Позиционный электропривод

 

Изобретение относится к позиционным электроприводам постоянного тока, выполняющим перемещение рабочих органов на заданную величину. Цель изобретения - повышение точности регулирования положения при наличии статической нагрузки на валу электродвигателя . Электропривод содержит электродвигатель постоянного тока 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, регулятор положения 5, пропорциональньм регулятор скорости 6, регулятор тока 7 и датчики положения, скорости и тока 8, 9 и 10. Электропривод дополнительно снабжен блоком вычисления начального задания скорости 11, коммутирующим элементом с двумя замыкающими 17, 19 и двумя размыкающими 16, 18 исполнительными цепями и последовательно соединенными интегральным регулятором положения 12, сумматором 13 и пропорциональным регулятором положения 14. Повышение точности регулирования положения обеспечивается образованием двух до- , (Л W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 210 А 1 (su4 Н02Р 506

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3803867/24-07 (22) 23.10.84 (46) 30.04,86, Бюл. ¹ 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по комплексной электрификации промышленных обьектов Тяжпромэлектропроект" им. Ф.Б,Якубовского (72) Т,Н.Денежкина, Д,С.Ямпольский и Л.А.Горншгейн (53) 62-83:621.314.5 (088.8) (56) Решмин Б.И,, Ямпольский Д.С.

Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. И,: Энергия, 1975,с.153-164, Неймарк В.Е. К расчету оптимальных по быстродействию позиционных систем регулирования электропривода.—

Электротехн. промышленность. Сер.

Электропривод, 1970. вып. 4, с.15 — 17.

Бай Р,Д. Фельдман А.В. Анализ процессов точного .позиционирования электропривода. — Электротехн.промьппленность. Сер. Электропривод, 1972, вып. 7-8, с.5-8. (54) ПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к позиционным электроприводам постоянного тока, выполняющим перемещение рабочих органов на заданную величину. Цель изобретения — повышение точности регулирования положения при наличии статической нагрузки на валу электродвигателя, Электропривод содержит электродвигатель постоянного тока 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, регулятор положения 5, пропорциональный регулятор скорости 6 регулятор тока 7 и датчики положения

1 скорости и тока 8, 9 и 10. Электро- привод дополнительно снабжен блоком вычисления начального задания скорости 11 коммутирующим элементом с двумя замыкающими 17, 19 и двумя раз- мыкающими 16, 18 исполнительными цепями и последовательно соединенными интегральным регулятором положения 12, сумматором 13 и пропорциональным регулятором положения 14. Повышение точности регулирования положения обеспечивается образованием двух дополнительных контуров положения, соединенных по принципу подчиненного регулирования. При этом режим торможения при рассогласованиях по положению, превышающих заданное значение, 228210 формируется нелинейным регулятором положения 5 со смещенной параболической характеристикой с ограничением выходной величины при постоянном замедлении. 1 ил.

Изобретение относится к позиционным электроприводам постоянного тока, выполненным по принципу подчиненного регулирования, и может быть использовано в электроприводах, выполняющих перемещение рабочих органов на заданную величину, в которых монотонный характер процесса позиционирования при условии наиболее быстрой допустимой отра,ботки заданного перемеще— ния является необходимым условием технологического процесса, например, в электроприводе нажимных винтов прокатного стана.

Цель изобретения — повышение точности регулирования положения при наличии статической нагрузки на валу электродвигателя.

На чертеже изображена функциональная схема электропривода.

Позиционный электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к регулируемому преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные блок 3 задания перемещения и блок 4 сравнения, а также регулятор 5 положения с параболической характеристикой, пропорциональный регулятор 6 скорости и регулятор 7 тока, при этом второй вход блока 4 сравнения и входы регуляторов 6 и 7 скорости и тока соединены соответственно с датчиками 8, 9 и 10 положения, скорости и тока якоря. Злектропривод также содержит блок 11 вычисления начального задания скорости, коммутирующий элемент с двумя замыкающими и двумя размыкающими исполнительными цепями и последовательно соединенные интегральный (И) регулятор 12 положения, сумматор 13 и пропорциональный (П) регулятор 14 положения, причем выход блока 4 сравнения соединен с управляющей цепью 15 коммутирующего элемента, через первую размыкающую цепь 16 коммутирующего элемента — с входом регулятора 5 положения с параболи:еской характеристикой и через его первую замыкающую цепь 17 — с входом И-регулятора 12 положения, второй вход сумматора 13 соединен с выходом блбка 11 вычисления начального задания скорости, входы которо1О го псдключены к выходу регулятора 5 положения с параболической характеристикой и через вторую размыкающую цепь 18 коммутирующего элемента — к выходу датчика 8 положения, соединенного также с входом П-регулятора 14 положения, выход которого через вторую замыкающую цепь !9 коммутирующего элемента соединен с задающим входом регулятора 6 скорости.

М

Блок 11 вычисления начального задания скорости может быть выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и интегратора, в цепь обрат35 ной связи которого включена размыкающая цепь упомянутого коммутирующего элемента.

Сущность изобретения состоит в том, что режим торможения электрощ привода при рассогласованиях по положению, превышающих выбираемое малое рассогласование, формируется нелинейным регулятором положения со сме- щенной параболической характеристикой с ограничением выходной величины.

При этом торможение привода осуществJIRpTc8 при постоянном замедлении. При достижении выбранного малого рассогласования нелинейный регулятор положения в результате срабатывания коммутирующегo элемента исключается из структуры регулирования, и в дальнейшем режим торможения привода формируется регулятором положения, образующим два дополнительных контура по1228210

35 ложения, соединенных по принципу подчиненного регулирования, При этом внутренний контур содержит П-регулятор 14, а внешний — И-регулятор 12 положения. Настройки обоих регуляторов выполняются иэ условия обеспечения монотонного характера процесса позиционирования в линейной структуре, т.е. не имеющей ограничений по току и скорости.

В момент переключения на выходе

И-регулятора 12 положения внешнего дополнительного контура положения должен быть сигнал, задаваемый блокбм 11 вычисления начального задания скорости, такой величины, чтобы якорный ток в момент переключения не менялся °

Устройство работает следующим образом, Выходной сигнал S> с блока 3 задания сравнивается с выходным сигналом S датчика 8 положения, и получающийся в результате сигнал рассогласования по положению ЬЯ поступает на управляющий вход 15 коммутирующего элемента, где сравнивается с сигналом уставки Ь S

При рассогласованиях по положению, меньших сигнала уставки (Ь$ аБ ) сигнал рассогласования через размыкающую цепь 16 коммутирующего элемента поступает на нелинейный регулятор 5 с параболической характеристикой, выходной сигнал которого в качестве задающего сигнала поступает на вход регулятора 6 скорости. Одновременно выходной сигнал нелинейного регулятора 5 с параболической характеристикой подается на первый вход блока 11 вычисления начального задания скорости, на второй вход .которого через размыкающую цепь 18 коммутирующего элемента поступает сигнал с выхода датчика 8 положения ° В блоке 11 вычисления начального задания скорости рассчитывается и запоминается сигнал задания начальных условий для

И-регулятора 12 положения. Как толь— ко сигнал рассогласования по положению д S станет меньше или равен сигналу уставки aS срабатывает коммутирующий элемент, В результате размыкающая цепь 16 коммутирующего элемента отключает нелинейный регулятор 5 и одновременно перестает поступать сигнал на первый вход блока 11 вычисления начального задания скорос10

55 ти, второй вход которого отключается размыкающей цепью 18. На выходе блока 11 вычисления начального задания скорости запоминается величина начального задания для И-регулятора 12 положения на момент переключения.Одновременно с отключением нелинейного регулятора 5 замыкающие цепи 17 и 19 коммутирующего элемента подключают

И вЂ регулят 12 и П-регулятор 14 положения, В дальнейшем сигнал рассогласования по положению поступает на вход И вЂ регулято 12 положения. Выходной сигнал И-регулятора 12 положения суммируется с сигналом задания начальных условий с выхода блока 11 вычисления начального задания скорости, и полученный результат сравнивается с выходным сигналом датчика 8 положения. Результат сравнения поступает на вход П-регулятора 14 положения, выходной сигнал которого в качестве задающего сигнала поступает на вход регулятора 6 скорости.

Изобретение обеспечивает увеличение производительности позиционных механизмов при работе со статической нагрузкой на валу электродвигателя при условии обеспечения монотонного характера процесса позиционирования без установившейся ошибки по положению за счет повышения точности позиционирования при одновременном минимуме времени отработки заданного перемещения, а также повьппает их износоустойчивость при наличии люфтов.

Формула изобретения

Позиционный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к регулируемому преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные блок задания перемещения и блок сравнения, а также регулятор положения с параболической характеристикой, пропорциональный регулятор скорости и регулятор тока, при этом второй вход блока сравнения и входы регуляторов скорости и тока соединены соответственно с датчиками положения, скорости и тока якоря, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования положения при наличии статической нагрузки на валу электродвигателя, в него введены блок вычисления началь28210

Составитель В.Кузнецова

Техред Н.Бонкало

Редактор И,Рыбченко

Корректор И.Муска

Заказ 2294/55 Тираж б31

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул, Проектная, 4

5 12 його задания скорости, коммутирующий элемент с двумя замыкающими и двумя размыкающими исполнительными цепями и последовательно соединенные интегральный регулятор положения, сумма тор и пропорциональный регулятор положения, причем выход блока сравнения соединен с управляющей цепью коммутирующего элемента, через первую размыкающую цепь коммутирующего элемента— с входом регулятора положения с параболической характеристикой и через его первую замыкающую цепь — с входом интегрального регулятора положения, второй вход сумматора соединен с выходом блока вычисления начального задания скорости, входы которого подключены к выходу регулятора положения с параболической характеристикой и через вторую размыкающую цепь коммутирующего элемента — к выходу датчика положения, соединенного также с входом пропорционального регуlO лятора положения, выход которого через вторую замыкающую цепь коммутирующего элемента соединен с задающим входом регулятора скорости.