Электропривод с подчиненным регулированием параметров

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с подчиненным регулированием параметров, регуляторы скорости которых не содержат интегрирующих звеньев, и может быть использовано для управления механизмами, работающими в условиях частых ускорений и замедлений, например в электроприводах графопостроителей. Целью изобретения является повышение быстродействия при разгоне электродвигателя. Электропривод содержит электродвигатель, при разгоне которого сигнал задания формируется делением сигнала с задатчика скорости на сигнал с датчика скорости, а при замедлении электродвигателя - делением квадрата сигнала с задатчика скорости на сигнал с датчика скорости. Выбор требуемой структуры электропривода обеспечивается за счет введения сумматора, двух компараторов и трех коммутирующих элементов. Устройство существенно увеличивает быстродействие электропривода во время разгона за счет увеличения степени форсировки задающего сигнала на входе регулятора скорости, что позволяет повысить производительность труда оператора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2

„„Я0„„1539947 (51) 5 Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

П0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ДРИ Гкнт СССР (61) 1450062 (21) 4411002/24-07 (22) 15,04.88 (46) 30.01.90, Бюл. № 4 (72) О.Н.Аронов, А.А.Борисов и В.А.Репин (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1450062, кл. II 02 P 5/06, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОД ИЕ!ЕНЕЦ.П1 РЕГУЛИРОВАНИЕИ IIAPAI KTPOB, (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с подчиненным регулированием параметров. регуляторы скорости которых не содержат интегрирующих звеньев, и может быть использовано для управления механизмами, работающими в условиях частых ускорений и замедлений,например, в электроприводах графопостИзобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с подчиненным регулированием параметров, регуляторы скорости которых не содержат интегрирующих звеньев, может быть использовано для управления механизмами, работающими в условиях частых ускорений и замедлений, например, в электроприводах графопостроителей и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1450062.

Цель изобретения — повьппение быстродействия при разгоне электродвигателя.

На фиг.1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг,2— статическая характеристика сумматора.

2 роителей. Целью изобретения является повышение быстродействия при разгоне электродвигателя. Электропривод содержит электродвигатель, при разгоне которого сигнал задания формируется делением сигнала с задатчика скорости на сигнал с датчика скорости, а при замедлении электродвигателя — делением квадрата сигнала с задатчика скорости на сигнал с датчика скорости.Выбор требуемой структуры электропривода обеспечивается за счет введения сумматора, двух компараторов и трех коммутирующих элементов. Устройство существенно увеличивает быстродействие электропривода во время разгона за счет увеличения степени форсировки задающего сигнала на входе регулятора скорости, что позволяет повыситьпроизводительность труда оператора. С

2 ил.

СО

Электропривод содержит электродвйгатель l с обмотками 2 и 3 управле- ния, соединенными с выходами широтно- фДь импульсного преобразователя 4, в цепь управления которого включены задатчик 5 скорости и последовательно соединенные регуляторы 6 и 7 соответственно скорости и тока. Датчик 8 скорости, связанный с электродвигателем

1, соединен с регулятором 6 скорости, датчик 9 тока соединен с регулято- Д ром 7 тока и с измерительным выходом широтно-импульсного преобразователя 4, .С выходом датчика скорости соединен также пороговый элемент 10. Выход бло,ка 11 возведения в квадрат соединен

1539947 (2) непосредственно с входом делимого блока 12 деления. Первый коммутирующий элемент 13, вход которого подключен к .выходу порогового элемента 10, через свою замыкающую исполнительную цепь 14 соединяет выход датчика 8 скорости с входом делителя блока 12 деления. С этим же входом через размыкакнцую исполнительную цепь 15 первого 10 коммутирующего элемента 13 соединен выход блока 11 возведения в квадрат.

Кроме того, электропривод содержит сумматор 16, первый вход которого соединен с выходом задатчика 5 скорости, входом первого компаратора 17 и катодом первого диода 18, анодом подключенного ко входу второго коммутирующего элемента 19. Второй вход сумматора соединен с входом второго ком- >О паратора 20 и выходом датчика 8 скорости. Выходы компараторов 17 и 20 подключены соответственно к входам

IP элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 21 выходом соединенного с входом третьего комму- 25 тирующего элемента 22, размыкающая исполнительная цепь 23 которого соединяет выход сумматора 16 с одними выводами замыкающей и размыкающей исполнительных цепей 24 и 25 второго коммутирующего элемента 19. Другой вывод замыкающей исполнительной цеP пи 24 через включенный в прямом направлении второй диоп 26 соединен с входом четвертого коммутирующего элемента 27 и анодом третьего диода 28„

35 катодом подйтюченного к другому выводу размьнсающей цепи 25. Выход задатчика 5 скорости через размыкающую исполнительную цепь 29 четвертого коммутирующего элемента 27 подключен к входу блока 11. возведения и квадрат, а через замыкающую исполнительную цепь

30 четвертого коммутирующего элемента 27 — к выходу блока 11 возведения

s квадрат.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания на входе регулятора 6 скорости от эадатчика 5 скорости при разгоне электродвигателя 1 фор-

5О мируется, s соответствии с выражением где Сд - заданное значение угловой скорости электродвигателя на выходе задатчика скорос ти, д — действительное значение угловой скорости электродвигателя на выходе датчика скорости.

В режиме замедления электродвигателя сигнал задания формируется в соответствии с

Схема управления электроприводом, соответствующая режимам разгона электродвигателя 1 по выражению (1) и saмедления электродвигателя по выражению (2), формируется в соответствии с данными табл.1. формирование на выходе задатчика 5 скорости сигнала "Вперед" (в табл.1 этому сигналу соответствует знак

"+") вызывает в первый момент времени на входе регулятора 6 скорости по. явление сигнала заданного значения скорости, соответствующего ее номинальному значению, вследствие чего электродвигатель 1 начинает разгонять. ся. Одновременно на вход сумматора 16 поступают сигналы заданного значения скорости И„ со знаком "+" и действительного значения И со знаком "-".

В соответствии со статической характеристикой сумматору 16 (фиг.2) на его выходе появляется сигнал — U> ó поступающий через замыкающие исполнительные цепи 23 и 25 коммутирующих элементов 22 и 19 и диод 28 на вход коммутирующего элемента 27. Срабатывание последнего приводит к размыканию исполнительной цепи 29 и замыканию замыкающей исполнительной цепи 30, в результате чего сигнал с задатчика 5 скорости поступает на вход делимого блока 12 деления, что приводит к реализации соотношения (1). Коммутирующие элементы 22 и 19 не срабатывают вследствие отсутствия на их входах управляющих сигналов, так как на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 21 в соответствии с табл.2 состояния этого элемента отсутствует логическая единица, а вход коммутирующего элемента 19 заперт диодом 18.

При переходе от установившегося состояния работы электродвигателя 1 на положении "Вперед" к режиму замед1 1 ления сигнал заданного значения скорости сй на выходе задатчика 5 ско39947 6

5 15 .рости становится меньше сигнала действительного значения скорости ы, снимаемого с датчика 8 скорости. Знак выходного сигнала сумматора 16 меняется, диод 28 запирает вход коммутирующего элемента 27, исполнительные размыкающая 29 и замыкающая 30 цепи переключаются, подключая блок 11 возведения в квадрат к выходу задатчика 5 скорости. Это приводит к реализации соотношения (2) при замедлении электропривода. Соотношение (2) реализуется также и при д =О, (d 4 О, как это видно из данных т"бл.1.

Формирование на выходе задатчика 5 скорости сигнала "назад" (знак в табл.1) вызывает срабатывание коммутирующего элемента 19 и переключение исполнительных замыкающей 24 и размыкающей 25 цепей, в результате чего через диод 26 на вход коммутирующего элемента 27 поступает управляющий сигнал. Переключение размыкающей

29 и замыкающей 30 исполнительных цепей приводит к отключению блока 11 возведения в квадрат и появлению на входе делимого блока 12 деления сигнала — È . Задающий сигнал на входе регулятора 6 скорости <еормируется .в соответствии с выражением (1).

Переход- от установившегося состояния работы электродвигателя 1 на положении "Назад" к режиму замедления вызывает изменение знака выходного напряжения сумматора 16, запирание диода 26, отключение коммутирующего элемента 27 и переключение размыкающей 29 и замыкающей 30 исполнительных цепей.

Подключенный к выходу задатчика 5 скорости блок 11 возведения в квадрат подает на блок 12 деления сигнал г схема определения знака внутри блока возведения в квадрат устанавливает знак "-" на его выходе. Задающий сигнал на входе регулятора 6 скорости формируется в соответствии с выражением (2).

При управлении электроприводом возможно мгновенное изменение заданного значения скорости одного знака на заданное значение скорости другого знака. В этом случае некоторое время электродвигатель продолжает вращаться в прежнем направлении и знаки заданного д и действительного И значений скорости совпадают ° Срабатывание коммутирующего элемента 27 при5

50 вело бы при этом к реализации соотношения (1) в режиме замедления электрор б двигателя, и, начиная с некоторо1 о значения скорости с.), реверс электродвигателя был бы невозможен.

Исключение срабатывания коммутирующего элемента 27 при быстром изменении знака заданного значения скорости 4) достигается за счет срабаты1 вания в этом случае элемента РАВ-;.

НОЗНАЧНОСТЬ 21, подающего управляющий сигнал на вход коммутирующего элемента 22. В результате размыкающая исполнительная цепь 23 этого элемента размыкается, выходной сигнал на. вход коммутирующего элемента 27 не поступает и блок 11 возведения в квадрат оказывается подключенным к выходу задатчика 5 скорости, На входе регулятора скорости формируется задающий сигнал в соответствии с выражением (2). Электродвигатель замедляется,а затем останавливается. и реверсируется, знак действительного значения скорости изменяется, что вызывает появление "О" на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 21 и отключение коммутирующего элемента 22. Если производится реверс с положения Р Вперед" на положение "Назад", через диод 18 на вход коммутирующего элемента 19 поступает управляющий сигнал, исполнительные цепи 24 и 25 переключаются, на вход коммутирующего элемента 27 с выхода сумматора 16 через диод 26 поступает управляющий сигнал, после чего вход блока 11 возведения в квадрат оказывается отключенным от задатчика 5 скорости. Если реверс производится с положения "Назад 1 в положение Вперед™, то после замедления электродвигатель начинает разгоняться в противоположную сторону, коммутирующий элемент 19 не получает управляющего сигнала и сигнал с выхода сумматора 16 поступает на вход коммутирующего элемента 27 через диод 28. Блок 11 возведения в квадрат также оказывается отключенным от задатчика 5 скорости.

В обоих случаях на входе регулятора 6 скорости формируется задающий сигнал в соответствии с выражением (l)

Устройство существенно увеличивает быстродействие электропривода с подчиненным регулированием во время разгона электродвигателя по сравнению с известным устройством за счет увеличения степени форсировки задающего

7 1539947

Г сигнала на входе регулятора скорости, что позволяет повысить производитель р ность труда оператора. l

Таблица

Знак "ьых на выходе сумматора 16

Соотношение между (d и

Ы на вь1ходе сумм атора 16

KoMMyò÷рующий элемент

Режим:

"+" — ход вперед, I I 11

- ход назад

Коммутирующий Блок возведе элемент 27 ния в квадрат 11

Разгон до

+ vcr

1+ и 1) 1-al

Не вклюВключен

Выключен чен

Замедление от

То же

Включен

+ ьых ьых

1-1 ьых

Не включен

То же

Включен

То же

+ алчет

Остановка

I +a)t i (1-4) l

4)1=0i 1-LD1) о ь о, 1+ 1>o

I-са„1>1+И1

То же

Включен

Не включен

+ вых

-"ььн

Выключен

1-4у С1ь 1

Включен

+"выл

) -CJ 1, I-col

Включен Включен.Выключен

1+ы 1,1 М

Не включен То же

То же

П р и м е ч а н и е:И„ — установившееся значение скорости электродвигателя.

Формула изобретения

Электропривод с подчиненным регули рованием параметров по авт. св. 91450062 отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при разгоне электродвигателя, в него1

1 введены сумматор, второй коммутирующий элемент с размыкающей исполни. тельной цепью, два компаратора,, зле;мент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, третий коммутирующий элемент с замыкающей и размыкающей исполнительными цепями, четвертый коммутирунпций элемент. с размыкающей и замыкающей исполнительными цепями и три диода, первый вход сумматора20 соединен с выходом задатчика скорости, входом первого компаратора и катодом первого диода, анодом подключенного к входу второго коммутирующего элемента, второй вход сумматора соединен с вхо- 25 дом второго компаратора и выходом дат-

Разгон до чст

Замедление

От я у

Замедление при быстром реверсе от tM> до — И

3l

Замедление при быст,ром реверсе от -И

У до у, ика скорости, выходы обоих компаратоов подключены соответственно к входам элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выходом соединенного с входом третьего комму1 тирующего элемента, размыкающая исполнительная цепь которого соединяет выход сумматора с одними выводами замыкающей и размыкающей исполнительных цепей второго коммутирующего элемента, другой вывод замыкающей исполнительной цепи которого через включенный в прямом направлении второй диод соединен с входом четвертного коммутирующего элемента и анодом третьего диода, катодом подключенного к другому выводу размыкающей исполнительной цепи второго коммутирующего элемента, выход задатчика скорости через размыкающую исполнительную цепь четвертого коммутирующего элемента подключен к входу блока возведения в квад-, рат, а через замыкающую исполнительную цепь четвертого коммутирующего элемента — к выходу блока возведения в квадрат.

Таблица 2

1539947

Ub»LO) 0

Составитель Т.Рожкова

Техред М.Ходанич Корректор:Э.Лончакова

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", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Сигналы US на входах компараторов 17 и 20

Сигналы U ц„ на выходах компараторов

17 и 20

Сигнал на выходе элемента

РАВНОЗНАЧНОСТЬ 21

U » )О » <1

U„<0

Ь»te

"ВЫ»„

U 1

ЬЫ» д

"вы»а 0

Вы» a.o

U „) 0

В» IT

Б » >0

Uil "Ф

Ulster

Uf(0

"11

"в» ь»то