Электропривод кузнечного пресса

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода различных маховиковых производственных механизмов. Целью, изобретения является повышение быстродействия . Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором , выпрямитель 2, дроссель 3, мостовой инвертор 4, датчик тока 5, конденсатор 6 и резистор 7, подключенные к выходу инвертора 4,. датчик 8 частоты вращения,.сумматор 9, аппроксиматор 10 и формирователь 11 импульсов управления инвертором. За счет введения в состав электропривода кузнечного пресса аппроксиматора 10 и выполнения формирователя 11 импульсов в виде последовательно соединенных линейного преобразователя напряжения в частоту, селектора импульсов с двумя выходами и двухканального усилителя обеспечивается угол наклона искусственной механической характеристики, равньй 90 , и разгон двигателя с постоянным динамическим моментом, что обусловлено постоянством отношения ЭДС ротора к сопротивлению нагрузки инвертора 4,. которые изменяются от частоты по тождественным нелинейным зависимостям. 1 з.п ф-лы, 4 ил. cv (Л ся о О5 .Фм.1 i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5Н 4 Н 02 P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH FIGHT СССР (21) 4206686/24-07 (22) 09.03.87 (46) 23.02.89. Бюл. У 7 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Производственное объединение "Новокрама- торский машиностроительный завод" им, В.И.Ленина (72) И.А.Абраменко, В.А.Григорьев, Ю.Т.Калашников, Б.В.Кириченко и А.Д.Найденко (53) 621.313.017(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 610279, кл. Н 02 P 7/44, !978.

Гасанов З.А. Исследование замкнутой системы автоматического управления асинхронного электропривода с частотно-управляемым сопротивлением в цепи-роТора. Известия ВУЗов.

Электромеханика 1986 .У 6 с. 59., (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД КУЗНЕЧНОГО ПРЕССА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода различных маховиковых производственных механизмов. Целью изобретения является повьппение быстродейст„„SU„„1460767 А 1 вия. Электропривод содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором, выпрямитель 2, дроссель 3, мос" товой инвертор 4, датчик тока 5, конденсатор 6 и резистор 7, подключенные к выходу инвертора 4,. дат" " чик 8 частоты вращения, сумматор 9, аппроксиматор 10 и формирователь 11 импульсов управления инвертором.

3а счет введения.в состав электропривода кузнечного пресса аппроксиматора 10 и выполнения формирователя 11 импульсов в ниде последовательно соединенных линейного преобразователя напряжения в частоту, селектора импульсов с двумя выходами и двухканального усилителя обеспечивается угол наклона искусственной механической характеристики, равный 90

0 и разгон двигателя с постоянным динамическим моментом, что обусловлено постоянством отношения ЭДС ротора к сопротивлению нагрузки инвертора 4,. которые изменяются от частоты по тождественным нелинейным зависимостям.

1 з.п ф-лы, 4 ил.

1460767

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода различных маховиковых производственных механизмов.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 показана структурная схема электропривода; на фиг. 2 — . структурная схема формирователя импульсов управления инвертором; на фиг. 3 — механические характеристи- ки электродвигателя; на фиг. 4 — характеристика аппроксиматора.

Электропривод кузнечного пресса (фиг. 1) содержит асинхронный элект- родвигатель 1 с фазным ротором, выпрямитель 2 в цепи ротора, в цепь выпрямленного тока которого включены последовательно соединенные дроссель

3, однофазный тиристорный мостовой инвертор 4 и датчик 5 тока, параллельно соединенные конденсатор 6 и резистор 7, подключенные к выходу .однофазного тиристорного мостового инвертора 4, датчик 8 частоты вращения, выход которого соединен с первым входом сумматора 9, второй вход которого подключен к выходу датчика 5 тока, а третий вход предназначен для подачи сигнала задания, аппроксиматор 10, вход которого соединен с выходом сумматора 9, а выход

:подключен к входу формирователя 11 импульсов управления инвертором, выходы которого соединены с управляющими цепями соответствующих тиристоров однофаэного мостового инвертора 4.

Формирователь 11 импульсов управления иявертором (фиг. 2) выполнен в ниде последовательно соединенных линейного преобразователя 12 напряжения в частоту разнополярных импуль" сов, селектора 13 импульсов с двумя выходами и двухканального усилителя 14. Вход линейного преобразователя 12 напряжения в частоту образует вход формирователя 11 импульсов уп равления инвертором, первый выход двухканального усилителя 14 образует первый и.третий выходы формирователя 11 импульсов управления инвертором, второй и четвертый выходы которого образованы вторым выходом двухканального усилителя 14

Структура электропривода обеспечивает угол наклона искусственной механической характеристики, равный 90, и разгон двигателя 1 по ней с постоянным динамическим, моментом. Это . обусловлено постоянным отношением

ЭДС ротора к сопротивлению нагрузки мостового однофазного иявертора 4, так как ЭДС и сопротивление изменяются от частоты инвертирования выпрямленного тока ротора по тождественным

10 нелинейным" зависимостям. В результате этого уменьшается время восстановления кинематической энергии маховика после операции штамповки.

Эквивалентное сопротивление нагрузки инвертора 4, вводимое в цепь ротора, опр : еляется выражением

1+2 Ецти(1) где R — - сопротивление резистора;

20 1„ — частота инвертирования выпрямленного тока ротора;

Т =CR — постоянная временМ конЦ тура нагрузки инвертора;

С вЂ” емкость, конденсатора.

Тождественная зависимость изменения ЭДС ротора определяется выражением

Š= — —.—

Едь (2) д 1+27йцтцэ

30 где Š— выпрямленное значение ЭДС о ротора при заторможенном двигателе и разомкнутых кольцах.

Иомент и ток двигателя для данного режима работы определяются выражением

МиТ, = — = — —.=const д Е4о (3)

4 К R где 11 — выпрямленное значение тока ротора.

Для соблюдения зависимостей (1) (3) изменение частоты инвертирования выпрямленного тока ротора от частоты вращения двигателя производится об. ратяо пропорционально изменению ЭДС ротора от частоты инвертирования по заданной кривой, построенной по выражеяию (2), с учетом зависимости ЭДС ротора от частоты вращения.

Электропривод работает следующим

50 образом.

При включении напряжения питания на вход аппроксиматора 10 поступает аналоговый сигнал U,, равный сигна-. лу задания Uy, В соответствии с ку .сочно-линейной характеристикой аппроксиматора 10 (фиг. 4) он аппроксимирует кривую 15, представляющую со. бой равностороннюю гиперболу с осями

3 14607 координат U и U, которая построена по выражению (2) с первоначальными осями координат f. и Е 1. Поэтому с выхода аппроксиматора 10 на вход пре5 образователя 12 напряжения в часто" ту поступает аналоговый сигнал Uy ,пропорциональный ЭДС ротора Е . Преобразователь 12 формирует на входе селектора 13 разнополярные импульсы с частотой fö,., обратно пропорциональной сигналу U . Селектор 13 разделяет эти сигналы на положительные и отрицательные импульсы и подает их соответственно на двухканальный вход усилителя 14. Усиленные по току. импульсные сигналы с выходов усилителя 14 поочередно поступают на управляющие цепи соответствующих тиристоров инвертора 4. При замыкании инвер- 20 т )poM 4 цепи ротора срабатывает отсечка по току двигателя, образованная отрицательной обратной связью, в состав которой входит датчик 5 тока.

На вход аппроксиматора 10 поступает 25 сигнал U z равный разности напряжений U и -U датчика 5 тока. С выхода аппроксиматора 10 на вход форми- рователя 11 импульсов управления поступает сигнал Б, что приводит к 30 изменению частоты инвертчрования мостового однофазного инвертора 4 до значения f . В результате этого двигатель начинает разгоняться с полньпи ,сопротивлением резистора 7 в цепи ротора, потому что при минимальной частоте f,д инвертирования реактив0 ное сопротивление конденсатора 6 имеет.наибольшее значение и практически весь, ток ротора проходит через резистор 7; При вращении двигателя 1 в цепи обратной связи по скорости, в состав которой входит датчик 8, проходит .аналоговый сигнал -U . На вход аппроксиматора 10 поступает сиг- 45 нал Цяь =Ц -Цт-Цтг. Аналогично описанному с формирователя 11 на управляющие входы инвертора 4 поступают импульсные сигналы частотой f„g инвертирования, при этом Е Й„ >Е „„.

По мере увеличения частоты вращения двигателя 1 увели. ивается и частота

f< инвертирования выпрямленного тока ротора, при этом реактивное сопротивление конденсатора 6 уменьшается.

Вследствие этого плавно уменьшается эквивалентное сопротивление в цепи ротора, которое для режима непрерыв» ного тока определяется выражением (1) .

67

Разгон двигателя 1 происходит по круто падающей характеристике 16 (фиг. 4), угол наклона которой равен о

90, с динамическим моментом, определяемым выражением (3). Для сравнения динамики разгона двигателя 1 на (фиг. 4) показана "экскаваторная" механическая характеристика 17, угол о наклона которой не равен 90

При выходе двигателя 1 на естественную характеристику 17 частота инвертирования достигает значения f„„, при котором реактивное сопротивление конденсатора б имеет наименьшее значение и практически весь ток ротора проходит через него. Пуск двигателя закончится при достижении им частоты u вращения холостого хода. Часто-.à 1„„ инвертирования в этом режиме имеет максимально возможное значение, а напряжение U, подаваемое на вход аппроксиматора 10, имеет минимально возможное значение.

Прием нагрузки двигателем 1 при штамповке заготовки происходит вначале по характеристике 18 до момента достижения им частоты И„ вращения и тока IH, Затем по сигналам - и

-Б быстро уменьшается частота инвертирования. Вследствие этого увеличивается эквивалентное сопротивление Е и ЭДС Е ротора по зависимостям (1) и (2), а момент и ток двигателя определяются выражением (3), В результате .дальнейший прием нагрузки двигателем происходит по характеристике 16 с постоянным динамическим моментом. В конце рабочего хода пресса, например при частоте 1 вращения двигателя, происходит сброс нагрузки.

По сигналам -Ь „ и -U увеличивается частота fö инвертирования. Уменьшатся эквивалентное сопротивление Z u

ЭДС Е ротора по зависимостям (1) и (2), а момент и ток двигателя 1 определяются выражением (3). Разгон двигателя вначале происходит по характеристике 16 с постоянным динами.ческим моментом, а при достижении им частоты идпродолжается по естественной характеристике 18, и заканчивается при достижении частоты И „ вращения холостого хода. Дальнейшая работа электропривода при штамповке заготовки прессом аналогична описанной.

Предлагаемый электропрнвод по сравнению с известным повышает быстродействие пресса примерно на 3-4 с, 14607 что приводит к уменьшению времени технологического цикла штамповки в среднем на 27Х.

Формула изобретения

1. Электропривод кузнечного пресса, содержащий асинхронный электродвигатель с Фазным ротором, выпрямитель в цепи ротора, в цепь выпрямленного тока которого включены последо» вательно соединенные дроссвль, однофазный тиристорный мостовой инвертор и датчик тока, параллельно соединенные конденсатор и резистор, подклю ченные к выходу однофазного мостового тиристорного инвертора, датчик частоты вращения, выход которого соеди" нен с первым входом сумматора, второй 2р вход которого подключен к выходу датчика тока, а третий вход сумматора предназначен для подачи сигнала задания, Формирователь импульсов управления инвертором с четырьмя вьио- .25 дами, соединеннными с управляющими цепями соответствующих тиристоров од67 6 нофазного мостового инвертора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен аппроксиматор, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход аппроксиматора соединен с входом фор-. мирователя импульсов управления инвертором.

2. Электропривод по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что формирова" тель импульсов управления инвертором выполнен в виде последовательно соединенных линейного преобразователя напряжения в частоту разнополярных импульсов, селектора импульсов с двумя выходами и двухканального усилителя, вход линейного преобразователя напряжения в частоту образует вход формирователя импульсов управления инвертором,первый выход двухканаль-. ного усилителя образует первый и

° третий выходы форМирователя импульсов управления инвертором, второй и четвертый. выходы которого образованы вторым выходом двухканального усилителя. 1460767 и (Е ) эМ

У

4РНИ

Х,М

Составитель С.Поэднухов

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Шароши

Редактор А.Ворович

Заказ 547/58 Тираж 548 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский койбииат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101