8878 4 щих блоков 29 в случае отрицательно-, го отклонения напряжения. Для фиксации рабочей точки варикапов 34 используются регулируемые делители 32 напряжения, входом подключенные к опорному напряжению — U, а выходом к блокам 31 выделения разностного сигнала, Усилители 33 постоянного тока, 10 нагруженные на высокоомные резисторы, изменяют емкость С варнкапов 34, и, следовательно, суммарную емкость параллельной ветви согласно выраже15 где С вЂ” емкость конденсатора 26, и это изменение происходит до тех

20 пор, пока не восстановится равенство

Ufì Ufý при АТ - О.

Применение изобретения позволяет существенно снизить количество пара25 метров требующих подстройки, и тем

1 самым упростить систему адаптации параметров модели, а также повысить точность системы регулирования именно за счет адаптации параметров та30 ких существенных нелинейностей, как сопротивление сил внутреннего трения в упругих связях и податливость валов. Так как компенсация таких нелинейностей осуществляется путем изменения параметров четырехполюсника, по получаемое быстродействие является оптимальным при сравнении его co схемой микропроцессорной адаптации в связи с тем, что исключается запаздывание, связанное с расчетом диск40 ретного. управляющего воздействия. формула изобретения

Электропривод постоянного тока с упругой связью между электродвигате45 лем и механизмом, содержащий подклю-, ченный к электродвигателю тиристорный преобразователь, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик частоты вра50 щения, регулятор частоты вращения и регулятор тока с подключенным к входу последнего датчиком тока, наблюдатель, первый вход которого связан с датчиком тока, а его выходы, опре55 деляющие величины статической нагрузки и частот вращения электродвигателя и механизма, подключены к входам регулятора скорости, о т л и—

14 18878

Фиг. 2

Составитель В, Кузнецова

Техред 1. Х< Лаи :ч Корректор В. сутяга

РеГактор Я. 11етраш

Тираж 583 11Одписно P

И1ИИПИ Государствеинс го кс митет:i СССР по делам изобретений и откргчтиг1

/г

113035, 11О".õâà, Я-35, Раушская иаб., д. ч, з

Ф

Заказ, i 1 65/5

Прг. изи,: с гвг ггги — ги иигр; фическое ггрепсг:рггятиг, г. У+ ã 1 г.",, ул. Проектная, ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в него введены датчики частоты упругих колебаний электродвигателя и механизма, два делителя частоты, а наблюдатель выполнен в виде электромеханической модели, состоящей из последовательно соединенных первого и второго Г-образных колебательньгх контуров, нагруженных на активно-индуктивное сопротивление, каждый иэ которых составлен из последовательно соединенных резисторов и дросселей с параметрами, эквивалентными сопротивлению сил внешнего трения в упругих связях и моменту инерции, и параллельгго вклн чеииых реэис.горов и кг иденсаторов с параметрами, эквивалентными сопротивлению сил внутреннего

5 трения в упругих связях и податливости, при этом выход каждого из датчиков частоты упругих колебаний подключен к входу отдельного сумматора, вторые входы которьгх связаны с выхо111 дами наблюдателя, определяющими частоту вращения электродвигателя и механизма соответственно через индивидуальные цепи, состоящие из последовательно включенньгх фильтра высокой

15 частоты и делителя частоты, а выходы сумматоров подключены к входам изменения параметров модели.