Устройство для моделирования привода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЛЕЛ11РОВЛНИЯ ПРИВОЛА, содержащее блок моделирования скорости двигателя, вьшолненньтй в виде суммирующего интегратора , двигатель, выход которого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двигателя в напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интегратора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя и является вькодом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторьы входом суммирукяцего интегратора, отличающееся -тем, что, х; целью повышения точности, в него введен блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в виде сумматора , выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым в входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.

.(19) (1 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(ЯАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 06 С 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -, H АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-3ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И3ОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЬТИЙ (21) 3640033/24-24 (22) 08.09.83 (46) 07.02.85. Бюл. У 5 (72) В.В.Кочергин (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N> 605221, кл. Г, 06 Г 7/62, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 304607, кл. С 06 G 7/62, 1969 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДДЯ МОДЕЛИРОВАНИЛ НРИВОДА, содержащее блок модели рования скорости двигателя, выполненный в виде суммируюшего интегратора, двигатель, выход которого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двнгателя в напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интегратора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход заданич момента нагрузки которого соединен с вторым входом суммирующего интегратора, о т л и ч а ющ е е с я -тем, что, z целью повышения точности, в него введен блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в виде сумматора, выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым входом сую1атора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.

1138814

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для воспроизведения динамических характеристик при испытаниях приводов. 5

Известно устройство для динамического моделирования нагрузок силовых следящих приводов, содержащее привод, гидродвигатель, блок стабилизации давления, следящую систему и блок управления $1j.

Недостатками этого устройства являются большая потребляемая мощность, сложность и невоспроизводимость импульсных воздействий. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования приводов, содержащее блок моделирования скорости двигателя, выполненный в виде 20 суммирующего интегратора, двигатель, выход которого подключен к входу преобразователя угла поворота вала н напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интегратора, выход которого подключен к входу масштабн- го усилителя и является выходом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторым входом суммирующего 30 интегратора, третий вход которого соединен с выходом масштабного усилителя 2 3.

Недостатком известного устройства янляется низкая точность воспроизведения динамических и энергетических процессов в привоДе.

Цель изобретения — повьш|ение точности воспроизведения динамических и энергетических процессов в приводе. 40

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок моделирования скорости двигате-. ля, выполненный в виде суммирующего интегратора, двигатель, выход кото- 45 рого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двигателя н напряжение, выход которого соединен с первым входом су 4мирующего интегратора, выход которого 50 подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторым входом сум" мирующего интегратора, введен блок 55 моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в ниде сумматора, выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема:, предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — структурные схемы устройства.

Устройство содержит блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в виде сумматора 1, двигатель 2, преобразователь 3 угла поворота вала в напряжение, ° блок моделирования скорости двига,теля, выполненный н виде суммирующего интегратора 4, и масштабный усилитель 5.

Устройство работает следующим образом.

Сумматор 1 и двигатель 2 — реальные элементы испытываемого или мо" делируемого привода.

На фиг. 2 изображена структурная схема предлагаемого устройства, где

К вЂ” коэффициент усиления сумматора

1 R и С4, — сопротивление обмотки

1 Яякоря и машинная постоянная двигателя 2 соответственно, К вЂ” крутизна преобразователя 3, Т„ - постоянная времени интегратора 4, K >z — коэффициент усиления масштабного усилителя 5, U — сигнал управления, MH— момент нагрузки, U>, I< и 9> — нап-. ряжение, ток и скорость двигателя соответственно.

На фиг. З,приведена структурная схема незаторможенного двигателя 2.

Чтобы структурные схемы предлагаеМого устройства (фиг, 1) и двигателя (фиг. 3) были эквивалентны, коэффициенты передачи их замкнутых контуров должны быть равны:

CCO IKçСф м„

Я э и т откуда коэффициент усиления масштабного усилителя 5 равен му- ф T„ fk wz, (1) где Х, — момент инерции привода, приведенный н валу двигателя.

Работа устройства заключается в воспроизведении динамических процессов в реальном масштабе времени, происходящих н реальном приводе, 1138

814

4 -Ьг.2

ВНИИПИ

Тираж 710

Заказ 292

Подписное

3 подверженном воздействиям U и И„.

При этом, если параметры устройства выбраны по соотношению(1), то оно воспроизводит реальный ток двигателя и выходное напряжение интегратора

4, соответствующее в принятом масштабе текущей скорости двигателя 2, что позволяет использовать его для испытания привода и как элемент модели следяцей системы. Устройство в обоих случаях работает одинаково и отличается лишь целевым назначением, климатическими условиями проведения работ и перечнем регистрируемых параметров. Так, основное назначение устройства как модели заключается в воспроизведении функции ад= f(U„, И„).

Целью испытаний является проверка теплового режима, долговечности, надежности и других эксплуатационных характеристик двигателя и усилителя при воспроизведении ими реального тока якоря I> при одновременном воспроизведейии указанной функции д5

Q<= f(U„, M„).

В первом базовом объекте момент нагрузки испытываемого привода воспроизводится физически с помоцью нагрузочного привода. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с базовым — отсутствие необходимости в нагрузочном стенде, в эконоФилиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4 мии электроэнергии, в снижении уровня звукового шума при работе, в возможности воспроизведения любого, в том числе — импульсного закона изменения момента нагрузки.

Второй базовый объект не имеет недостатков первого, «o его можно использовать только для испытания муфтовых приводов с пониженной скоростью вращения ведущего вала, а для приводов с двигателем постоянного тока практически невозможно, так как в заторможенном двигателе из-эа отсут-, ствия противо-ЭДС по обмотке якоря текут пусковые токи. Действие обратной связи, введенной в предлагаемом устройстве с выхода интегратора на вход сумматора, эквивалентно действию противо-ЭДС двигателя. Это поз воляет моделировать и испытывать приводы с двигателем постоянного то1 ка с укаэанными по отношению к первому базовому объекту преимуществами.

Таким образом, основной эффект предлагаемого устройства заключается в возможности моделирования момента нагрузки двигателя постоянного тока средствами аналоговой техники при точном воспроизведении тока якоря, что по сравнению с базовыми объектами дает экономию электроэнергии, пропорциональную мощности привода, и расширяет область его применения.