Устройство для дистанционной передачи угла поворота задающего вала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЧЫЯ

ЕНА, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ (Л

С:

I»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f (21) 4012751/24-07 (22) 26,11.85 (46) 07,10,92. Бюл, М 37 (71) Белорусский государственный университет им, В.И.Ленина (72) И.М.Чушенков (56) 1. Петров Б.А, Манипуляторы -Л., Машиностроение, 1984, с. 139.

- 2. Проектирование следящих систем двустороннего действия, Подряд В.С.Кулешова — М., Машиностроение, 1980, с. 141.

3. Авторское свидетельство СССР

Rb 1176425, Н 02 К 29/06, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ

ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ЗАДАЮЩЕГО ВАЛА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия. Целью изобретения является повышение точности Ы 1767636 А1 отражения нагрузочных моментов. Указанная цель достигается введением сумматоров 8, интегратора 9 и двух датчиков 10, 11 момента, Датчики 10, 11 установлены соответственно на задающем и исполнительном валах. Выход датчика 10 подключен к одному входу сравнивающего элемента 7, к другому входу которого подключен выход датчика 11. Выход сравнивающего элемента

7 соединен с первым входом сумматора 8 и выходом интегратора 9. Выход интегратора

9 подключен к второму входу сумматора 8, выход которого подключен к управляющему .. входу полуп роводникового коммутатора (ПК) 4. Коммутирующий вход ПК 4 связан с датчиком 3 положения, а с силовыми входами ПК 4 — обмотки статоров синхронных машин 1, 2. В устройстве обеспечиваются обратимость по моменту и его знаку и дистанционная передача угла поворота. 2 ил, 1767636

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными двигателями и силомоментным очувствлением, Целью изобретения является повышение точности отражения нагрузочных моментов.

На фиг .1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 (а, б) — векторные диаграммы, иллюстрирующие принципы его работы.

Устройство содержит укрепленную на задающем валу синхронную машину 1, исполнительную синхронную машину 2 с датчиком 3 положения, полупроводниковый коммутатор 4 с коммутирующим 5 и управляющим 6 величиной тока входами, К выходу полупроводникового коммутатора 4 параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин 1 и 2. С коммутирующим входом 5 коммутатора 4 соединен выход датчика 3 положения. Устройство содержит также сравнивающий элемент 7, сумматор

8, интегратор 9 и два датчика 10, 11 момента, установленные соответственно на задающем и исполнительном валах. Выход каждого датчика 10, 11 моментов подключен к соответствующему входу сравнивающего элемента 7. Выход сравнивающего элемента 7 подключен к первому входу сумматора 8 и входу интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к второму входу сумматора 8, выход которого. подключен к управляющему входу 6 коммутатора 4.

На фиг,1 и 2 приняты следующие обозначения: а,, аи — углы поворота задающего и исполнительного валов (роторов синхронных машин);

Ла — рассогласование валов;

Мз, Ми — вращающие моменты задаю-. щей 1 и исполнительной 2 синхронных машин (СМ);

Мрп, Мн — нагрузочные моменты на задающем и исполнительном валах (оператора и нагрузки);

Фрз, Фри, Фсз, Фси — векторы магнитных полей роторов и статоров задающей 1 и исполнительной 2 CM.

Устройство дистанционной передачи угла задающего вала работает следующим образом.

Магнитное поле статоров CM 1 и 2 ориентировано перпендикулярно магнитному полю ротора исполнительной СМ 2 Фри благодаря обратной связи по положению с датчика 3 на коммутирующий вход 5 коммутатора 4. Под действием Моп ротор

CM 1 поворачивается таким образом, чтобы Мз уравновесил Моп При этом угол (Фрз, Фри) устанавливается равным а, а направления Мз и Ми противоположны, как

5 показано на фиг.2. Эффективное значение напряжений питания статорных обмоток при этом задается выходным сигналом сумматора 8 как сумма разности моментов на валах и интеграла от этой разности, вычис10 ляемых с помощью сравнивающего элемента 7 и интегратора 9, Для вращающих моментов, следовательно, можно записать: т

Мз = Кз(0о(Кин, (и Mon — Мн) dt+ о

nMon — Мн) sin а+я, 20

М.. = Ки(0о(Кин ) (пМоп — Мн) d4+ о

+ пМоп Мн) + си, 25 где Кз, Ки — коэффициенты, определяемые конструкциями СМ 1 и 2;

n — отношение Ин к Моп в установившемся режиме;

Е3, еи противоЭДС CM 1 и 2 соответственно;

Uo — амплитуда питающего напряжения обмоток статоров СМ 1 и 2, t — текущее время.

Система уравнений записана с помощью "фиг.1 и 2, при этом противоЭДС Еи и Ез считаются перпендикулярными Фри и

Фрз, а знаки "+" и "—" соответствуют работе

CM в генераторном и двигательном режи40 мах.

Пусть в начальном состоянии (2) пМоп = Мн.

При этом на выходе сравнивающего элемента 7 сигнал равен нулю, и действующее значение питающего напряжения обмоток задается выходным сигналом интегратора 9. Допустим, что увеличился

Мн. При этом (GM. фиг,2 а) ротор исполнительной CM 2 поворачивается по часовой стрелке, что приводит к повороту Фси и Фсз, а следовательно к увеличению Мз, Поскольку, при этом на выходе сравнивающего эле55 мента 7 появляется сигнал, выходной сигнал интегратора 9 растет до тех пор, пока не будет выполняться выражение (2). В противном случае валы будут вращаться с постоянным ускорением до тех пор, пока

1767636

Формула изобретения

Составитель А.Иванов

Техред М,Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор KФедотов

Заказ 3556 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 оператор увеличением Мо не прекратит вращения, Новое состояние равновесия (покой или вращение с постоянной частотой) устанавливается уже при несколько ином значении а из (1), чем в предыдущем случае, Использование сумматора 8 и дополнительной связи с его входом выхода сравнивающего элемента 7 применено для улучшения динамики системы.

Уменьшение М вызывает обратный процесс. Если же, к примеру, возрастает

Мо, увеличиваются также угол а и сигнал на выходе сумматора 8, что приводит к возрастанию М и вращению исполнительного вала в сторону поворота задающего с ускорением до выполнения (2). Аналогичный процесс происходит и при уменьшении Мо, только вращение происходит в противоположном направлении.

Если же изменяется направление М>, изменяется и знак сигнала рассогласования на выходе сравнивающего элемента 7, и положение равновесия может быть достигнуто только после инвертирования управляющего воздействия на выходе сумматора 8, т,е. перехода конфигурации полей из показанной на фиг.2, а в показанную на фиг,2,б (или наоборот). Таким образом обеспечивается обратимость по моменту и его знаку, а также дистанционная передача угла поворота.

Положительный эффект устройства заключается в повышении точности отражения нагрузочных моментов и ощущения их оператором. Он достигается за счет введения в устройство моментных датчиков и математической обработки их сигналов для регулирования моментов синхронных ма5 шин, Устройство для дистанционной переда10 чи угла поворота задающего вала, содержащее укрепленную на задающем валу синхронную машину, исполнительную синхронную машину с датчиком положения, полупроводниковый коммутатор с

15 коммутирующим и управляющим входами, к выходам которого параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин, а с его коммутирующим входом соединен выход датчика положения, и сравнивающий

20 элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отражения нагрузочных моментов, в устройство введены сумматор, интегратор и два датчика момента, установленные соответственно на зада25 ющем и исполнительном валах, выход каждого датчика моментов подключен к соответствующему входу сравнивающего элемента, выход которого подключен к первому входу сумматора и входу интегратора, вы30 ход интегратора подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с управляющим входом полупроводникового коммутатора.