Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока
СОЮЗ СОБЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) (5D 4 С 01 L 3/10
ВСГГ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
13,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3877434/24-10 (22) 28.03.85 (46) 30.11.86. Бюл. № 44 (71) Северо-Кавказский ордена Дружбы народов горно †металлургическ институт (72) К.В. Кибизов, А.Ч. Хатагов, Н.Г. Переслегин, А.А, Годжиев и A.Â. Дзускаев (53) 531.781(088.8) (56) Автоматизированный электропривод в промышленности. — Труды ЧТ Всесоюзной конференции по автоматизированному злектроприводу". М, "Энергия",1974, с. 135.
Добыча угля открытым способом.
Сб., ЦНИЭИУголь, 1979, ¹ 5, с.11-13. ,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗКИ НА ВАЛУ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения нагрузки.Подключают датчики 1 и 2 к исследуемому электродвигателю. С помощью ручных делителей 7,8 и 9 напряжения вводят коэффициенты а,, а и аз, являющиеся оценками постоянных времени электромеханической и якорной цепи электропривода. Нагружают электропривод спектром нагрузок, характерным для реальных условий эксплуатации и по показаниям прибора 12 определяют значение дисперсии в первом цикле последовательного приближения. С помощью ручных двигателей 7,8 и 9 напряжения вводят определенные приращения коэффициентам а, а и аз в какуюлибо сторону и вновь нагружают электропривод и спределя;1т по показаниям прибора 12 значение дисперсии во втором цикле последовательного прибл-.meния. Если значение дисперсий в первом и втором циклах больше нуля, то в третьем цикле направление приращения коэффициентов изменяется на обратное.
Так продолжается до тех пор, пока дисперсия не достигнет своего минимального значения. Это состояние свидетельствует о том, что найдены значения коэффициентов а(, а и аз, наиболее адекватно описывающие в составе аналитического выражения величину нагрузки на валу электропривода.
1 ил.
1273756
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для определения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями, 5 например, в клети прокатного стана.
Целью изобретения является повышение точности.
На чертеже показана структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, Сущность предлагаемого способа измерения нагрузки заключается в том, что измеряют ток I и напряжение Р якоря электродвигателя, а измерительный сигнал S пропорциональный нагрузке, формируют в соответствии с аналитическим выражением
dI d I dU
S=I+a †-+а — — -а 20
< dt Я Д г э dt где a,, a, aç коэффициенты явля ющиеся оценками соответственно Т, T »
"Тм H TìiR где Т и Т„ — постоянные времени электромеханической и якорной цепи электропривода, R — сопротивление якорной цепи электродвигателя.
Поскольку значениям Т„, Т и R для реального электропривода механизма с упругими звеньями известны с боль- 35 шей долей приближения и, кроме того, они зависят от реальных условий эксплуатации, то коэффициенты а.<, а и .а находят из серии циклов последую3 щих приближений, включающихся в том, 40 что установленным в предыдущем (i1)-м цикле значениям коэффициентов дают определенные приращения в какую-либо сторону, а затем подвергают электропривод воздействию спектра на- 45 грузок, характерного для реальных условий эксплуатации с определенным временем корреляции нагрузок. При этом в реальном масштабе времени опреdS 50 деляют производную — и в течение
dt отрезка времени, более чем в пять раз превышающего время автокорреляции нагрузок, определяют ее дисперсию D; в данном i-м цикле, значение которой сравнивают со значением D;, определенным в предыдущем (i-1)-м цикле.
При этом, если (Э, -D, ) > О, то в по-. следующем (i+1)-м цикле направление приращений коэффициентов меняют на обратное, а если (D -Р;, ) О, то в последующем (i+1) — м цикле направление приращений коэффициентов сохраняют, Циклы продолжают до тех пор, пока не достигнут минимального значения дисперсии D. в каком-либо1 -м
J цикле. При этом в первом цикле устанавливают значения коэффициентов соответственно равные расчетным оценТм кам T„, T Т и -- . Найденные в ре9 зультате серии укаэанных циклов коэффициенты а,, а, а являются оптимальными оценками соответственно Т м
Тм
Т Т„ и - —, адекватными реальному электроприводу в реальных условиях эксплуатации. Измерительный сигнал S сформировгнный с учетом найденных эначений коэффициентов а,, а и а, наиболее точно описывает нагрузку на валу электропривода.
Поиск коэффициентов а1, а и аз как многофакторный эксперимент может производиться поэтапно при фиксированных значениях одного или двух коэффициентов на каждом этапе. В результате находят также сочетание коэффициентов а,, а и а,, при котором дисперсия Р достигает минимального значения.
Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями может осуществляться с помощью устройства, блок схема которого изображена на чертеже.
Устройство для измерения нагрузки содержит датчик 1 тока и датчик 2 напряжения якоря электродвигателя, блоки 3-6 дифференцирования, ручные делители 7,8 и 9 напряжения, сумматор 10 дисперсиометр 11 и показывающий прибор 12. Причем дисперсиометр l1 представляет собой последовательное соединение квадратора и фильтра низких частот, постоянная времени которого должна быть в 5-10 раз больше интервала автокорреляции нагрузки, который для механизмов циклического действия соответствует среднему времени цикла нагрузки. При этом датчик
1 тока подключен к одному входу сумматора 10, а также через блок 3 дифференцирования подключен к ручному делителю 7 напряжения, подключенному .к второму входу сумматора 10 и к вто t5
dI d I dU
S=I+a --+а — — -а— ! dt 2 dt2 > dtэ
ВНИИПИ Заказ 6467/38 Тираж 778 Подписное
Произв.-pormrp. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 1273 рому блоку дифференцирования 4, выход которого через второй ручной делитель 8 напряжения подключен к третьему выходу сумматора IО. Датчик 2 напряжения якоря через последователь- ную цепочку из третьего блока дифференцирования 5 и третьего ручного делителя 9 напряжения подключен к четверТому входу сумматора 10, выход которого через четвертый блок диффе- 10 ренцирования 6 и дисперсиометр 11 подключен к показывающему при— бору 12.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Подключают датчики 1 и 2 к исследуемому электродвигателю, с помощью ручных делителей 7-9 напряжения вво- gp дят коэффициенты а,, а и а в виде расчетных оценок значений Т„, Т„ Т и Т /R. Нагружают электропривод спектром нагрузок, характерным для реальных условий эксплуатации, и по показаниям прибора 12 определяют значение дисперсии D в первом цикле последовательного приближения. Затем с помощью ручных делителей 7-9 напряжения вводят определенные приращения 30 коэффициентам а,, а и аз в какуюлибо сторону и вновь нагружают электропривод и определяют по показаниям прибора значение дисперсии D во втог ром цикле последовательного прибли- 35 жения. Если при этом (Р -D,) > О, то в третьем цикле направление приращения коэффициентов изменят на обратное, а если (П -D„) с О, то в третьем цикле направление приращения коэффи- 4б циентов сохраняют. Так продолжают до тех пор, пока дисперсия D не доJ стигнет своего минимального значения.
Это состояние свидетельствует о том, что найдены значения козффи — . 4y циентов а <, а2 и аэ, наиболее адекватно описывающие в сос таве аналитического выражения величину нагрузки на валу электропривода
756 4
Формула из обретения
Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями, заключающийся в том, что измеряют в реальном масштабе времени ток Х напряжение U якоря электродвигателя, исходя из значений которых формируют сигнал
S по величине которого судят о нагрузке, отличающийся тем, что, с целью.повьппения точности, подвергают электропривод воздействию спектра заданных нагрузок с определенным временем автокорреляции и соответетвующего заданным условиям эксплуатации, а измерительный сигнал S формируют в соответствии с аналитическим выражением коэффициенты а > а> и а э KQTQPoro находят из серии циклов последовательных приближений, заключающихся в том, что установленным в предыдущем (i-1)-м цикле значениям коэффициентов дают приращение в какую-либо сторону и за заданный отрезок времени, не менее чем в пять раз превышающий время автокорреляции нагрузок,. определяют дисперсию D; производной
dS
dt — измерительного сигнала S значеФ ние которой сравнивают со значением дисперсии D;, определенным в предыдущем (i-1)-м цикле, при этом в последующем (i+1)-м цикле направление приращения коэффициентов сохраняют, если (D -D; ) < О.или меняют на обратное, если (D;-D;, ) > О, причем циклы повторяют до тех пор, пока значение дисперсии D не достигнет минимума, а в первом цикле устанавливают значения коэффициентов, соответственно равными Т„,, Т Т,„ и Т„,/К, где Т и T> — расчетные оценки постоянных времени соответственно электромеханической и якорной цепей электропривода, R — - сопротивление якорной цепи электродвигателя.
