Электропривод

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, ссиержащий двигатель с датчиком скорости, выход которого связан с входами блсжа жесткой обратной связи и блока гибкой обратной связи, выходы которых ггсэдключены к входам блока сравнения , третий вход которого соединен с выходом згщатчика скорости, . а выхся блока сравнения через усилитель и преобразователь соединен с двигателем, блок вьщеления модуля, отличают и йс я тем, что, с целью повышения качества регулирования скорости, блоки жесткой и гибкой обратных связей выполнены управляемыми , управлякадне входы которых соединены с управлягацим входом усили-теля и через блок выделения модуля подключены к выходу задатчика скорости. (Л с сг О5 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1(Я) Н 02 P 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВЧ ОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3457503/24-07 (22) 22.06.82 (46) 07.01,.84, Бюл. В 1 (72) A.E.Àëåõèí (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 146835, кл. Н 02 Р 5/06, 1963.

2. Авторское .свидетельство СССР

)) 8431,39, кл. Н 02 P 5/06, 1981. (54)(57) ЭЛЕК1РОПРИВОД, содержащий двигатель с датчиком скорости, выход которого связан с входами блока жесткой обратной связи и блока гибкой обратной связи, выходы которых подключены к входам блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика скорости, а выход блока сравнения через усилитель и преобразователь соединен с двигателем, блок выделения модуля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования скорости, блоки жесткой и .гибкой обратных связей выполнены управляемыми, управляющие входы которых соединены с управлякщим входом усили-теля и через блок выделения модуля подключены к выходу задатчика скорости.

106601 3

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электропринодам с широким диапазоном регулирования скорости.

Известен электропривод, содержащий последовательно соединенные задатчик скорости, элемент сравнения, усилитель, и ре об ра з она тель, дв ига тель и датчик скорости (1), В элек тропГиводе для расширения диапазона регулиронания скорости усилительное устройство (регулятор скорости) выполнено с переменным коэффициентом усиления, уменьшающимся с увеличением уставки скорости элек троприв ода. В таком устройстве 15 коэффициент усиления регулятора скорости можно изменять в узких пределах, определяемых границами области устойчивости. Кроме того, изменение коэффициента регулятора скорости 7р влечет за собой изменение статичес, кого коэффициента передачи всей системы электропривода, что нарушает линейность регулиров очной характеристики н широком д. лпазоне регулирования скорости. Укаэанные недостатки не позволяют получить расширенный диапазон регулирования скорости влек троприв ода .

Наиболее близким к предлагаемому является электропринод, содержащий днигатель с датчиком скорости, выход которого связан с входами блока жесткой обратной связи и блока гибкой обратной связи, выходы которых подключены к входам блока сравнения, третий вход которого соединен с вы- ходом задатчика скорости, а выход блока сравнения через усилитель и преобразователь соединен с двигателем, блок выделения модуля (2).

В этом электроприводе имеется нелинейная обратная связь, которая в облаати излома характеристики обратной связи вносит автоколебания скорости, что ухудшает плавность регулирования скорости. Кроме того, изменение коэффициента цепи обратной связи ухудшает устойчивость электропривода из-за отклонения его параметров от оптимальных значений, 50 что также сужает диапазон регулировани я ск орос ти .

Цель изобретения — повышение качества регулирования скорости.

Поставленная цель достигается 55 тем, что в электроприводе, содержащем двигатель с датчиком скорости, выход которого связан с входами бло» ка жесткой обратной связи и блока гибкой, обратной связи, выходы которых подключены к входам блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика скорости, а выход блока сравнения через усилитель и преобразователь соединен с двигателем, блок выделения модуля, бл.оки жесткой и гибкой обратных связей выполнены упранляемыми, управлякщие входы которых соединены с управляющим входом усилителя и через блок выделения модуля подключены к выходу задатчика скорости.

На чертеже приведена блок-схема элек троприв ода.

Электропривод содержит двигатель

1 с датчиком 2 скорости, выход которого связан с входами блока 3 жесткой обратной снязи и блока 4 гибкой обратной связи, выходы которых подключены к входам блока 5 сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика б скорости, а выход блока 5 сравнения через усилитель

7 и преобразователь 8 соединен с двигателем 1, блок выделения 9 модуля. Блоки жесткой и гибкой обратных связей 3 и 4 выполнены управляемыми,их упранляющие входы соединены с управляющим входом усилителя 7 и через блок выделения 9 модуля подключены к выходу задатчика б скорости. Для снижения пульсаций на выходе задатчика скорости нключен активный фильтр 10 нижних частот.

Электропривод работает следующим образом.

Передаточная Функция замкнутбй системы регулируемого электропривода (без учета блока 4 гибкой обратной связи)с переменным коэффициентом блока 3 жесткой обратной связи при допущении того, что преобразователь !

8 является безынерционным звеном, а ,вся система описывается (при условии, t что система заранее оптимизирована

:для фиксированных коэффициентов передачи звеньев и является устойчивой) инерционным звеном второго поряд ка

К

T ° Г +T р+1+К К мР M ee где К - коэффициент усиления прямой цепи разомкнутой системы (ориентировочно коэффициент усилителя 7};.

Т - приведенная электромагнит-. ная постоянная времени якорной цепи двигателя 1 с учезтом импеданса преобразователя 8;.. Тм-- приведенная постоянная времени двигателя 1 с учетом момента инерции механизма;

К вЂ” переменный коэффициент обратной связи системы;

Р— оператор Лапласа.

Опуская промежуточные выкладки, выражения для ошибок записываются в следующем виде: (2)

С 4

10б6013

" м

c„* (3) ("+""ос)

Где Со - статическая ошибка системы;

С - скоростная ошибка системы; .С - ошибка системы по ускорению.

Анализ выражений (2-4) при реальных параметрах системы и при увели чении коэффициента жесткой обратной связи Ко в функции снижения сигна. ла управления по абсолютному значению

: показывает снижение по абсолютной величине коэффициентов ошибок системы.

При увеличении коэффициента жесткой обратной связи (Koc ), снижается демпфи рова ние системы эл ек троп рив ода, ч то ухудшает устойчивость ее работы, Коэффициент демпфирования элек тропривода может быть определен с учетом 20, (1) по выражению ! м

1+ КК . (5) уменьшение демпфирования ведет к увеличению колебательности электро- 25 привода и при больших значениях КО ведет к потере устойчивости, что в конечном итоге снижает диапазон регулирования скорости.

Для исключения колебательности Зо . и обеспечения устойчивой работы системы электропривода в нем имеется блок 4 гибкой обратной связи ., а также осуществляется регулирование, коэффициента передачи прямой цепи.

С учетом этого приведенная передаточная Функция замкнутой системы регулируемого электропривода принимает

\ вид

В,(v) =АВР2

"т,тм

А (7)

КЧ . Г, ВЭ (Ф Кос К

К

"c э

"+ ""ос а коэффициент демпфирования для выражения (б) определяется по выражению . Т + Т .К (10)

Мт. Т; Гмм

)((ри изменении коэффициента жесткой обратной связи коэффициент усиления в прямой цепи должен определяться по следукщей зависимости с учетсм (9)

l(ñ

"оо "с а постоянная времени гибкой обратной связи определяется иэ выражения (10) (у д4 ККч)-Тм (12} г

К

Р где К сом1. 45 где (8) .45 (9) В результате стабилизации коэффициента передачи всей замкнутой системы регулируемого лектропривода сохраняется линейность регулировочной характеристики. Кроме того, в системе статическая ошибка остается неизменной во всем диапазоне регулирования скорости.

Ошибки по скорости и ускорению определяются по выражениям (м+ К г ) "с

c,= (> ""ос

С2=(),КК г- я "м(" "Кос1 (ТмФКТг1 j,,(qq) которые с изменением коэффициента жесткой и гибкой обратных связей при стабилизации коэффициента усилени я Кс всей системы практически остаются постоянными. 8 результате выполенения системы с переменными параметрами, изменение которых может быть осуществленб по выражениям (ll) и (12), в функции изменения коэффициента жесткой обратной связи, зависящего, в свою очередь, от величины задающего сигнала, обеспечивается повышение точности регулирования при сохранении заданной устойчивости работы системы и линейности регулировочной характеристики.

Ориентировочно расшнрение диапазона регулирования скорости можно оценить по выражению (1 У) (ос ор.о "пр.ц > "оц где 13 — диапазон регулирования скорос ти;

К„„- регулируемый коэффициент передачи усилителя 7;

К„о - неизменяемый коэффициент

P прямой цепи, включающий в себя произведение коэффициентов передачи преобразователя 8 и двигателя 1;

Коы — неизменяемый коэффициент отнсяаения статизма естественной механической характеристики системы электропривода к требуемому статизму замкнутой системы на минимальной скорости.

Анализ выражения (15) показывает, что с ростом коэффициента усиления разомкнутой системы регулирования скорости (увеличение К и К ) при неизменной статической ошибке системы, происходит расширение диапазона регулирования скорости эл е к т роп рив о да.

Работа системы регулируемого электропривода основана ьа использовании модуля входного сигнала в качестве сигнала управления коэффициентами передачи усилителя 7 и блоков

8 и 4, причем с уменьшением мсдуля которого увеличивается коэффициент

1066013

Составитель Р.Воробьев

i Редактор A. Âëàñåíêî Техред Л. Пилипенко Корректор ВГирняк л

Заказ 11056/57 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х;-35, Рауюская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жесткой и гибкой обратных связей и усилителя 7, что прйводйт к увеличению чувствительности системы как к управляющему, так и к возмущающему воздействиям, при этом регулнровочная характеристика остается линейной и система сохраняет устойчивость работы.

Таким образом, электропривод обеспечивает регулирование скорости вшироком диапазоне с требуемым качеством регулирования и заданной устойчивостью.