Следящий электропривод

 

СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий синхронный двигатель, датчик угла,вал которого соединен с синхронным двигателем, подключенным через усилитель мощности к выходу элемента сравнения, один вход которого через преобразователь кода в. напряжение соединен с выходом датчика угла и с входами двух функциональных преобразователей кода в напряжение , выходы которых подключены к входам двух множительных блоков, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с другим входом элемента сравнения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции электропривода , в него введены два первых и два вторых фиксатора нулевого порядка , два первых и два вторых интегратора со сбросом, два сумматора, два первых и два вторых элемента сравнения, синхронизатор и два датчика тока, выходы каждого из которых подключены к входам соответствующих первых интеграторов со сбросом, к входам первых фиксаторов нулевого порядка и к суммирующим входам первых введенных элементов сравнения, вычитающие входы которых соединены с соответствующими выходами первых , фиксаторов нулевого порядка, а их выходы подключены к первым входам введенных сумматоров, другие входы а ю которых соединены с выходами интеграторов со сбросом, а их выходы подСО ключены к вычитающим входам вторых с: введенных элементов сравнения, суммирующие входы которых через вторые интеграторы со сбросом подключены к выходам усилителя мощности, а их выходы соединены с входами вторых фик:0 СП саторов нулевого порядка, выходы которых подключены.к входам множительных блоков, второй выход синхронизао: ) тора соединен с ключами сброса всех интеграторов и с тактовыми входами первых фиксаторов нулевого порядка, а его первый выход подключен к тактовым входам вторых фиксаторов нулевого порядка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) ц)) Н 02 P 5/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565315/24-07 (22) 17.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. N - 20 (72) В.С. Вальков, В.В. Гапоненко, Е.И. Кутузов и Ю.Ф. Берсенев (71) Новосибирский электротехнический институ (53) 62-83:621.313.323.076(088.8) (56) 1. Блейз Е.С. Динамика электромагнитных следящих систем. N., "Энергия", 1967, с. 168-176.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 546853, кл. G 05 В 11/12, 1975. (54)(57) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий синхронный двигатель, дат. чик угла,вал которого соединен с синхронным двигателем, подключенным через усилитель мощности к выходу элемента сравнения, один вход которого через преобразователь кода в. напряжение соединен с выходом датчика угла и с входами двух функциональных преобразователей кода в напряжение, выходы которых подключены к входам двух множительных блоков, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с другим входом элемента сравнения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции электро- привода, в него введены два первых и два вторых фиксатора нулевого порядка, два первых и два вторых интегратора со сбросом, два сумматора, два первых и два вторых элемента сравнения, синхронизатор и два датчика тока, выходы каждого из которых подключены к входам соответствующих первых интеграторов со сбросом, к входам первых фиксаторов нулевого порядка и к суммирующим входам первых введенных элементов сравнения, вычитающие входы которых соединены с соответствующими выходами первых, фиксаторов нулевого порядка, а их выходы поцключены к первым входам введенных сумматоров, другие входы которых соединены с выходами интеграторов со сбросом, а их выходы подключены к вычитающим входам вторых введенных элементов сравнения, суммирующие входы которых через вторые интеграторы со сбросом подключены к выходам усилителя мощности, а их выходы соединены с входами вторых фиксаторов нулевого порядка, выходы которых подключены.к входам множительных блоков, второй выход синхронизатора соединен с ключами сброса всех интеграторов и с тактовыми входами первых фиксаторов нулевого порядка, а его первый выход подключен к тактовым входам вторых фиксаторов нулевого порядка.

1095337

Изобретение относится к электротехнике и мо:хет быть использовано для управления угловым положением объекта.

Известен следящий электропривод с демпфирующим тахогенератором, в котором по положению обратная связь осуществляется с помощью датчика угла (1) .

Недостатком этого электропривода является невысокий диапазон регулирования за счет наличия низкочастотных пульсаций в напряжении тахогене» ратора. В результате ухудшается качество слежения на низких скоростях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является следящий электропривод, содержащий датчик угла, .вал которого соединен с двигателем, подключенным через усилитель мощности к выходу элемента сравнения, один вход которого через преобразователь кода в напряжение соединен с выходом датчика угла.

Входы функциональных преобразователей кода в напряжение подключены к выходу датчика угла, а их выходы " к входам множительных устройств, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с другим входом элемента сравнения. Для обеспечения обратной связи по скорости используется синхронный тахогенератор j2) .

Недостатком данного привода является необходимость использования синхронного тахогенератора, что приводит к усложнению конструкции привода.

Цель изобретения — упрощение кой .струкции электропривода.

Для достижения поставленной цели в следящий электропривод, содержащий синхронный двигатель, датчик угла вал которого соединен с синхроно ным двигателем, подключенным через . усилитель мощности к выходу элемента сравнения, один вход которого че рез преобразователь кода в напряжение соединен с выходом датчика угла и с входами двух функциональных преобразователей кода в напряжение, выходы которых подключены к входам двух множительных блоков, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с другим входом элемента сравнения, введены два первых и два вторых фиксатора нулевого

t0

35 порядка, два первых и два вторых интегратора со сбросом, два сумматора, два первых и два вторых элемента сравнения, синхронизатор и два датчика тока, выходы каждого из которых подключены к входам соответствующих первых введенных интеграторов со сбросом, к входам первых фиксаторов нулевого порядка и к суммирующим входам первых введенных элементов сравнения,вычитающие входы которых соединены с соответствующими выходами первых фиксаторов нулевого порядка, а их выходы подключены к первым входам введенных сумматоров, другие входы которых соединены с выходами интеграторов со сбросом, а их выходы подключены к вычитающим входам вторых введенных элементов сравнения, суммирующие входы котовых через вторые интеграторы со сбросом подключены к выходам усилителя мошности, а их выходы соединены со входами вторых фиксаторов нулевого порядка, выходы которых подключены к входам множительных блоков, второй выход синхронизатора соединен с ключами сброса всех интеграторов и с тактовыми входами первых фиксаторов нулевого порядка, а его первый выход подключен к тактовым входам вторых фиксаторов нулевого порядка.

На чертеже приведена функциональная схема следящего электропривода.

Следящий электропривод содержит датчик угла 1, синхронный исполнительный двигатель 2, усилитель мощности 3, элемент сравнения 4, преобразователь кода в напряжение 5, датчики тока 6 и 7, два первых интегратора со сбросоч 8 и 9, два первых фиксатора нулевого порядка 10 и 11., два ..ервых элемента сравнения 12 и 13, сумматоры 14 и 15, два вторых элемента сравнения 16 и 17, два вторых интегратора со сбросом 18 и 19, два вторых фиксатора нулевого порядка 20 и 21, множительные блоки 22 и

23, функциональные преобразователи кода в напряжение 24 и 25, сумматор

26, синхронизатор 27, Вал датчика угла 1 соединен с валом двигателя 2, который через усилитель мощности 3 подключен к выходу элемента сравнения 4, один вход которого через преобразователь кода в напряжение 5 соединен с выходом датчика угла. Выходы датчиков тока 6

1095337 з и 7 подключены к входам первых интеграторов со сбросом 8 и 9, к вхо-,. дам первых фиксаторов нулевого порядка 10 и 11 и к суммирующим входам первых элементов сравнения 12 и

13, вычитающие входы которых соединены. с выходами фиксаторов нулевого порядка 10 и 11, а их выходы подключены к входам сумматоров 14 и 15, другие входы которых соединены с вы- 1О ходами первых интеграторов со сбросом 8 и 9, а их выходы подключены к вычитающим входам первых элементов сравнения 16 и 17, суммирующие входы которых через вторые интеграто-15 ры со сбросом 18 и 19 подключены к выходам усилителя мощности 3, а их выходы соединены с входами вторых фиксаторов нулевого порядка 20 и 21, выходы которых подключены к входам множительных блоков 22 и 23, к другим входам которых подключены выходы функциональных преобразователей код в напряжение 24 и 25, входы которых подключены к выходу датчика угла 1. Выходы множительных блоков

22 и 23 подключены к входам сумматора 26, выход которого соединен с другим входом элемента сравнения 4.

Кроме того, первый выход синхронизатора 27 подключен к тактовым входам вторых фиксаторов нулевого порядка 20 и 21, а его второй выход

I соединен с ключами сброса всех интеграторов 8, 9; 18, 19 и с тактовыми входами первых фиксаторов нуле35 вого порядка 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на элемент сравнения 4

40 управляющего сигнала привод приводится во вращение. Сигналы с датчиков тока 6 и 7 поступают на входы первых интеграторов со сбросом 8 и 9, первых фиксаторов нулевого по45 рядка 10 и 11, элементов сравнения

12 и 13. На интеграторе 8 (9) фор ируется напряжение

t и, к,j )ца2, 50

ti где т,; — момент выборки синхроимпульса на втором выходе синхронизатора 27;

К вЂ” коэффициент пропорциональ- .55 ности.

На выходе фиксатора нулевого порядка 10 (11) фиксируется напряжение

10(22) 2 222) °

На выходе элемента сравнения 12 .(f3) получаем напряжение

0„„„-),(,(ц,())

На выходе сумматора 14 (15)

»(2)- Ij« 2)»»21- » ;)).

1, Напряжения с выходов усилителя мощности поступают на входы вторых интеграторов 18 и 19, с выходов ко-. торых снимаются напряжения

1 t .u«= u,dt;u„:ju;dt .На выходе элемента сравнения 16 формируется напряжение

1 1 Ц )" 22 К,) ))t)dt-22)I)tl- 2.)) ф.;

На выходе фиксатора нулевого порядка 20 запоминается напряжение

4+2 2

20 j "dt К, »ltldt-22)(It » ) I (*;))

» t» где „= т,; + ) )Т= f ) f — интервал дискретности, - частота синхроимпульсов.

Покажем, что при соответствующем выборе коэффициентов К 1 и К напряжение Uq пропорционально ЭДС фазы двигателя. Для каждой фазы двигателя можно записать ="-«) ) /,) .

Проинтегрировав записанное уравнение, получим

t<„1; „

j Edt-j udt-Rj и Lj d „ с;

Ги Г" "Г,3 - )t;„),ì)

2 1;

При сравнении полученного равенства с выражением для 0220 видно, что )„ и2е--1 Edt 2 Ape R-К 2 L - К2

t.„ .

2», ) Edt =k»E Ital,rect„»t e»t.,, t1

3 сопМ п) и T t,;,-12 сок)5

При достаточно высокой частоте синхроимпульсов ступенчатая кривая

1095337

Ц практически не отличается от кри вой ЭДС двигателя и можно записать

Ц20 Ъ 1 > 21 Ъ 2

Сигналы Ц2 и 02, а также сигнал с датчика положения используются для формирования напряжения, пропорционального мгновенной скорости двигателя. Для этого сигналы с выхода

10 датчика угла 1 в виде цифрового кода поступают на входы двух функциональных преобразователей кода в напряжение 24 и 25, которые формируют напряжения

Ц2Ф Ц"и б лy и Ц25 ц Cog@ где Ц вЂ” угол поворота вала;

UA, — напряжение питания.

Эти напряжения подаются на входы множительных блоков 22 и 23, на дру- 20 гие входы которых подаются синфазные с напряжениями U и 02г напряжения, пропорциональные ЭДС, фаз двигателя 2:

Й . dy

Ц =K —.Ging Ц =l4,— co8q

20 dt. »1 Д

На выходах множительных блоков 22 и 23 формируются напряжения вида

Ц22=" Ц1оч " 4 Ц2 = Цо 00 Ч

22

На выходе сумматора 26 получают напряжение 2 Ч 35

Ц2 =Ц22 Ц2 =КЦп — Ьг0 М со Ч1= Ц„ пропорциональное мгновенной угловой скорости двигателя. Это напряжение используется для демпфирования привода и подается на один из входов элемента сравнения 4. На другой его вход через преобразователь кода в напряжение 5 подается сигнал обратной связи по углу, снимаемый с датчика угла 1.

Согласованная работа схемы обеспечивается синхронизатором 27. В моменты 1 импульсы с первого выхода

t синхронизатора поступают на фиксаторы нулевого порядка 20 и 21, при этом происходит запоминание результирующих напряжений на выходах элементов сравнения 16 и 17. Импульсы со второго выхода синхронизатора вырабатываются с минимальной задержкой и сразу же вслед за импульсами с первого выхода, причем соблюдается со1 отношение с ((Т. Импульсами со второго выхода синхронизатора производится сброс всех интеграторов, а также запоминание выходного сигнала датчиков тока 6 и 7 на фиксаторах нулевого порядка 10 и

11.

Таким образом, предлагаемый электропривод обладает более простой конструкцией, поскольку отсутствует тахогенератор в виде электрической машины. Дополнительно введенные элементы являются стандартными полупроводниковыми приборами, которые не могут существенно усложнить конструкцию привода.

1095337

Составитель В. Тарасов

Редактор Т. Веселова Техред С.Легеза

Корректор П. Коссей

Заказ 3617/39

Тираж 66, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4