Электропривод с выравниванием нагрузок

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЫРАВНИВАНИЕМ НАГРУЗОК, содержащий электродвигатели , первый сумматор, связанный с первым усилителем мощности, выход которого подключен к якорной обмотке первого электродвигателя, датчик скорости первого электродвигателя , выходом подключенньш к входу первого сумматора, датчик момента первого электродвигателя, выход которого подключен к входам первого суммирующего усилителя и первого сумматора соответственно, второй сумматор, связанный с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к якорной обмотке второго электродвигателя, датчик момента второго электродвигателя, выход которого соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя, измеритель угла рассогласования, входы которого соединены с выходом задатчика входного сигнала и датчиком угла поворота вала нагрузки, соединенным через редукторы с люфтом с валами электродвигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем вьфавнивания моментов нагрузки, в него дополнительно введены два релейных регулятора, два датчика напряжений и второй суммирующий усилитель, при этом вход первого релейного ре$ гулятора соединен с выходом первого (Л сумматора, а выход - с входом первого усилителя мощности, вход второго релейного регулятора соединен с выходом второго сумматора, а выход - с входом второго усилителя мощности, выходы суммирующих усилителей соединены с входом втоKj рого сумматора, к входам второго со ел суммирующегоусилителя подключены ,выходы датчиков напряжения первого и второго электродвигателей, к входупервого сумма-тора подключен также ел выход датчика напряжения первого электродвигателя.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl)4 Н 01 р 7/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3705734/24-07 (22) 02.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. ¹ 34 (72) А.H. Домнин, А.Б. Зеленов, Л.И. Рябенко, А.В . Садовой и Б.В . Сухинин (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Патент США № 3512425, кл. 74-388,,1968.

Авторское свидетельство СССР № 620940, кл. С 05 В 11/01, 1978. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЫРАВНИВАНИЕМ НАГРУЗОК, содержащий электродвигатели, первый сумматор, связанный с первым усилителем мощности, выход которого подключен к якорной обмотке первого электродвигателя, датчик скорости первого электродвигателя, выходом подключенный к входу первого сумматора, датчик момента первого электродвигателя, выход которого подключен к входам первого суммирующего усилителя и первого сумматора соответственно, второй сумматор, связанный с вторым усилителем мощности, выход которого подключен к якорной обмотке второго электродвигателя, датчик момента второго электродвигателя, выход

„„SU„„3 3 7953 5 А которого соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя, измеритель угла рассогласования, входы которого соединены с выходом задатчика входного сигнала и датчиком угла поворота вала нагрузки, соединенным через редукторы с люфтом с валами электродвигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем выравнивания моментов нагрузки, в него дополнительно введены два релейных регулятора, два датчика напряжений и второй суммирующий усилитель, при этом вход первого релейного регулятора соединен с выходом первого сумматора, а выход — с входом первого усилителя мощности, вход второго релейного регулятора соединен с выходом второго сумматора, а выход — с входом второго усилителя мощности, выходы суммирующих усилителей соединены с входом второго сумматора, к входам второго суммирующего усилителя подключены ,выходы датчиков напряжения первого и второго электродвигателей, к входу. первого сумматора подключен также выход датчика напряжения первого электродвигателя.

1 117951

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования моментов двух

-электродвигателей в электромеханических следующих системах. 5

Целью изобретения является повышение КПД путем выравнивания моментов нагрузки.

На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода. 10

Электропривод содержит электродвигатели 1 и 2, последовательно соединенные первый сумматор 3, релейный регулятор 4, усилитель мощности 5, выход которого подключен .к 15 якорной обмотке электродвигателя 1, последовательно соединенные второй сумматор 6, релейный регулятор 7, усилитель мощности 8, выход которого п6дключен к якорной обмотке 20 электродвигателя 2, валы электродвигателей 1 и 2 через редукторы 9 и

10 соединены с валом нагрузки 11,датчик скорости t2 электродвигателя 1 соединен с входом первого суммато- 25 ра 3, выход датчика момента 13 электродвигателя 1 подключен к входам первого сумматора 3 и суммирующего усилителя 14, выход датчика

О момента 15 электродвигателя 2 соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя 14, выходы датчиков напряжений 16 и 17 подключены к входам второго суммирующего усилителя 18, выходы суммирующих уси-З лителей 14 и 18 подключены к входу второго сумматора 6, выход датчика напряжений 16 подключен также к входу первого сумматора 3, измеритель угла рассогласования 19, вхо- 40 ды которого соединены с выходом задатчика входного сигнала 20 и .датчиком угла поворота 21 вала нагрузки.

Электропривод с выравниванием нагрузок электродвигателей работает следующим образом.

В исходном положении приводные электродвигатели 1 и 2 неподвижны.

Если при этом отсутствует разность сигналов задания положения ваЪ ла нагрузки 11 объекта регулирования и Y фактического положения этого вала на входе сумматора 3, то релейный регулятор 4 устанавливается 55 з одно из устойчивых положений, выдавая на вход усилителя мощности

5 максимальное напряжение управления

5 2 при этом усилитель мощности 5 также имеет на выходе максимальное напряжение. Увеличение напряжения на выходе усилителя мощности 5 ведет к появлению сигнала на выходе датчика напряжения 16. Этот сигнал поступает с отрицательным знаком на вход сумматора 3, что ведет к переключению релейного регулятора 4 в другое положение, при котором усилитель мощности 5 также имеет на выходе напряжение обратной полярности. Это в свою очередь вызывает изменение знака выходного напряжения на датчике 16 напряжения и т.д. Таким образом, при отсутствии разности сигналов Y> - f релейный регулятор 4 и усилитель мощности 5 переключаются из одного устойчивого положения в другое с высокой частотой, т.е. работают в скользящем режиме.

Переключение полярности напряжения на выходе датчика 16 с частотой скольжения вызывает появление скользящего режима работы релейного регулятора 7 и усилителя мощности

8 через второй суммирующий усилитель 18 и датчик напряжения 17.

Скважность напряжения питания каждого электродвигателя 1 и 2 в этом случае равна 0,5, а среднее напряжение О,.и О на их якорях равно нулю, что обеспечивает их неподвижность и нагрузки 11.

При появлении на входе сумматора 3 положительной разности изменяется скважность напряжения на выходе релейного регулятора 4 и усилителя мощности 5, что ведет к увеличению среднего напряжения О, на электродвигателе 1, который начинает развивать вращающий момент, передаваемый через редуктор 9 нагрузке 11.

Повышение среднего напряжения U1 на электродвигателе 1,через датчик напряжения 16 и второй суммирующий усилитель 18 вызывает изменение скважности напряжения на,выходе релейного регулятора 7 и напряжения Ц на выходе усилителя мощности 8, электродвигатель 2 также начнет развивать вращающий момент, передаваемый на нагрузку 11 объекта регулирования через редуктор 10.

Движение электродвигателя 1 и 2 продолжается до тех пор, пока нагрузка 11 объекта регулирования не

1179515

20

30 повернется на заданный угол и сигнал Y . .на выходе датчика угла по.ворота 21 вала нагрузки объекта регулирования не будет равен сигналу У на выходе задатчика 20 входного сигнала.

Вращающие моменты M и М электродвигателей 1 и 2 контролируются. датчиками моментов 13 и 15 соответственно. Сигналы с выхода этих датчиков сравниваются в суммирующем усилителей 14, на выходе которого формируется сигнал ьМ, пропорциональный разности моментов М1 и hA т.е. МК,(М, М ), В процессе работы электродвигателей 1и 2 контролируется скорость электродвигателя 1, сигнал от датчика 12 скорости поступает с отрицательным знаком на вход первого сумматора 3.

Таким образом, устройство для выравнивания нагрузок электродвигателей работает реализуя следующие алгоритмы управления: для электродвигателя 1

Ц,-Ц „е ф е(а(р К, са,-К,„М< gg„g,).(1) для электродвигателя 2

Д = "ма ф(" м М+" хна )1:(2) ° где ц, М, U — соответственно скорость, момент и напряжение электродвига- с телей.

Составляющая K < 0 в алгоритме (1) обеспечивает работу релейного регулятора 4 в скользящем режиме, а составляющие Kqc Сд< и K м М( устойчивое движение электродвигателя при отработке сигнала Ь (, Составляющая L „ a U в алгоритме (2) обеспечивает работу релейного регулятора 7 в скользящем режиме, стремясь свести движение электродвигателя 2 с вращающим моментом

@ = М, т.е. при и М вЂ” О, Повышение коэффициента полезного действия в электроприводе обеспечивается введением релейных регуляторов 4 и 7, работающих в скользящем режиме при подаче на их входы определенных обратных связей в соответствии с алгоритмами управления (1) и (2). При отклонении параметров любого из электродвигателей, например, из-за технологического разброса при их изготовлении, разной температуры нагрева или других причин вследствие больших коэффициентов усиления при скользящем режиме работы регуляторов возникающая разность hN вращающих моментов вызывает такое изменение напряжения 11> питания второго электродвигателя, при котором величина М уменьшается, стремясь к минимальной величине, определяемой реальной частотой скользящего режима работы ре- . пейных регуляторов.

Составитель M.Kðÿõòóíoâà

Редактор Т.Митейко Техред М.Пароцай Корректор С.Черни

Заказ 5693/59 Тираж б46 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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