Следящий электропривод

 

Изобретение может быть использовано в механизмах с автоматическим регулированием положения при наличии люфтов в силовой передаче. Электропривод содержит внутренний контур регулирования скорости двигателя и внешний контур регулирования положения механизма. При прохождении зазора с помощью усилителя происходит ограничение сигнала управления из условия допустимых перегрузок в механической передаче в момент зацепления . Величина скорости исполнительного механизма в момент выхода из зацепления фиксируется запоминающрш устройством. Движение электропривода при выбранном зазоре осуществляется с положительной обратной связью по скорости двигателя, чем .обеспечивается требуемое быстродейст- § вне. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) А1 (51) 4 С 05 В 11/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4240356/24-24 ! (22) 05.05.87 (46) 07.12.88. Бюл. 11 45 (71) новосибирский электротехнический институт (72) H.И. Ухин, М.Д. Горбатенков и Ф.К; Фоттлер (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1045219, кл. G 05 В 11/01, 1981.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1332260, кл. G 05 В 11/01, 1985, (54) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение может быть использовано в механизмах с автоматическим регулированием положения при наличии люфтов в силовой передаче. Электропривод содержит внутренний контур регулирования скорости двигателя и внешний контур регулирования положения механизма. Прн прохождении зазора с помощью усилителя происходит ограничение сигнала управления из условия допустимых перегрузок в механической передаче в момент зацеп" .пения ° Величина скорости исполнител"ного механизма в момент выхода из зацепления фиксируется запоминающим устройством. Движение электропри" вода при выбранном зазоре осуществляется с положительной обратной связью по скорости двигателя, чем обеспечивается требуемое быстродейст" щ вие. 2 ил.

1442973

Изобретение относится к области автоматизированного электропривода, имеющего зазоры в механических сочленениях силовых элементов, и может быть использовано при автоматическом регулировании положения исполнительных устройств, например, в опорно-говоротных механизмах экскаваторов, моделирующих стендов и роботов-манипуляторов °

Цель изобретения — повышение надежности работы электропривода при наличии люфта в механических соединениях. !5

На фиг. l представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие его рабоT Ó °

Следящий электропривод (фиг. 1) содержит регулятор 1 положения, суммирующий усилитель 2, регулятор 3 скорости, преобразователь 4, двигатель

5 с датчиком 6 скорости и датчиком 7 положения вала, редуктор 8 с люфтом, исполнительный механизм 9, датчик !О поло>кения исполнительного механизма, первый и второй управляемые ключевые элементы 11 и 12, первый и второй релейные элементы 13 и 14, источник

15 напря>кения смещения с разнополярными выходами, первый, второй, третий и четвертый сумматоры 16-19, запоминающее устройство 20, дополнительный ключевой элемент 21, элемент ИЛИ 22 и третий и четвертый

35 релейные элементы 23 и 24.

Работа следящего электропривода, например, в режиме позиционирования.

Выходной сигнал сумматора 19 ра- 40 вен разности выходных сигналов датчика положения двигателя и датчика положения исполнительного механизма.

В исходном состоянии с обоих датчиков положения поступает сигнал, равный нулю. При этом выходные сигналы сумматоров )7 и 18 равны напряжению

Uö источника смещения и противоположны по знаку, Напряжение Uö пропорционально величине зазора и равно Ч

2 где Ь!.!> — максимальная величина зазор ра;

К . — коэффициент датчика полол жения.

Управляемые ключевые э>1ементы 11, !

2 и 21 разомкнуты, и напряжения на выходе запоминающего устройства 20 и на третьем и четвертом входах усилителя 2 равны нулю.

В момент времени 1 на вход регулятора 1 положения поступает сигнал

U> (например, положительный), который приводит к насыщению регулятор положения, и его выходной сигнал ста новится равным U „„ „,. На выходе суммирующего усилителя 2 появляется напряжение, которое через сумматор 1 6, воздействуя на вход релейного элемента 13, вызывает срабатывание ключевого элемента 12, и к третьему входу усилителя 2 подключается выход сумматора 17. В результате этого на выходе суммирующего усилителя 2 устанавливается напряжение U<, „ . Двияс кс гатель разгоняется и при б лысой ве> личине зазора к моменту времени tq его скорость может достичь максимального значения (д „ „(фиг. 2д). Одновременно за счет изменения сигнала с датчика положения двигателя напряжение на выходе сумматора 17 уменьшается, а на выходе сумматора 18 увеличивается (фиг. 2б).

По этой причине в момент времени суммирующий усилитель 2 выходит из насыщения, За время t> -t напряжение U уменьшается (фиг. 2г) до напряжения, которому соответствует разность частот вращения двигателя и исполнительного механизма, обусловленная допус тимым уровнем динамических перегрузок в механической передаче в мо-: мент зацепления, что обеспечивается выбором Коэффициента усилителя

2 по первому входу меньше единицы, При этом обеспечивается минимальное время выбора зазора.

В момент времени t> происходит процесс зацепления. При этом сигнал с сумматора 17 становится равным нулю, что приводит к срабатыванию релейного элемента 23. Сигнал U c выхода элемента ИЛИ вызывает замыкание ключевого элемента 21 (фиг. 2в).

Напряжение 0 > на выходе запоминающего устройства 20 становится равным сигналу с датчика скорости двигателя, а на выходе сумматора 16 — равным нулю, и ключевой элемент 12 размыкается. За время t< -t> осуществляет-, ся форсированный разгон двигателя до максимальной скорости за счет сигнала положительной обратной связи по

442973 регулятора положения. В момент времени t следящий электропривод от-рабатывает заданное значение 11

К

MOL КС

1 д К> и

К вЂ” коэффициенты суммируюУ2 щего усилителя 2 соответственно по первому и

15 второму входам;

U сигнал датчика 6 скорости, соответствующий макс ыальной скорости двигателя.

Механизм 9 движется с максимальной скоростью до момента времени когда регулятор 1 положения выходит из насыщения, вслед: твие чего двигатель начинает тормозиться и теряет зацепление с механизмом. При этом меняется знак выходного сигнала сумматора 16, срабаIb!!IaeT релейнь!й элемент 14, и выход сумматора 18 подключается к четвертому входу суммирующего усилителя 2. Одновременно, так как ни один из выходных сигналов сумматоров 1/ и 18 не равен нулю, размыкается дополнительный ключевой элемент 21. Осуществляется запоминание текущего значения скорости двигателя 5. В период выбора зазора характер движения исполнительного механизма определяется только величиной статического момента нагрузки.

Изменение скорости двигателя до момента времени tb обусловлено изменением сигналов с регулятора 1 положе ния и с сумматора 18. В момент време ни t6, когда двигатель вновь входит в зацепление с механизмом, сигнал с

; сумматора 18 равен нулю и, следовательно, разность между скоростями двигателя 5 и механизма 9 не больше допустимой. При этом срабатывает релейный элемент 24 и через элемент ИЛИ подает напряжение управления на ключевой элемент 21. Вы20

25.скорости двигателя с выхода запоминающего устройства 20. Коэффициент усилителя 2 по второму входу определяется ход датчика скорости вновь подключается к входу запоминающего устройства 20. Так как напряжения на входах сумматора 16 становятся равными, то ключевой элемент 11 размыкается., Торможение электропривода обусловлено темпом изменения сигнала с

Так как в период выбора зазора скорость исполнительного механизма меняется незначительно, только за счет действия статического момента нагрузки, то фиксация величины скорости исполнительного механизма в момент выхода двигателя из зацепления по датчику скорости двигателя

% позволяет исключить элемент, обладающий низкой надежностью — датчик скорости исполнительного механизма.

Формула изобретения

Следящий электролривод, содержащий последовательно соединенные регулятор положения, суммирующий усилитель, регулятор скорости, преобразователь и двигатель, снабженный датчиком скорости и датчиком положения вала, исполнительный механизм, механически соединенный чсрез редуктор с валом двигателя, выход датчпка положения исполнительноIо механизма подключен к входу регуд0 лятора положения, выход датчика скорости соединен с другим входом регулятора скорости, два управляемых ключевых элемента, два релейных элемента, источник напряжения смещения с Разнополярными выходами и четыРе сумматора, первый вход первого сумматора соединен с выходом суммирующего усилителя, выход первого сумматора подключен через первый и вто40 рой релейные элементы к управляющим входам первого и второго ключевых элементов соответственно, входы которых соединены соответственно с .выходами второго и третьего сумматоров, а выходы первого и второго ключевых элементов подключены к третьему и четвертому входам суммирующего усилителя, первые входы второго и третьего сумматоров подключены к выходу

50 четвертого сумматора, вторые входы второго и третьего сумматоров соединены соответственно с разнополярными выходами источника напряжения смещения, входы четвертого сумматора соединены соответственно с выходами датчиков положения вала двигателя и исполнительного механизма, отличающийся тем, что, с целью повьш ения надежности работы электропривода при наличии люфта в механических соединениях, введены запоминающее устройство, дополнительный ключевой элемент, элемент

ИЛИ и третий и четвертый релейные элементы, подключенные входами к выходам второго и третьего сумматоров соответственно, выходы третьего и четвертого релейных элементов соеди442973 6 иены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом допрлнительного ключевого элемента, входом подключенного к выходу датчика скорости, а выходом — к входу запоминающего устройства, выход которого соединен с вторыми входами усилителя и первого

lp сумматора.

1442973

Составитель Г. Нефедова

Техред Л.Сердюкова Корректор g. Шекмар

Редактор О. 10рковецкая

Заказ 6384/45 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4