Электропривод

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1) Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4

I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3323769/24-07 (гг) 24.07;81 (46) 30.06.83. Бюл. и 24 (72) Ф.И. Андреев, А.И. Вейнгер, К.Г. Садчиков и И.И. Серый (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.И. Кирова (53) 62 5. 313 .. 718.5 (088. 8) (56) 1. Электрические трансмиссии пневмоколесных транспортных средств.

И.-, "Энергия", 1976, с. 135.

2. Авторское свидетельство СССР

N 250857, кл. H 02 Р 5/00, 1960. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого соединена с контуром регулирования момента и с регулятором скорости, к входу которого подключен источник задания скорости, датчик скорости, выход которого подключен к регу„Я0„„102 267 А лятору скорости, нелинейный элемент, одним входом подключенный к источнику задания момента, а другим к регулятору скорости,,о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения ускорения электродвигателя при буксо-. вания, в него дополнительно введены фильтр, суммирующий элемент, источник задания. скорости выполнен в виде интегрируюЩего элемента, а нелинейный элемеНт имеет характеристику типа двуполярной схемы совпадения, причем выход нелинейного элемента подключен к одному входу источника задания скорости, второй вход ко" Я торого через фильтр подключен к источнику задания момента и к одному из входов суммирующего элемента, вто рой вход которого подключен к регулятору скорости,а выход - к входу а контура регулирования момента .

26267

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в транспортных средствах.

Известно устройство, содержащее задатчик скорости (например, сельсинный коиандоаппарат), ограничитель темпа (задатчик интенсивности), регулятор скорости, нелинейный элемент с характеристикой вида. зоны нечувствительности, контур регулирования момента, причем вход ограничителя темпа подключен к выходу задатчика скорости, вход задания регулятора скорости подкпючен.к выходу ограничителя темпа, вход обратной связи регулятора скорости подключен к датчику скорости, вход задания контура момента подключен к выходу регулятора скорости, вход нелинейного элемента подключен к выходу регулятора скорости, выход этого элемента подключен к входу ограничения регулятора скорости P1)

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого соединена с контуром регулирования момента и с регулятором скорости, к входу которого подключен источник задания скорости, датчик скорости, выход которого подключен к регулятору скорости, нелинейный элемент, одним входои подключенный к источнику задания момента, а. другим к регулятору скорости (2).

Недостатком известных устройств является то, что пробуксовки колес транспортного средства приводят к рывкам в работе привода, что отрицательно сказывается на кинематических связях системы, увеличиваются броски иощности в системе электропитания привода. Для надежной работы привода необходимо при пробуксовках либо ограничивать скорость пробуксовки, либо ограничивать темп изменения скорости.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий электрод ви гат ел ь, якорная обмот ка которого соединена с контурои регулирования момента и с регулятором скорости, к входу которого подключен источник задания скорости, датчик скорос" ти, выход которого подключен к регулятору скорости, нелинейный элемент, одним входои подключенный к источнику задания момента, а другим к регулятору скорости, дополнительно введены фильтр, суммирующий элеиент, ис" точник задания скорости выполнен в виде интегрирующего элемента, а не; линейный элемент имеет характеристику типа двуполярной схемы совпадения, причем выход нелинейного элемента подключен к одному входу источника задания скорости, второй вход которого через фильтр подключен к источнику задания моиента и к одному из входов суммирующего элемента, второй вход которого подключен к регулятору скорости, а выход - к входу контура регулирования иоиента.

На.чертеже представлена блок-схема устройства.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого соединена с контуром 2 регулирования момента и с регулятором 3 скорости, к входу которого подключен источник задания скорости, . выполненный в виде интегрирующего элемента 4, датчик 5 скорости, выход которого подключен к регулятору 3 скорости, нелинейный элеиент 6, од30 нии входом подключенный к источнику 7 задания момента, а другим к регулятору 3 скорости. Электропривод содержит также фильтр 8, суммирующий элемент 9, а выход нелинейного элемента

6 подключен к одному входу источника задания скорости, второй вход которого через фильтр 8 подключен к источнику 7 задания момента и к одному из входов суммирующего элемента 9, 40 второй вход которого подключен к регулятору скорости 3, а выход - к вх8 ду контура 2 регулирования момента.

Замкнутый контур 2 регулирования момента обеспечивает поддержание мо45 мента двигателя на уровне, определенном входным сигналом этого контура.

Для формирования входного сигнала контура регулирования момента предназначен суммирующий элемент 9 ° Входной коэффициент интегрирующего элемента 4 по второму входу значительно больше, чем по первому, Нелинейный элемент 6 имеет характеристику типа двуполярной схемы совпадения. Первый его вход подключен к выходу регулятора 3 скорости (сигнал mR), второй, вход - к источнику

7 задания момента (сигнал mph ). Выходной сигнал нелинейного элемента

3 102626

9 (шя) равен входному (ш ), если полярность сигнала m< совпадает с полярностью сигнала ш, в противоположном случае выходной сигнал нелинейного элемента 9 — нулевой.

Электропривод работает следующим образом.

Задается момент двигателя с помощью источника 7 задания момента.

Сигнал mph от источника 7 задания 10 момента через суммирующий элемент 9 поступает- на вход контура 2 регулирования момента и создает соответствующий момент двигателя. Одновременно сигнал mph ox задатчика момента gs через фильтр 8 воздействует на интег" рирующий элемент 4 под действием этого сигнала происходит изменение задания скорости ъ на выходе интегрирующего элемента 4. Задание скорос20 ти воздействует на первый вход регуляторов 3 скорости. На второй вход регулятора 6 скорости поступает сигнал (- ) от датчика 5 скорости.

Изменение сигнала задания скорос2$ ти происходит с предельно допустимым темпом изменения скорости транспортного средства в условиях абсолютного сцепления колес с опорной поверхностью. Изменения фактической

З0 скорости в этих условиях имеют темп всегда ниже предельного и достигают его лишь при задании максимального темпа разгона при максимальном моменте задания ш@ . Выходной сигнал регулятора 3 скорости пропорционален разности между заданной 4j и фактической скоростями1

mR = к (1 -9) (1)

При нормальном сцеплении колес с поверхностью фактическая скорость из40 меняется с меньшим темпом, чем заданная, или с таким же темпом. Поэтому при разгоне, когда. заданный момент ш@рО, фактическая скорость не превышает заданной М. При этом по приведенной формуле шрО, т.е. сигнал нв выходе регулятора или отсутствует, или имеет такую же полярность как, задание момента m@ . Наоборот, при торможении, когда mg(0, фактическая скорость оказывается выше или равной заданной и ш с О.

Си гнал ш R проходит через нели нейный элемент 6 и воздействует на второй вход интегрирующего элемента 4, имеющий очень большой входной коэффициент. В результате элементы 4 и 6 оказываются охваченными сильной от?,4 рицательной обратной связью. Под действием этой связи сигнал ш на выходе регулятора 3 скорости удерживается на очеНь малом уровне. Входной сигнал контура регулирования момента ш практически не. отличается от сигнала задатчика

mg 2 .чайф (2).

При возникновении пробуксовки, когда теряется сцепление колеса с опорной поверхностью, приведенной. к валу двигателя момент инерции элект" ропривода резко падает (примерно на порядок), темп изменения скорости колеса при этом резко возрастает, превышает предельно допустимый темп, с которым может изменяться сигнал задания скорости 9, и после превышения .сигналом значения сигнала задания скорости Г, на выходе регулятора 3 скорости возникает сигнал mp пропорциональный разности сигналов (g -1)(О. То есть, полярности сигналов ш и ш@ будут различны. Сигнал m не проходит через нелинейный элемент 6. Цепь обратной связи, охватывающей элементы 4 и 6 в этих режимах, оказывается разомкнутой.

При настройке контура регулирования скорости электропривода коэффициент усиления регулятора скорости двигателя устанавливают пропорцио-. нальным моменту инерции электропривода. При нормальном сцеплении колес с .грунтом этот момент инерции, кро" ме момента инерции колес, включает в себя и приведенный момент инерции всего транспортного средства. При пробуксовке момент инерции привода резко падает и состоит только из момента инерции колес, что На порядок ниже суммарного момента инерции. Если настроить регулятор скорости на суммарный момент инерции, то в случае пробуксовки электропривод будет работать с сильно завышенным коэффициентом усиления скорости, что приведет к потере устойчивости системы регулирования скорости и, следовательно, к потере управляемости колес транспортного средства . Именно поэтому регулятор скорости, который фактически включается в работу лишь в условиях пробуксовки, настроен на момент инерции привода в режиме пробуксовки.

Регулятор 3 скорости включается в работу лишь в режимах пробуксовки, 67

10262 (3) 5 чтобы сформировать процесс изменения скорости с заданным ограниченным темпом. В условиях нормального сцепления колес с грунтом регулятор скорости играет пассивную роль и не влияет на скорость двигателя, потому что ре" гулятор скорости охвачен сильной отрицательной обратной связью через элемент 6..В нормальных условиях ско рость транспортного средства регулируется изменением задания момента

my . В этом случае сигналы задания скорости 9 и фактической скорости оказываются приблизительно равными за счет действия сильной обратной м связи, которая обеспечивает на выходе регулятора 3 скорости сигнал

m "-О. Некоторое дополнительное отклоК нение скорости будет возникать под действием сигнала от источника 7, i0 проходящего на суммирующий элемент 9, однако при реальных параметрах регу" лятора скорости это отклонение незна, чительно.

Сигнал задания скорости9 изменяется с ограниченным и сравнительно невысоким темпом. Тогда и фактическая скорость двигателя будет изменяться с ограниченным и невысоким темпом, не превышающим его предельного ускорения s нормальных режимах.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает работу двигателя с заданным моментом при нормальном сцеплении, колес с поверхн0стью и ограничение темпа изменения скорости двигателя при пробуксовках. Это способствует повышению энергетических показателей электропривода, а ограниченное ускорение колес при пробуксовках повышает вероятность повторного зацепления и повышает надежность (работы устройства.

Составитель М. Кряхтунова

Редактор В. Петраш Техред С.Мигунова Корректор О. Ти гор

Заказ 573/ 7 Тираж 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент,", г. Ужгород, ул. Проектная,