Силовой электрогидравлический следящий привод

 

ОП ИС-А ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советснин

Социалистические

Республик (11) 589590

К АВТОРСКОМУ СВИД1":ТИЙЬС1ВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено25.04.75 (21) .2128375! 24 (б1) М. Кл, Q 05 В 23/02 с присоединением заявки №

Гооударстеенный комитет

Совете Министров СССР

llo делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опублнновано25,01.78,.Бюллетень № 3 (53) УДК Å2-50 (088,8) (45) Дата опубликования описания 12.01.78

А, Р, Меркушев и В. Ф. Казмиренко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОГИДРЛВЛИЧЕСКИЙ

СЛЕДЯШИЙ ПРИВОД

Изобретение касается систем автоматического управления и предназначено для применения при разработке силовых электрогидравлических следящих приводов (ЭГСП), инерционных объектов автономных устано:вок, содержащих автономные системы электрического питания и приводные электродвигатели (ПД) ограниченной мощности.

Известны ЭГСП, в которых с целью снижения потребляемой мощности и нейтрали- 10 заиии возмущений, воспринимаемых нагрузкой, на валу ПД установлен дополнительный маховик t 1) и (2 I . .Однако это связано с конструктивными трудностями по размещению специального маховика, увеличением 15 массы и объема аппаратуры автономной установки и необходимостью нейтрализации гидроскопических моментов.

Наиболее близким по технической сущности является ЭГСП 13 j, содержащий датчик 20 заданного угла, вход которого кинематиче ки связан с первым тахогенератором, а выход — с первым входом датчика отработанного угла, второй вход -которого связан с входом второго тахогенератора и -через 25 редуктор с выходом гидропривода, управляющий вход которого через блок управления связан с выходом суммирующего усилителя, входы которого соединены с выходами перBurro и второго тахогенераторов и выходами датчика отработанного угла и датчика угла поворота регулирукнцего органа насоса, входы которого соединены с выходом блока управления и выходом третьего тахогенератора, кииематически через второй редуктор связанного с валом двигателя постоянного тока, который через редуктор связан с силовым входом гидропривода

Укаэанный ЭГСП в составе. автономного объекта часто работает с большими кратковременными перегрузками по мощности. Эти перегрузки сопровождаются зпачительны1 ми токами, потребляемыми ПД силовой части ЭГСП от системы электрического питания, и вызывают большие изменения напряжения на ее выходе, что отрицательно сказывается на работе других потребителей электроэнергии, требует применения кабельной сети большого сечения и увеличения мощности устанавливаемых электрических машин. Так

589590

Поставленная цель достигается зв счет того, что предлагаемый ЭГСП, в отличие 4О от известного, содержит дифференциальный датчик давления, дополнительный датчик угла поворота регулирующего органа насоса, корректирующее звено, дополнительный усилитель и устройство сравнения, первый 4 вход которого подключен и выходу третьего тахогенераторв, а второй через корректирующее звено соединен с выходом дополнитель-, ного датчика угла поворота, регулирующего органа насоса,,пррвый вход которого соединен с выходом блока управления, а второйс выходом дифференциального датчика давления, подключейного", к дополнительным выходам гидропривода; выход устройства сравнения через дополнительный усилитель соединен с управлякяцим входом двигателя постоянного тока.

Нв чертеже приведена блок-схема предлагаемого силового электрогидравлического следящего привода.

К) у приводных двигателей ЭГСП постоянного тока для насосов переменной производительности максимальное значение силы тока в

6-8 раз превышает знаЧение, действующее при номинальном режиме работы ЭГСП. При- 5, чиной появления таких значительных перегру зок системы электрического питания со стороны ЭГСП является то, что обычно применяемые в ЭГСП приводные двигатели имеют

"жесткую механическую характеристику с ц просвдкой скорости ПД не более 5-10% в рабочих режимах. Это обстоятельство не позволяет эффективно использовать для сглаживания перегрузок ПД запас кинематической энергии, накопленной в роторе IIQ и связан- is ных с ним маховых массах (муфтах н др.} согласующего редуктора между ПД и насосом ЭГСП, Недостатком рассмотренного ЭГСП является то, что он не имеет специальных 20 средств, обеспечивающих снижение пиков потребляемой мощности в динамических режимах работы ЭГСП в составе автономной установки, в частности, за счет исполь-, ! зоввния кинетической энергии, накопленной в роторе Г1Д.

Белью предлагаемого изобретения являет ся уменьшение пиковой мощности, потребляемой ПД от системы электропитания в динамических режимах работы, за счет соответствующего управления током возбуждения ПД в зависимости от величины динамического момента нагружения со стороны

ЭГСП. При этом в предлагаемом ЭГСП создаются условия для эффективного использования кинетической энергии ротора ПД и связанных с ним маховых масс.

Привод содержит первый тахогенератор 1, датчик 2 заданного угла, датчик Э отработанного угла, суммирукяций усилитель 4, блок 5 управления, датчик 6 угла поворота регулирующего органа. насоса, двигатель 7 постояйного тока, гидропривод 8, второй тахогенератор 9, третий тахогенератор 10, устройство 11 сравнения, корректирукяиее звено 12, дополнительный датчик 13 угла поворота регулирующего органа насоса, дифференциальный датчик 14 давления, дополнительный усилитель 15, редуктор 16, второй редуктор 17, Привод работает следующим образом, Сигнал управления, пропорциональный скорости заводки А и снимаемый с первого тахогенераторв 1, и сигнал, пропорциональный ошибке ф = с - в(, вырабатываемый датчиком 2 заданного и датчиком 3 отработанного углов, поступают на вход суммирующего усилителя 4, выход которого соединен с входом блока 5 управления, преобоазующего электрический сигнал управления . Ц1 в угол поворота 9 регулирующего органа насоса. Для компейсвции ошибки привода, обусловленной изменением скорости ПД, используется связь по 1ðacходу, пропорциональная произведению 0 Я и реализованная с помощью датчика

6 угла поворота регулирующего органа насоса, Двигатель 7 постоянного тока приводит во вращение вал насоса гидроприводв

8. При UÄ О приводится во вращение вал нагрузки гидроприводв, При этом со второго тахогенератора 9, кинематически связан.ного с валом нагрузки, снимается стабилизирующий сигнал по скорости нагрузкиА

Этот, сигнал подается на вход суммирующего усилителя 4. Напряжение, снимаемое с третьего твхогенератора 10, про порциональное текущему значению скорости

ПД Я ;, поступает также на первый вход устройства 11 сравнения. На выходе корректирующего звена 12 с передаточной

„функцией

4 e)" na(1 »>p+ "i в полосе рабочих частот ЭГСП (от О q

1 -: 2 Гц) вырабатывается напряжение, пропорциональное желаемому с учетом необходимой "просадки .значению скорости

ПД Я в зависимости от напряжения

Ц Е, пропорционального значению моментя нагрузки ПД со стороны ЭГСП. Параметры передаточной !Фун ц ы корректирующего зве, на М„(p) выбираются в зависимости от характеристик нагрузки ПД:

P - момента инерции ротора ПД и связанных с ним маховых масс

589590

2 ц,® (Я Я ) э е

1 1ж

ap(t) = I,(+.l- Р,(), 5

H - момент я ктявнОгц>сопротивл(ъ»

1 пням Я (p) < Uó пв (P) соответ-твенно жжаемое значение скорости и момента IIQ, эаписаннь е в оперативной форме. Сигнал Я >», ограниченный с помон1ью лкодной цепочки до желаемого уровня

"просадки скорости ПД, подается на второй вход устройства 11 сравнения, Напряжение У„пв, пропорциональное динамическому моменту, нагружения ПД со стороны ЭГСП; вырабатывается на допол- нительном датчике 13 угла поворота регулирующего органа насоса путем перемножения сигналов, пропорциональных углу поворота регулирующего органа Hacoca U и 15 разности давления (1 р в силовых полостях гидропривода, снимаемой с дифференциального датчика 14 давления, Такая схема осуществлена на основании известной. зависимости, определяющей нагруз-20 ку IILl со стороны ЭГСП, И вЂ”" %Л (+)(фъ(Ю Р2(1)Я где а - объемная постоянная насоса;

РМ

- безразмерный относительный

2 угол поворота регулнрующего органа насоса (ф (+)1 < 1 j

QH)v pP)- давления в силовых магистра1 лях гидропривода 8 1

С выхода устройства 11 сравнения напряжение 9<, пропорциональное "ошибке скорости ПД, поступает на вход дополнитель-35 ного усилителя 15, подключенного к управляющему входу обмотки возбуждения двигателя 7 постоянного тока. Вал гидропривода связан с нагрузкой с помощью редуктора

16, а силовой вход гидропривода 8 с дви- 40 гателем 7 постоянного тока через второй редуктор 17.

При изменении в динамических режимах работы момента нагрузки ПД со стороны

ЭГСП выходной сигнал дополнительного уси- 45 лителя 15, пропорциональный разности

- Я, путем изменения тока в обмотке, 1 1Ж возбуждения ПД создает условия для снижения скорости ПД (без потребления тока по якорной обмотке) равно настолько, на- . сколько требуется для точной компенсации

-момента нагружения ПД со стороны ЭГСП динамическим моментом ротора ПД и связанных с ним маховых масс. Сястема регулирования тока возбуждения IlQ должна обес-Ф печивать изменение угловой скорости ПД в предерах до 25% от номинального значения.

Кинетическая энергия, запасенная в рото-! ре ПД и связанных с ним маховых массах, подсчитьвается цо известному соотношению: »

И результате использования предлагаемого привода обеспечивается возможность снизить перегрузки со стороны ПД при работе ЭГСП, уменьшить максимальные зна чения мощности, потребляемой от источника питания силовым электрогидравлическим следящим приводом в динамических режимах работы без ухудшения КПД и точности слежения.

Формула нзобретеиия

Силовой электрогидравлический следящий привод, содержащий датчик заданного угла, вход которого кинематически связан с первым тахогенератором, а выход - с первым входом датчика, отработанного угла, второй вход которого связан с входом второго тахогенератора и через редуктор с выходом

Гидропривода, управляющий вхол которого через блок управления связан с выходом суммирующего усилителя, входы которого соединены с выходами первого и второго тахогенератора и выходами датчика отработанного угла и датчика угла поворота регулирующего органа насоса, входы которого соединены с выходом блока управления и выходом третьего тахогенератора, кинематически через второй редуктор связанного с валом двигателя постоянного тока, который через редуктор связан с силовым входом гидропривода, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, ои содержит дифференциальный датчик давления, дополнательный датчик угла поворота регулирующеГо органа насоса, корректирующее звено, дополнительный усилитель и устройство сравнения, первый вход которого подключен к выходу третьего тахогенератора, а второй через корректирующее звено соединен с выходом дополнительного датчика угла поворота регулирующего органа насоса, первый. вход которо1 о соединен с выходом блока управления, а второй - с выходом дифференциального датчика.давления, подключенного к дополнительным выходам гидропривода; выход устройства сравнения через дополнительный усилитель соединен с управляющим входом двигателя постоянного тока.

Источники информапии, принятые во вни мание при экспертизе:

1, Потапов A. М. К исследованию и раочету нелинейных электрогидравлическях

& l м

589590

7 следящих приводов, инвориантных к возмущениям, сб„ Гидроавтоматика, Наука, 1965, 2. Авторское свидетельство СССР

% 407274, кл, G 05 В 23/02, 1973.

3, Яворский B Н„Бессонов А. А., Корошаев А. И., Потапов А. М., Проектирование инвариаитных следящих приводов.

Высшая школа, 1963.

Составитель А. Меркушев

Редактор: Н, Хлудова Техред H. Бабурка Корректор д. дакида

Заказ 461/48 Тираж 1032, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4