Устройство для демпфирования колебаний в упругой связи между двигателем и механизмом электропривода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1,:л (. л: у! н 4 Ь Д

Союз Советскик

Социалистических

Республик (") 714607

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6E ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.04.78 (21) 2606854/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 P 5/06 с присоединением заявки РЙ

ГееудеретеенныМ кемнтет

СССР нв делам нзебретеннй н еткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5 (53) УДК 621.316. .718.5(088.8) Дата опубликования описания 07,02.80 (72) Автор изобретения

В. Я. Ткаченко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерцостроительный институт имени В. В. Куйбышева (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ В УПРУГОЙ

СВЯЗИ МЕЖДУ ДВИГАТЕЛЕМ И МЕХАНИЗМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение относится к области электроприводов и может быть использовано в электроприводах с упругой связью между двигателем и механизмом для уменьшения колебаний электромеха- нической системы, например, в элекроприводах горных и подъемно-транспортных машин, бумагоделательных и метал-! лургических механизмов.,Известно устройство для демпфирования колебаний в упругой связи между двигателем и механизмом электропривода с последовательно включенными преобразователем, питающим двигатель, регулятором тока и регулятором частоты вращения, содержащее два установленных на валах двигателя и механизма тахогенератора постоянного тока, подключенных к входу элемента сравнения, выход которого соединен со входом регулятора тока (1) .

Это устройство увеличивает длитель- ность переходного процесса в электроприводе, что снижает его производительность, Известно также устройство для демпфирования колебаний в упругой связи

5 между двигателем и механизмом электропривода с последовательно соединенными регулятором частоты вращения, регулятором тока и питающим двигатель управляемым преобразователем, содержа1О щее два установленных на валах двигателя и механизма тахогенератора постоянного тока, подключенный к их выходам первый элемент сравнения, соединенный с выходом последнего блока интегрирования, подключенный к выходам блока интегрирования и регулятора частоты вращения, второй элемент сравнения, подключенный к выходам первого и второго элементов сравчения, блок определения амплитуды колебаний, подключенный к входам регуляторов тока и частоты вращения блок перемножения, два входа которого соединены с выходами первого элемента сравнения и блока определения

3 71 амплитуды колебаний, который выполнен в виде двух блоков выделения модуля, подключенных через нелинейные резисторы с параболической характеристикой к входам операционного усилителя, со- . держащего в цепи обратной связи не линейный резистор с параболической характеристикой (2), Известное устройство обеспечивает эффективное уменьшение больших амплитуд колебаний, однако с уменьшением амплитуды колебаний, а также с уменьшением их частоты эффективность демпфирования уменьшаетСя, что при высоких требованиях и точности регулирования затягивает переходный процесс, увеличивает время демпфирования, а это снижает производительность, Цель, изобретения — повышение производительности путем сокрашения врe мени демпфирования.

Эта пель достигается тем, что устройство для демпфирования колебаний в упругой связи между двигателем и механизмом электропривода с последовательно соединенными регулятором тока и питающим двигатель управляемым преобразователем, содержащее два установленных на валах двигателя и механизма тахогенератора постоянного тока, подключенный к их выходам первый элемент сравнения, соединенный с выходом последнего блока интегрирования, подключенный к выходам блока интегрирования и регулятора частоты вращения, второй элемент сравнения, соединенный со входом блока выделения модуля, снабжено двумя установленными на валах двигателя и механизма асинхронными тахоге-нераторами, источником постоянного тока, третьим элементом сравнения; блоком деления, элементом выделения большего из двух сигналов и источником постоянного напряжения, причем источник постоянного тока подключен к обмоткам возбуждения асинхронных тахогенераторов, выходные обмотки которых соединены со входами третьего элемента сравнения, выход которого подключен к входу регулятора тока, к которому подключен также выход блока деления, вход делимого которого соединен с выходом первого элемента сравнения, a axon делителя блока деления соединен с выходом элемента выделения большего из двух сигналов, два входа которого подключены к выходам блока

4607

5 !

О

$0

55 выделения модуля и источника постоянного напряжения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для демпфирования колебаний в упругой связи 1 между двигателем

2 и механизмом 3 электропривода с последовательно соединенными регулятором 4 частоты вращения, регулятором 5 тока и питающим двигатель 2 управляемым преобразователем 6, содержащее два установленных на валах двигателя 2 и механизма 3 тахогенератора 7-8 постоянного тока, подключенный к их выходам первый элемент 9 сравнения, соединенный с выходом последнего блока 10 интегрирования, подкл|оченный к выходам блока 10 интегрирования и регулятора 4 частоты вращения, второй элемент 11 сравнения, соединенный со входом блока 12 выделения модуля, снабжено двумя установленными на валах двигателя 2 и механизма 3 асинхронными тахогенераторами 13 и

14, источником 15 постоянного тока, третьим элементом 1 6 сравнения, блоком 17 деления, элементом 18 выделения большего из двух сигналов, источником 19 постоянного напряжения, причем источник 15 постоянного тока подключен к обмоткам 20-21 возбуж» дения асинхронных тахогенераторов

13 и 14, выходные обмотки которых

22 и 23 соединены со входами третьего элемента 16 сравнения, выход которого подключен к входу регулятора

5, к которому подключен также выход блока 17 деления, вход делимого которого соединен с выходом первого элемента 9 сравнения, а вход делителя блока 17 деления соединен с выходом элемента 18 выделения большего из двух сигналов, два входа которого подключены к выходам блока 12 выделения модуля и источника 19 постоянного напряжения.

Работает устройство следующим образом.

При питании обмоток возбуждения

20 и 21 асинхронных тахогенераторов

13 и 14 от источника 15 постоянного тока сигналы, снимаемые с выходных обмоток 22 и 23 этих тахогенераторов, пропорпиональны ускорениям двигателя

2 и механизма 3, а разность этих сигналов, получаемая на выходе третьего элемента 16 сравнения, поступает на вход регулятора 5 тока, образуя поло10

I

45 жительную обратную связь по второй производной момента нагрузки в упругой связи 1 между двигателем 2 и механизмом 3.

Эта положительная обратная связь уменьшает колебательность электромеханической системы перерегулирования при одновременном сокращении времени демпфирования, что способствует повышению производительности.

Одновременно на вход регулятора 5 ,тока через блок 1 7 деления поступает выходной сигнал первого элемента 9 сравнения, образуя отрицательную об ратную связь по первой производной момента нагрузки в упругой связи. Выходной сигнал блока 10 интегрирования, пропорциональный моменту нагрузки в упругой связи 1, сравнивается с вы ходным сигналом регулятора 4 частоты вращения, а сигнал рассогласования момента нагрузки в упругой связи с выхода второго элемента 11 сравнения через блок 12 выделения модуля и че рез элемент 18 выделения большего из двух сигналов поступает на вход делителя блока 17 деления. При больших .значениях рассогласования момента нагрузки выходной сигнал блока 17 деления невелик, т.е. существенно уменьшается отрицательная обратная связь по первой производной момента нагрузки в упругой связи, При этом обеспечивается высокое быстродействие системы управления электроприводом, которое увеличивается также действием сигнала положительной обратной связи по второй производной момента нагрузки, поступающего на вход регулятора тока с выхода третьего элемента 1 6 срав1 нения, подключенного к выходным обмоткам асинхронных тахогенераторов

13 и 14, обмотки возбуждения которых соединены с выходом источника 15 постоянного тока. Благодаря этому величина момента нагрузки быстро приближается к установившемуся значению, что сокращает время демпфирования колебаний.

Уменьшение рассогласования момента нагрузки, т.е. приближение этого момента к установившемуся значению, уменьшает сигнал, поступающий на вход делителя блока 17 деления с выхода второго элемента 11 сравнения. Это усиливает отрицательную обратную связь по первой производной момента нагрузки (с выхода первого элемента 9 сравпения через блок 17 деления на вход регулятора 5 тока), что уменьшает скорость изменения момента, препятствует появлению колебаний и персрегулирований, удерживая момент в зоне его уста. новившегося значения и тем самым обеспечивая быстрое окончание переходного процесса, сокращая время демпфирования.

Минимальное значение сигнала на входе делители блока 1 7 деления ограничивается величиной напряжения, поступающего с выхода источника 19 пос:— тоянного напряжения через элемент 18 выделения большого сигнала в случае, если выходной сигнал с выхода блока

12 выделения модуля станет меньше допустимой для нормальной работы блока 17 деления величины.

Таким образом, предложение позволяет сократить время демпфирования как при управляющих, так и при возмущающих воздействиях, что обеспечивает повышение производительности.

При эгом, практически исключая перерегулирования (или снижая их до допустимых значений), предложение позволяет не менее чем в 2 раза уменьшить время демпфирования. Если время переходных процессов при разгоне, торможении, реверсе, а также при изменении возмущающего момента нагрузки механизма составляло 10% времени работы механизма, предложение позволяло уменьшить его (при соблюдении ограничений на величину динамических нагрузок), До 5%, т,е. повысить производительность на 5%. Технико-экономическая эффективность предложения будет тем больше, чем больше время механизм работает в переходных режимах, (например, горные машины, испытательные стенды, приводы прокатных станов и бумагопелательных машин) .

Формула изобретения

Устройство для демпф колебаний в упругой связи межпу двигателем и механизмом электроприпода с последовательно соединенными регулятором частоты вращения, регулятором тока и питающим. двигатель управляемым преобразователем, содержащее два установленных на валах двигателя и механиэма тахогенератора постоянного тока, подключенный к их выходам первый элемент сравнения, соединенный с иыхепом

7146

7 йоследнего блока интегрирования, подключенный к выходам блока интегрирования и регулятора частоты вращения, второй элемент сравнения, соединенный со входом блока выделения модуля, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения тгроизводительности путем сокращения времени демпфирова " Ния, устройство снабжено двумя установленными на валах двигателя и механизма асинхронными тахогенераторами, источником постоянного тока,,третьим элементом сравнения, блоком делении, элементом выделения большего из двух оигйалов и источником постоянного напряженйя, йричем источник постоянного тока подключен к обмоткам возбуждения асинхронных тахогенераторов, выходные

07 обмотки которых соединены со входами третьего элемента сравнения, выход которого подключен к входу регулятора тока, к которому подключен также выход блока деления, вход делимого которого соединен с выходом первого элемента сравнения, а вход делителя - с выходом элемента выделения большего из двух сигналов, два входа которого подключены к выходам блока выделения модуля и источника постоянного напряжения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка франции № 2 2502 24, кл. Н 02 Р 5/00, 1975, 2. Заявка ¹ 2466409, кл. Н 02 Р 5/06, 1977.

Составитель В. Кузнецова

Редактор Ю. Челюканов Техред Л. Алферова Корректор Н, Степ

Заказ 9310/58 Тираж 783 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент», г„Ужгород, ул. Проектная, 4