Устройство для контроля мертового хода механической передачи электропривода

 

Изобретение относится к электромашиностроению , а именно к устройствам безразборного контроля мертвых ходов механизмов электроприводов. Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия безразборного контроля мертвого хода при сохранении точности. Устройство содержит датчик якорного тока двигателя, формирователь импульсов, два триггера, два логических элемента И, два счетчика, генератор импульсов (ГИ), нормирующий узел, два компаратора, источник опорных напряжений (ИОН) и вычислитель, реализующий вычисление мертвого хода а по формуле, приведенный в описании изобретения . Быстродействие достигается за счет исключения необходимости решения численным методом трансцендентного уравнения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4707827/07 (22) 20.06.89 (46) 15.09.91. Бюл, 1Ф 34 (72) А.И.Анкудинов, В.И.Кравец, М,Я,Семченко и К.А.Анкудинов (53) 621,313(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1277301, кл. Н 02 К 7/10, 1985, Авторское свидетельство СССР

М 1557633, кл. Н 02 К 7/10, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕРТВОГО ХОДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

ЭЛ Е КТРОП РИ ВОДА (57) Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к устройствам безразборного контроля мертвых ходов

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к устройствам безразборного контроля мертвых ходов механизмов электроприводов.

Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия безразборного контроля мертвого хода при сохранении точности.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для контроля мертвого хода механической передачи электропривода; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 якорного тока электродвигателя 2, формирователь 3 импульсов, первый триггер 4, первый логический элемент И 5, первый счетчик 6 с индикацией и вычислитель 7. Второй вход логического элемента И 5 подключен к выходу генератора импульсов 8. Кроме того, устройство содержит нормирующий узел 9; вход которого

„„Я „„1677792 А1 (я)5 Н 02 К 7/10, 11/00, Н 02 P 5/00 механизмов электроприводов, Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия безразборного контроля мертвого хода при сохранении точности, Устройство содержит датчик якорного тока двигателя, формирователь импульсов, два триггера. два логических элемента И, два счетчика, генератор импульсов (ГИ), нормирующий узел, два компаратора, источник опорных напряжений (ИОН) и вычислитель, реализующий вычисление мертвого хода а по формуле, приведенный в описании изобретения. Быстродействие достигается за счет исключения необходимости решения численным методом трансцендентного уравнения. 2 ил. подключен к выходу датчика 1, а выход соединен с первыми входами компараторов

10 и 11, источник опорных напряжений 12, выходы которого подключены соответственно к вторым входам компараторов 10 и 11, второй триггер 13, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора

10, а второй — с выходом второго компаратора 11, второй логический элемент И 14, первый вход которого подключен к выходу второго триггера 13, а второй — к выходу генератора импульсов 8, Второй счетчик с индикацией 15 входом соединен с выходом второго логического элемента И 14, а выходом подключен ко второму входу вычислителя 7. Электродвигатель 2 через механическую передачу 16 соединен с на.грузкой 17.

Устройство работает следующим обраЭОМ.

Перед началом процесса измерения мертвый ход Q механической передачи 16

1677792 устанавливают в максимальное положение.

Генератор импульсов 8 вырабатывает импульсы Us(t) с периодом следования Ти (см. фиг.2,г), которые подаются на второй вход логического элемента И 5 и на второй вход логического элемента И 14. На первом входе логического элемента И 5 и первом входе логического элемента И 14 сигналов нет и они закрыты, так как на выходах триггеров

4 и.13 низкий потенциал. Источник опорных напряжений 12 вырабатывает два высокостабильных постоянных напряжения 0< и

Uz(012(t) на фиг.2, е), напряжение U t подается на второй вход первого компаратора 10, а напряжение 0г — иа второй вход второго компаратора 11.

В момент времени t< (см. фиг.2) запускается приводной двигатель 2, возникает импульс пускового тока, который вызывает импульс напряжения на датчике 1 (см. фиг.2,а) U<(t)> = U+ Л0, где U — напряжение на датчике 1 в установившемся режиме работы двигателя 2 при холостом ходе, Л 0— приращение напряжения на датчике 1 в пусковом режиме. Фронт импульса напряжения датчика 1 подается на формирователь импульсов 3, где дифференцируется, усиливается и ограничивается. Сформированный импульс напряжения формирователя 3

0з(т ) (см, фиг,2,б) подается на вход триггера

4 и переводит его в состояние, характеризуемое высоким потенциалом на входе 04(11) (см, фиг.2,в). С выхода триггера 4 высокий потенциал 04(t<) подается на первый вход логического элемента И 5, который с момента времени t> пропускает импульсы, вырабатываемые генератором импульсов 8, на счетчик 6 (см. фиг.2,д). Кроме того, сигнал с датчика 1 вида 01(т) = Л0 e д + 0 поступает на нормирующий узел 9, на выходе которого формируется сигнал (см. фиг.2,е), t

Оя(t) =AL4 Дв (1) С выхода нормирующего узла 9 сигнал поступает на первые входы компараторов 10 и

11, но сигнал на их выходах отсутствует, так как в момент времени t1 выполняется условие Ug(t)= h, U > 01 > Uz (см, фиг.2,е).

В интервале времени t1< t< t2 (см. фиг.2) двигатель 2 приходит во вращение, пусковой ток и напряжение на датчике 1

Ut(t) уменьшается по экспоненте, стремясь к установившемуся значению U (см. фиг.2,а). Тихоходный вал механической передачи 16 не двигается, так как мертвый ход не выбран. Напряжение на выходе нормирующего узла Ug (t) уменьшается по экспоненте (см. фиг.2,е), стремясь к нулю, но в

ta- tz- =mT (2) которое подается на второй вход вычислителя 7. Логический элемент И 5 открыт, и счетчик 6 продолжает счет импульсов, поступающих с генератора 8 (см. фиг.2,д).

В интервале времени тд < t < tp (см. фиг.2) двигатель 2 продолжает вращение, тихоходный вал механической передачи 16 остается неподвижным, так как мертвый ход не выбран. Напряжение на датчике 1 (см. рассматриваемом интервале времени выполняется неравенство Ug ft« t < t2) U1 > 02, поэтому йа выходах компараторов 10 и 11 сигналов нет. Счетчик 6 производит счет импульсов, поступающих с генератора 8 через открытый логический элемент 5.

В момент времени tz (см. фиг.2) сигналы на первом и втором входах компаратора 10 становятся равными Ug(tz) = Ur (см. фиг.2,е)

10 и на его выходе (см. фиг.2,ж) формируется сигнал 010(t2) который подается на первый вход триггера 13 и переводит его в состояние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе 013(t2) (см, фиг.2,и). С выхода

15 триггера 13 высокий потенциал 01 (t2) поступает йа первый вход логического элемента И 14, который с момента времени tz пропускает импульсы, вырабатываемые генератором импульсов 8, на счетчик 15, кото20 рый начинает счет импульсов (см. фиг.2,к).

Счетчик 6 продолжает счет импульсов, поступающих через открытый логический элемент И 6 с генератора импульсов 8.

В интервале времени т2 < т< тз (см.

25 фиг.2) двигатель 2 продолжает вращение, тихоходный вал механической передачи 16 остается неподвижным, так как мертвый ход не выбран. Напряжение 0>(t) на датчике 1 (см. фиг,2,а) и напряжение (Ug(t) на выходе

30 нормирующего узла 9 (см. фиг.2.е) уменьшается по экспоненте. В рассматриваемом интервале времени выполняется .неравенство

09(12< t < тз) > 02, поэтому нд выходе Второго компаратора 11 сигнала нет, состояние эле35 ментов схемы не изменяется и счетчики 6 и

15 производят счет импульсов, поступающих с генератора 8 через открытые логические элементы И 5 и 14 соответственно.

В момент времени tg(см. фиг.2) еигналы

40 на первом и втором. входах компаратора 11 становятся равными Ug(t ) = Uz (см. фиг,2,е) и на его. выходе (см. фиг.2,ж) формируется сигнал 0><(ta), который подается на второй вход триггера 13 и переводит его в состоя45 ние с низким потенциалом на выходе (см. фиг.2,и), закрывается логический элемент И

14, поступление импульсов на счетчик 15 прекращается (см; фиг.2,к). В счетчике 15 записано число импульсов m, сосчитанное

50 за время

1677792 фиг.2,а) уменьшается по экспоненте, состояние элементов схемы не изменяется и счетчик 6 продолжает счет импульсов, поступающих с генератора 8 через открытый логический элемент И 5 (см. фиг,2,д). 5

В момент времени т1 мертвый ход выбран, приводится во вращение тихоходный вал механической передачи 16, нагрузка на двигатель 2 скачкообразно возрастает, это вызывает импульс напряжения на датчике 1 10

U4(t4) (см. фиг,2). Импульс напряжения датчика 1 U4(t4) поступает на формирователь 3, который на выходе вырабатывает второй импульс 03(т4)(см. фиг;2,б), поступающий на вход триггера 4. Триггер 4 переходит в со- 15 стояние с низким потенциалом на выходе

U4(t4)(cM. фиг.24), который подается на первый вход логического элемента И 5, он закрывается и счетчик 6 прекращает счет импульсов (фиг.2,д). В счетчике 6 записано 20 число импульсов и, сосчитанное за время выбора мертвого хода а

t4- t1 = пТп (3) которое подается на первый вход. вычислителя 7. 25

Величины напряжений Ut и 02, вырабатываемых источником опорных напряжений

12. известны и устанавливаются с высокой точностью из условия:

hU >Ui >02 (4) 30

Период следования импульсов Ти, вырабатываемых генератором 8, также известны с высокой точностью. Величины Ut, U2, Т, И вводятся в вычислитель 7 заранее и остаются постоянными в процессе эксплуата- 35 ции электропривода, а количество импульсов и и m, сосчитанное счетчиками 6 и 15, вводится в вычислитель 7 каждый раз в процессе измерения мертвого хода а механической передачи 16 электропривода. 40

С учетом выражения (2) отношение напряжений будет иметь следующий вид: 2 /т ДВ t3w2 m Tu — е дв =е rA (5)

После логарифмирования и упрощения расчетная формула для определения постоянной времени электродвигателя 2 будет иметь следующий вид: 50

m TH дд = -„--Г-„- -„- . (6)

С учетом выражения (6) вычислитель 7 реализует функцию вычисления мертвого хода 55 —" In(О1 U2) а=6ИТ. и — 1п 0 0 (7) .f где Q — номинальная скорость вращения двигателя 2, об/мин;

Тч-период повторения импульсов генератора 8, с;

n — количество импульсов на выходе счетчика 6;

m — количество импульсов на выходе счетчика 15;

0t и 02 — напряжения источника опорных напряжений 12, В;

При подстановке в формулу (7) величин в указанных размерностях результат вычисления мертвого хода а будет получен в градусах

Устройство позволяет увеличить быстродействие контроля мертвого хода а, так как исключена необходимость решения численным методом трансцендентного уравнения. Время расчета мертвого хода а по выражению (7) вычислителем 7, реализованным на том же микропроцессорном комплекте серии КР580, не превышает 1 с.

Формула изобретения

Устройство для контроля мертвого хода механической передачи злектропривода, содержащее последовательно соединенные датчик якорного тока электродвигателя, формирователь импульсов, первый триггер, первый логический элемент И, первый счетчик с индикацией и вычислитель, второй вход первого логического элемента И подключен к выходу генератора импульсов и ко второму входу второго логического элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, выход второго логического элемента И через второй счетчик с индикацией подключен ко второму входу вычислителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия безразборного контроля мертвого хода при сохранении точности, в него введены нормирующий узел, источник опорных напряжений и два компаратора, первые входы которых объединены и подключены к выходу нормирующего узла, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока электродвигателя, вторые входы компараторов подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, выход каждого компаратора соединен с соответствующим входом второго триггера, а вычислитель реализует функцию —" In (и1/О2) а = 6йТ„, 0 (1 —.е 1.

1и 01 02 где Я вЂ” номинальная скорость вращения электродвигателя, об/мин;

1677792

Т>- период повторения импульсов генератора, с; п — количество импульсов на выходе первого счетчика-

m — количество импульсов на выходе второго счетчика;

Ut, U2 — опорное напряжение, В.

1677792

Р

0р г

0р д

6у

mIIIUIN

Э

11

Ц 14

Составитель Т.Рожкова

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 3119 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101