Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе для прецизионного управления положением и скоростью вращения механического объекта. Целью изобретения является повышение точности регулирования скорости. Нелинейный скоростной контур компенсирует отрицательный наклон начального участка характеристики момента трения в подшипниках. В электропривод введен также формирователь компенсирующих сигналов, обеспечивающий линейную и дифференцирующую связи для компенсации соответственно тормозного момента на валу двигателя и ошибки, обусловленной задаваемым ускорением. Таким образом, в электроприводе устраняются скоростные ошибки от действия момента трения в кольцах статора при переходах задаваемой скорости через ноль и скоростные ошибки, обусловленные действием задаваемых ускорений, т.е. повышается точность регулирования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1539946

А1 (51)5 H 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯм

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4158411/24-07 (22) 08.12.86 (46) 30.01.90 Бюл. Р 4 (71) Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.А.Новиков, Л.И.Осипов и С.В.Рохманюк (53) 621.316.7 18.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 834822, кл. Н 02 P 5/06, 1981, Башарин А.В., Новиков В,А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздчт, 1982„ с. 199-203. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА о (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе для прецизионного упИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе для прецизионного управления положением и скоростью вращения механического объекта.

Цель изобретения — повышение точности регулирования скорости. Ha чертеже приведена схема электропривода.

Электропривод постоянного тока содержит двигатель 1 с датчиком 2 угловых перемещений, последовательно со- единенные регулятор 3 Скорости, регулятор 4 тока, преобразователь 5, выходом соединенный с двигателем 1, hopравления положением и скоростью вращения механического объекта, Целью изобретения является повышение точности регулирования скорости. Нелинейный скоростной контур компенсирует отрицательный наклон начального участка характеристики момента трения в подшипниках. В электропривод введен также формирователь компенсирующих сигналов, обеспечивающий линейную и дифференцирующую связи для компенсации соответственно тормозного момента на валу двигателя и ошибки, обусловленной задаваемым ускорением. Таким образом, в электроприводе устраняются скоростные ошибки от действия момента трения в кольцах статора при переходах задаваемой скорости через ноль и . у .скоростные ошибки, обусловленные действием задаваемых ускорений, т.е. по- ( вышается точность регулирования. 1 ил.

СЛ

С Э Ф мирователь 6 управляющих сигналов,вы- Я, ходом соединенный с одним входом вы- Д .числителя 7 сигнала мгновенной скорос- ти, фазовый дискриминатор 8, датчик 9 тока, соединенный с вторым входом регулятора 4 тока, датчик 10 положения, генератор 11 квадратурных сигналов, усилитель 12, нелинейный преобразователь 13, формирователь 14 компенсирующих сигналов, расширитель 15 динамического диапазона измерения фазо-; вого рассогласования и преобразователь 16 напряжения в частоту. Выходы генератора 11 квадратурных сигналов соединены с входами датчика 2 угловых

1539946 перемещений и вычислителя 7 сигнала мгновенной скорости, другие входы которого через усилитель 12 соединены с выходами датчика 2 угловых перемецений. Один выход вычислителя 7 сиг5 нала мгновенной скорости через нелинейный преобразователь 13 с характеристикой типа "насыщение"" соединен с третьим входом регулятора 4 тока, а другие выходы вычислителя 7 сигнала мгновенной скорости соединены с входами фазового дискриминатора 8 и формирователя 6 управляющих сигналов, выход которого через преобраэова-15 тель 16 напряжения в частоту и фазовый дискриминатор 8 соединен с входом регулятора 3 скорости, второй вход ъ которого через расширитель 15 дийамического диапазона измерения фазового > рассогласования соединен с выходами фазового дискриминатора 8 и датчика 10 положения, соединенного с третьим входом формирователя 6 управляющих импульсов, выход которого через формиро-25 ватель 14 компенсирующих сигналов соединен с четвертым входом регулятора 4 тока.

Датчик 2 угловых перемещений (нндуктосин), возбуждаемый генератором

11, усилитель 12, вычислитель 7,нелинейный преобразователь 13, контур регулирования тока якоря двигателя образуют нелинейный контур компенсации момента трения. в подшипниках, 35

Фазовый контур регулирования скорости состоит из датчика 2, усилителя 12, вычислителя 7, фазового дискриминатора 8, расширителя 15, регулятора 3 скорости, контура регулирования тока и преобразователя 16.

Датчик ? представляет собой,например,индуктосин, содержацчй две сдвинутые на 90 эл. град. обмотки ста тора и точно такие же две обмотки ротора.

Формирователь б управляющих сигналов формирует сигналы для режима позиционирования и для режима отслеживания заданной скорости.

Датчик 10 вырабатывает импульсный

"сигнал при прохождении валом определенного положения для коррекции начального положения вала объекта.

Усилитель 12 осуществляет усиление и коррекцию амплитуд сигналов датчика 2. Это позволяет полностью компенсировать изменение амплитуды сигнала датчика 2 при изменении скорости вращения ротора датчика 2 относительно вращающегося поля статора, Нелинейный преобразователь 13 имеет характеристику с наклоном, обратным наклону начального участка характеристики момента трения в подшипниках, и греобраэует сигнал по скорости в сигнал нелинейной обработкой связи по скорости.

Формирователь 14 компенсирующих сигналов обеспечивает линейную и дифференцирующую связи пля компенсации соответственно тормозящего момента на валу двигателя и ошибки, обусловленный задаваемым ускорением.

Расширитель 15 динамического диапазона измерения фазового рассогласования выполнен цифроаналоговым и предназначен для расширения области линейного участка измерителя фазового рассогласования.

Электропривод работает следующим образом.

На первом этапе (на этапе позиционирования) в соответствии с поступившим кодом требуемого углового положения объекта 8, и кодом действительного положения объекта (формируемым в результате накопления информации о перемещении объекта) по сигналу пуска Б„ формирователем б управляющих сигналов вырабатывается треугольное управляющее напряжение, обеспечивающее (при принятом значении ускорении или торможения) переход объекта из исходного положения 8 в требуемое н положение 9, . Ha втором этапе (после окончания режима позиционирования) к входу преобразователя 16 напряжения в частоту вращения вектора подключается напряжение Б, преобразуемое в пропорциональное этому напряжению значение скорости вращения вала объекта. При малых скоростях, т.е. при мальы значениях напряжения U (cîîòâåòствующих участку с отрицательным на" клоном характеристики момента трения в подшипниках N,(Ûäåécòâóåò контур нелинейной обратной связи по скорости, формирующий составляющую тормозного момента. При выходе на горизонтальный участок характеристики 1c() (при достижении определенного значения задающей частоты) в вычислителе 7 сигнала мгновенной скорости сигналом задающей частоты осуществляются переключения, результатом которых является фиксация напряжения вычислителя 7

- 1539946

Формула изобретения

Составитель Ю.Воробьев

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Л,Патай

Редактор А.Огар

Заказ 228 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 на уровне, соответств)ющем заданной скорости в начале горизонтального участка характеристики 11 (Ы с учетом знака скорости. Формирователем 14 компенсируются ошибка, вызванная задаваемым ускорением электропривода и формируется сигнал, компенсирующий общий тормозной момент, что обеспечивает исключение ошибки по скорости, вызванной скачком момента N npu т переходе скорости через ноль.

Таким образом, в электроприводе исключаются скоростные ошибки от действия момента трения в кольцах статора при переходах задаваемой скорости через ноль и скоростные ошибки, о6условленные действием задаваемых ускорений, т.е. повышается точность регулирования скорости.

Электропривод постоянного тока,содержащий электродвигатель с датчиком угловых перемещений, последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, преобразователь, выходом соединенный с электродвигателем,формирователь управляющих сигналов,выходом соединенный с одним входом вычислителя сигнала мгновенной скорости, фазовый дискриминатор, датчик тока якоря, соединенный с вторым входом регулятора тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости, в него

1 введены генератор квадратурных сигналов, усилитель, нелинейный преобразователь с характеристикой типа "насы5 щение, формирователь компенсирующих сигналов, расширитель динамического диапазона измерения фазового рассогласования,,преобразователь напряжения в частоту, при этом выходы генератора квадратурных сигналов соединены с входами датчика угловых перемещений и вычислителя сигнала мгновенной скорости, другие входы которого через усилитель соединены с выходами датчика угловых перемещений, один выход вычислителя сигнала мгновенной скорости через нелинейный преобразователь с характеристикой типа "насыщение соединен с третьим входом регулятора

20 тока, а другие выходы вычислителя сигнала мгновенной скорости соединены с входами фазового дискриминатора и формирователя управляющих сигналов, выход которого через преобразо25 ватель напряжения в частоту и фазо- вый дискриминатор соединен с входом регулятора скорости, второй вход

1 которого через расширитель динамического диапазона измерения фазового

30 рассогласования соединен с выходами фазового дискриминатора и датчика положения, соединенного с третьим входом формирователя управляющих импульсов, выход которого через форми35 рователь компенсирующих сигналов cGBдинен с четвертым входом регулятора тока.

)