Электропривод с подчиненным регулированием параметров

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в широкорегулируемых электроприводах металлорежутдих станков. Расширение диапазона регулирования скорости обеспечивается за счет введения дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования. При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздействия другой полярности процесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента 8 размыкает ключ 12 и замыкает ключ . 13, тем самым обеспечивается подключение выходного сигнала инвертора 11 к выходу регулятора 2 тока в фазе с выходным напряжением регулятора 1 скорости, 1 Ш1. о (Л С

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК: (su 4 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3833340/24-07 (22) 02,01,85 (46) 15,03.87. Бюл. Ф 10 (71) Научно-исследовательский инсти- тут автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В.Аржаков, А.Е.Лапа и В.С.Фадеев (53) 62-83:621.314,5 (088.8) (56) Комлев В.П., Евстигнеева А.А., Малафеев С,И. Исследование модели электропривода постоянного тока с нагрузкой типа сухое трение. — Изв, вузов. Приборостроение, 1983, Ф 7, с. 33-36, Башарин А.В,, Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Учебное пособие для вузов.

Л.: Энергоиздат. 1982, с. 224-226, Тетельбаум И,N. Шнейдер Ю,P.

400 схем для АВМ. Энергия, 1978, с. 169, схема 6-5-2.

„„SU, 12972 2 А1 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в широкорегулируемых электроприводах металлорежуших станков. Расширение диапазона регулирования скорости обеспечивается за счет введения дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования. При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздействия другой полярности процесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента

8 размыкает ключ 12 и замыкает ключ

13, тем самым обеспечивается подключение выходно."о сигнала инвертора 11 к выходу регулятора 2 тока в фазе с выходным напряжением регулятора 1 скорости, 1 ил.!

2972

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению автоматизированными электроприводами постоянного тока, и может быть использовано в широкорегулируемых электроприводах подач металлорежу- щих станков с позиционными и скоростными» режимами управления, Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу.

На чертеже приведена схема предлагаемого электропривода °

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю

2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 3 скорости, регулятор 4 скорости и регулятор 5 тока с подключен - ными к их входам соответственно датчиками скорости 6 и тока 7, а также релейный элемент 8, вход которого подключен к выходу задатчика 3 скорости. В электропривод введены последовательно соединенные выпрямитель 9, формирователь 10 характеристики момента сухого трения и инвертор 11, :управляемые ключевые элементы 12 и

13, управляющие входы которых объе-. динены и подключены к выходу релейного элемента 8, при этом вход вып= рямителя 9 соединен с выходом дат- 35 чика 6 скорости, исполнительная цепь ключевого элемента 12 включена между выходом формирователя 10 характеристики момента сухого трения и входом регулятора 5 тока, а исполни- 40 тельная цепь ключевого элемента 13— между выходом инвертора 11 и входом регулятора 5 тока.

Электропривод работает следующим образом.

Силовая часть электропривода— реверсивный вентильный преобразователь 2, электродвигатель 1 и управляющая часть в виде пропорционально- 5g интегрального регулятора 5 тока, на входе которого сравнивается сигнал, поступающий с выхода датчика 7 тока якоря, преобразующего сигнал от шунта цепи электродвигателя 1, и сигнал, поступающий с выхода пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора 4 скорости, образуют внутренний подчиненный контур регулирования

02 2 тока. Внешний контур регулирования скорости электродвигателя 1 состоит из ПИ регулятора скорости, датчика

6 скорости, при этом выходное напряжение ПИ регулятора 4 скорости является задающим для внутреннего токового контура.

На вход системы подается управляющее воздействие в виде задания на резкое увеличение скорости двигателя.

Задающий сигнал поступает на вход

ПИ регулятора 4 скорости. На него же поступает сигнал отрицательной обратной связи по скорости электро" двигателя 1, формируемого при помощи датчика 6 скорости ПИ регулятор 1 скорости воспринимает отклонение скорости электродвигателя I от заданного значения и под действием этого рассогласования меняется выходное напряжение IIH регулятора 4 скорости. Появление на входе ПИ регулятора 4 скорости напряжения приводит к подаче на вход ПИ регулятора 5 тока сигнала задания на величину и знак тока якоря электродвигателя I.

При этом на. другой вход ПИ регулятора

5 тока поступает с датчика 7 тока якоря сигнал отрицательной обратной связи по току. Одновременно сигнал с датчика 6 скорости поступает на вход выпрямителя 9, выходной сигнал которого формирует на выходе формирователя

10 специально подобранную зависимость момента сухого трения от скорости, при этом инвертор Il осуществляет инвертирование выходного сигнала формирователя 10 для получения противоположной полярности. Релейный элемент

8 фиксирует момент перехода задающего сигнала через нуль и осуществляет коммутацию ключевых элементов 12 и

13 таким образом, что выходной сигнал релейного элемента 8 положительной полярности замыкает ключевой элемент 12 и размыкает ключевой элемент

13, а сигнал отрицательной полярности наоборот размыкает ключевой элемент 12 и замыкает ключевой элемент

l3. В этом случае. выходной сигнал формирователя 10 подключается к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным сигналом ПИ регулятора 4 скорости как задание на ток якоря двигателя. Это сразу приводит к подаче на вход контура тока сигнала с амплитудой, достаточной для создания двигателем момента, равного моменту

1297

Составитель В.Кузнецова

Техред M:Õîäàíè÷

Корректор Л.Пилипенко

Редактор Ю.Середа

Заказ 793/60 Тираж б61 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 сухого трения, а с этого момента двигатель начинает вращаться в направлении, определяемом полярностью задающего сигнала.

Ключевой элемент 12 остается замк-5 нутым, а ключевой элемент 13 разомкнутым до тех пор, пока не изменится полярность задающего сигнала. Такое введение дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования обеспечи- 10 вает повьппение точности компенсации нагрузки типа сухого трения, нелинейно зависящего от скорости двигателя .во всем диапазоне регулирования скорости. Причем величина дополни- 15 тельного сигнала, передаваемого на вход регулятора тока, регулируется в функции скорости вращения двигат теля, При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздейст- 20 вия другой полярности процесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента 8 размыкает ключевой элемент 12 и замыкает ключевой элемент 1.3, тем самым обеспечивается подключение выходного сигнала инвертора 11 к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным напряжением

ПИ регулятора 4 скорости. 30

Введение указанных блоков и дополнительных связей позволяет точно скомпенсировать влияние момента сухого трения, зависящего от ,скорости вращения двигателя, что при-35 водит к существенному уменьшению неравномерности скорости вращения на малых скоростях и позволяет расширить диапазон регулирования скорости и обеспечить устойчивую работу 40 электропривода во всем диапазоне регулирования скорости и нагрузок, 202 4

Таким образом, применение предлагаемого электропривода с подчиненным регулированием параметров в механизмах подач металлорежущих станков приводит к улучшению качества обработки деталей за счет уменьшения ошибки позиционирования.

Формула изобретения

Электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, регулятор скорости и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками скорости и тока, а также релейный элемент, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу, в него введены пос ледовательно соединенные выпрямитель, формирователь характеристики момента сухого трения и инвертор, и два управляемых ключевых элемента, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу релейного элемента, при этом вход выпрямителя соединен с выходом датчика скорости исполнительная цепь первого ключевого элемента включена между выходом формирователя характеристики момента сухого трения и входом регулятора тока, а исполнительная цепь второго ключевого элемента — между выходом инвертора и входом регулятора тока.