Следящий электропривод

 

СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель с датчиком скорое на валу, входом подключённый к преойразователю, механически соединенный через редуктор с люфтдм с ис-i полнительным механизмом, датчик пололения исполиительнр -о механизм подключен к входу регулятора положения, выход которого подключен к первому входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавности выбора зазора, в него введены датчик скорости исполнительного механизма и регулятор скорости, выход которого подк.пючен к входу преобразователя , первый вход - к выходу датчика скорости двигателя, второй вход - к выходу усилителя, второй вход которрго подключен к выходу датчика скорости исполнительного механи зма. чи

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (11) g(y) G 05 B 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21), 3369370/18-24 (22) 25.12.81 (46) 30.09.83. Бюл. И 36 (72) М.Д.Горбатенков (7l) Новосибирский электротехнический. институт (53) 62.50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 412358, кл. E 02 F 9/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

И 601360, кл.. Е 02 F 9/20, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР и 718833, кл. G 05 8 11/01, 1975 (прбтотип) . (54) (57) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, со- . держащий двигатель с датчиком скоросна валу, входом подключенный к преобразователю, механически соединенный через редуктор с люфт м с ис-i полнительным механизмом, датчик поло жения исполнительного механизма подключен к входу .регулятора положения, выход которого подключен к первому входу усилителя, о т л и ч а ашийся тем, что, с целью обеспечения плавности выбора зазора, в него введены датчик скорости исполнительного механизма и регулятор скорости, выход которого подключен к входу преобразователя, первый вход - к выходу датчика скорости двигателя, второйвход - к выходу усилителя, второй вход которого подключен к выходу датЩ чика скорости исполнительного механи зма.

1 >o4gz

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу, где имеются зазоры в механических сочленениях силовых элементов и может быть .использовано.в электроприводах с автоматическим регулированием положения, например, в металлорежущих станках, опорно-поворотных механизмах экскаваторов, моделирующих стендов и роботов-манипуляторов. t0

Известен электропривод, выполненный по системе управляемый преобразователь - двигатель с двуконтурной системой подчиненного регулирования, содержащий регуляторы тока и напряжения, датчики тока и напряжения, задатчик интенсивности, включающий последовательно соединенные релейный элемент, интегратор и инвертор (1)

Недостатком электропривода является значительное снижение темпа разгона двигателя на период выбора зазора, что вызывает увеличение продолжительности цикла и ухудшает управляе" мость электроприводом.

Известен также .электропривод, выполненный по системе управляемый,преобразователь "- двигатель с двуконтурной системой подчиненного регулирования, содержащий регуляторы тока и на30 пряжения, датчики тока и напряжения, эадатчик интенсивности, включающий последовательно соединенные релейный элемент, инвертор и интегратор, а также четыре релейных элемента, апериодичес- З5 кий усилитель, блок выделения модуля, истОчник постоянного напряжения, триггер и ключ, введенные в цепь задатчи- ка интенсивности между инвертором и интегратором, управляющий вход ключа подключен к выходу одного из релейных элементов, к входам которого подведены выходы источника постоянного напряжения, апериодического усилителя, триггера и входы второго, третьего и чет- 5 вертого релейных элементов, причем выход второго релейного элемента подключен к одному из входов апериодического усилителя, ко второму входу кото

poro через диоды подсоединены инвертор и релейный элемент задатчика интенсивности и вход третьего релейного элемента. К выходу последнего подключен адин из входов триггера, второй вход которого через четвертый релей- Ы ный элемент соединен с выходом блока выделения модуля связанного с выходок датчика тока 21

Недостатками данного устройства являются сложность и пониженная помехозащищенность.

Наиболее близок к предлагаемому следящий электропривод, содержащий последовательно соединенные регулятор положения, звено типа "эона нечувствительности", промежуточный усилитель, управляемый преобразователь и двигатель, причем вал двигателя связин с датчиком скорости и через механическую передачу с люфтом с исполнительным механизмом, на валу которого установлен датчик ускорения и датчик положения, выход которого подключен к входу регулятора положения, а также дифференцирующее эвено, последовательно соединенные масштабирующий усилитель, инвертор и выпрямитель, выходы которого подключены ко второму и третьему входам звена типа "зона нечувствительности", а входы масштабирующего усилителя соединены с выходом датчика ускорения и дифференцирующего звена, вход которого подключен к выходу датчика скорост и f3)

Однако известный электропривод не обеспечивает плавного выбора зазора, что приводит к значительным динамическим перегрузкам в механических сочленениях силовых элементов привода и, как следствие, понижает его долговечность, Цель изобретения - обеспечение плавности выбора зазора следящеего электропривода.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что s следящий электролривод, содержащий двигатель с датчиком скорости на валу, входом подключенный к преобразователю и механически соединенный через редуктор с люфтом с исполнительным механизмом, датчик положения которого подключен к входу регулятора положения, выход которого подключен к первому входу усилителя, Дополнительно введены датчик скорости исполнительного механизма и регулятор скорости,, выход которого соединен с входом преобразователя, первый вход - c выходом датчика скорости двигателя, второй вход - с выходом усилителя, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости исполнительного механизма;

На фиг,1 представлена функциональная блок"схема.электропривода; на фиг.2 ". эпюры, поясняющие его работу.

104 У1З

К

"р,п. пюп з

Следящий электропоивод (фиг. 1) содержит регулятор 1 положения, усилитель 2, регулятор 3 ссккооррооссттии, управляемый преобразователь 4, двигатель 5, редуктор с люфтом 6, исполнительный механизм 7, датчик 8 скорос,— ти двигателя, датчик 9 скорости исполнительного механизма и датчик 10 положения исполнительного механизма.

Следящий электропривод в режиме 10 позиционирования работает следующим образом.

На входе системы в момент. времени t0 возникает ступенчатое воздействие U> (фиг.2а), соответствующее перемещению механизма на определенный угол, определяемый -амплитудой входного воздействия. При этом регулятор 1 положения находится в насыщении, т.е. Up„ = Upq п.а». На выходе усилителя 2 устанавливается напряжение U в, которому соответствует разность скоростей исполнительного двигателя и механизма (п з,п„ ez), обусловленная допустимым уровйем динамических .нагрузок механических сочленений электропривода в момент зацепления. Коэффициент усиления усилителя по первому входу определяется как

U и он всегда меньше единицы.

За время t -t < двигатель разгоняется до скорости (фиг. 2в), .соответствующей 01, в,и пока не будет пройден зазор его скорость остается постоянной. За время t>-t< происходит процесс зацепления и на отрезке времени й,1-й3 механизм разгоняется до 40 максимальной скорости. Это достигается за счет того". что в момент времени на втором входе усилителя появляется . сигнал положительной обратной связи по напряжению тахогенератора механизма. 45

Коэффициент усилителя по второму входу,определяется из условия к ЛЗ .:"

Ц.г — К

Т,Г, МРх "мех,щах

Движение механизма на максимальной скорости продолжается до момента времени tg, далее регулятор положения выходит из насыщения и на отрезке

ty-tg двигатель выходит из зацепления с механизмом, его скорость понижает" ся относительно скорости механизма на величину ай =(п „- 9>>f. На этом отрезке времени сигнал на втором входе усилителя (сигнал тахогенератора механизма) меняется незначительно только под действием статического момента механизма, а изменение сигнала на выходе усилителя. обусловлено изменением U p .

За время t7-tg двигатель проходит зазор и на участке t -tg входит в зацепление. После этого начинается эффективное торможение механизма, определяемое сигналом регулятора положения и тахогенератора механизма °

Рффект ограничения разности скоростей двигателя и механизма при движении привода в зазоре достигнут тем, что на вход регулятора скорости двигателя подается ослабленный сигнал регулятора положения, который пропорционален допустимой разности скорос тей двигателя и механизма. Скорости электропривода выше этой разности обусловлены положительной связью по тахогенератору механизма.

Таким образом, в результате введения в следящий электропривод тахоР генератора и регулятора скорости, обеспечивается плавность выбора зазора путем ограничения разности скоростей двигателя и механизма при движении привода в зазоре, величина которой определяется допустимым уровнем динамических перегрузок в механических сочленениях силовых элементов электропривода в момент зацепления.

Это, в конечном итоге, обуславливает высокую долговечность.

Составитель В.Грибова

Техред N,ràééó Корректор й.Повх

Редактор Л.Пчелинская

Филиал ППП "Патент", r. У@гсцхщ, ул. Проектная, 4

Заказ 7553/56 Тираж 8/5 Подписное

ВНИЙЙЙ Государственного комитета СССР по делан изобьем!тений и открыл иЙ

3l3035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5