Устройство для управления двумя группами электродвигателей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ ГРУППАМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее регулятор частоты, к выходу которого подключены формирователи напряжения смещения и нелинейный блок с зоной нечувствительности, и индивидуальные для каждого электродвигателя регуляторы тика, первые входы которых связаны с выходом нелинейного блока с зоной нечувствительнЪсти, о тличающее ся тем, что, с целью повышения точности управления и снижения ударных нагрузок, в него введены блоки ограничения и нелинейные блоки по числу групп электродвигателей , причем к вькоду каждого формирователя .напряжения смещения подключены входы, нелинейного блока и блока ограничения , выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих . Л регуляторов тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 Н 02 Р 5/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 3612519/24-07 (22) 30.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. 1г 35 (72) Л.Н. Евтеев, Г.С. Белоруков, Л.А. Тудер,н Д.А. Шустов (21) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 62 1.316.718.5(088,8) (56) 1. Von Edgar Bohm Fuhrung.und

Regelung Ейг Boderstationen. — "Siemens

Zeitschsift", 1974, 48,Helf 11.

2, Авторское свидетельство СССР

В 982172, кл. Н 02 P 5/46, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВУМЯ ГРУППАИИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее регулятор частоты, к выходу

„„SU„„ I 115193 A которого подключены формирователи напряжения смещения и нелинейный блок с зоной нечувствительности, и индивидуальные для каждого электродвигателя регуляторы тдка, первые входы которых связаны с выходом нелинейного блока с зоной нечувствительности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности управления и снижения ударных нагрузок, в него введены блоки ограничения и нелинейные блоки по числу групп электродвигателей, причем к выходу каждого формирователя.напряжения смещения подключены входы нелинейного блока и блока ограничения, выходы которых соединены I с вторыми входами соответствующих . регуляторов тока.

11151

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах подчиненного регулирования, преимущественно для радиотелескопов, в которых на общий выходной вал меха- низма работают две группы двигателей с питанием их от индивидуальных тиристорных преобразователей.

Известно устройство для управления двумя группами электродвигателей, 10 в котором на зубчатый венец главной оси механизма действуют две пары двигателей, причем одна пара вращает зубчатый венец, а другая — тормозит. При другом направлении вращения 15 функции групп двигателей меняются, благодаря чему изменение направления вращения осуществляется без перехода через зазор И .

Недостатком этого устройства явля- 20 ются низкие энергетические показатели, обусловленные необходимостью преодолевания ведомыми электродвигателями момента сопротивления, создаваемого тормозными электродвигателями по 2 всей зоне работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления двумя группами электродвигателей, содержащее регулятор частоты, к выходу которого подключены формирователи напряжения смещения и нелинейный блок с зоной нечувствительности, и индивидуаль-. ные для каждого электродвигателя регу-3S ляторы.тока, первые входы которых связаны с выходом нелинейного блоха с зоной нечувствительности. При отсутствии управляющего сигнала обе группы электродвигателей создают рав-40 ный, противоположно направленный момент. При увеличении сигнала управления возрастает момент на ведущей группе электродвигателей, а на тормозящей — уменьшается. При достижении 4S моментом ведущей группы номинального значения ток тормозящей группы меняет знак, и при дальнейшем увеличении сигнала управления момент второй группы электродвигателей увеличивает-50 ся, увеличивая суммарный момент, приведенный к нагрузке. Распределение напряжения регулятора частоты между регуляторами тока, обеспечивающее .нелинейное распределение нагрузки SS между группами электродвигателей, осуществляется с помощью формирователей напряжения смещения t 2 3.

93 2

Однако в известном устройстве обе группы двигателей работают с выборкой мертвого хода в зацеплении до значения моментов нагрузки на механизме:

M < 0 5 M „, где М вЂ” внешний момент нагрузки, приложенный к механизму;

И„щ„ — максимальное значение внешнего момента нагрузки.

Когда момент нагрузки достигнет значения M =- 0,5 М,щ,,, ток тормозящей группы электродвигателей меняет знак, и они переходят через зазор, что сопровождается ударными нагрузками в редукторе. При значении момента нагрузки M ) 0,5 М ® o6e группы работают в двигательном режиме, при этом режим работы с выборкой мертвого хода нарушается, что снижает точность управления.

Целью изобретения является повышение точности управления и снижение ударных нагрузок..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления двумя группами электродвигателей, содержащее регулятор частоты, к выходу которого подключены формирователи напряжения смещения и нелинейный блок с зоной нечувствительности, и индивидуальные для каждого электродвигателя регуляторы тока, первые входы которых связаны с выходом нелинейного блока с зоной нечувствительности, введены блоки ограничения и нелинейные блоки по числу групп электродвигателей, причем к выходу каждого формирователя напряжения смещения подключены входы блока ограничения и нелинейного блока, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих регуляторов тока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства (для случая четырех электродвигателей); на фиг. 2 — вид статических нагрузочных характеристик электропривода, обеспечивающих работу двигателей в распор; на фиг. 3 — вид характеристик формирователей напряжения смещения; на фиг. 4 — вид характеристик нелинейных блоков и блоков ограничения.

Устройство содержит регулятор 1 частоты, соединенный через формирователи 2 и 3 напряжения смещения с входами нелинейных блоков 4 и 5 и блоков

1115193 4

6 и 7 ограничения соответственно, а также нелинейный блок 8 с зоной нечувствительности, включенный между выходом регулятора 1 частоты и входами регуляторов 9-12 тока..Выходы нелинейных блоков 4 и 5 и блоков

6 и 7 ограничения соединены с вторыми входами регуляторов 9-12 тока соответственно.

На фиг, 2 обозначены: момент М 1б нагрузки, момент Nq, развиваемый двигателем, максимальный момент

М--- нагрузки, номинальный момент

--вакс

И„ двигателя, коэффициенты К -К наклона статических нагрузочных характеристик электродвигателей.

Сигнал регулятора 1 частоты в системе подчиненного регулирования в статике пропорционален внешнему моменту нагрузки, поэтому коэффициенты 2п наклона и вид характеристик формирователей 2 и 3 напряжения смещения нелинейных блоков 4 и 5 и блоков 6 и 7 ограничения определяются из статических нагрузочных характеристик электропривода.

Обозначение и значения коэффициентов наклона характеристик формирователей 2 и 3 напряжения смещения и статических нагрузочных характеристик электропривода. совпадают.

Коэффициенты наклона характеристик нелинейных блоков 4 и 5 могут быть определены следующим образом:

К1 Кв К

К = — К = — К 35

К2 К2 К2

К = — К9 = — гле Кэ-К9 — коэфК2. 2

В К 9 К„ ! фициенты наклона характеристик нелинейных блоков 4 и 5.

Сигнал регулятора 1 частоты, в статике пропорциональный моменту М нагрузки, через формирователи 2 и 3 напряжения смещения и нелинейные блоки

4 и 5 подается на входы регуляторов

9-12 тока и задает токи двигателей в зависимости от величины внешнего момента нагрузки.

Нелинейные блоки 4 и 5 и блоки

6 и 7 ограничения выполнены на интег- ральных операционных усилителях.

Необходимые коэффициенты наклона характеристик нелинейных блоков устанавливаются подбором резисторов во входных цепях операционных усилителейЯ Ограничение величины выходного напряжения на выходе блоков 6 и 7 ограничения выполнено с помощью двух стабилитронов, включенных встречно между входом и выходом операционного усилителя.

Устройство работает следующим образом,.

Напряжение с выхода регулятора 1 частоты, пропорциональное внешнему моменту нагрузки, подается на вход регулятора 12 тока через формирователь 3 напряжения смещения и нелинейный блок 5, на вход регулятора 11 тока — через формирователь 3 напряжения смещения и блок 7 ограничения, на вход регулятора 10 тока - через формирователь 2 напряжения смещения и блок 6 ограничения, на вход регулятора 9 тока — через формирователь 2 напряжения смещения и нелинейный блок 4. Характеристики формирователей 2 и 3 напряжения смещения, нелинейных блоков 4 и 5 и блоков 6 и 7 ограничения обеспечивают изменение напряжения на входах регуляторов

9-12 тока, следовательно, и моментов нагрузки каждого двигателя в соответствии с характеристикой распора (фиг. 2).

При отсутствии внешнего момента нагрузки две пары двигателей создают равный противоположно направленный момент (фиг. 2, точки е, f). При увеличении нагрузки возрастает момент на ведущей паре электродвигателей (фиг 2, участок характеристики ed) а на тормозящей — уменьшается (фиг.2, участок характеристики йо f ). При достижении ведущими электродвигателями значения момента, равного номинальному (точка d), ток одного из двигателей, работающих в тормозном режиме, меняет свое значение на противоположное, и двигатель переходит через зазор (фиг. 2, точка а ). При дальнейшем увеличении нагрузки его момент возрастает, увеличивая суммарный момент, приведенный к нагрузке. Когда момент двигателя, перешедшего через зазор, достигает значения, равного номинальному (фиг. 2, точка с), второй двигатель, работавший в тормозном режиме, переходит через зазор (фиг. 2, точка в) и при дальнейшем увеличении нагрузки его момент возрастает, увеличивая суммарный момент, приведенный к нагрузке, т.е. устройство работает так, что с увеличением значения внешнего момента нагрузки до максимального двигатели, создавав-

1115193 шие тормозной момент, переходят через зазор поочередно при значениях моментов нагрузки М = 0,5 И„ „ (первый двигатель) и M = 0,75 Имд (второй двигатель). При изменении знака внешнего момента система работает аналогично вследствие симметричности характеристик. распора.

Таким образом, расширяется область моментов нагрузки, при которых не ,нарушается работа двигателей с выборкой мертвого хода до значения М =

= О,i 5 М><<< что обуславливает повышение точности регулирования. При возрастании момента нагрузки двигатели переходят через зазор поочеред- но, в результате чего уменьшаются ударные нагрузки в редукторе, а следовательно, увеличивается срок его

5 службы.

В результате применения данного устройства повышается точность регупирования эа счет уменьшения ошибки в 5-10 раз. Из-эа более плавного перехода через зазор уменьшается бросок тока двигателя на 307 и таким образом улучшаются условия работы редуктора, повышается надежность электромеханической системы.

1115193

Ф1 Х

Составитель Н. Корева

Редактор И. Николайчук Техред 3 Палий Корректор Е. Сирохман

Заказ 6788/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4