Сервопривод, сервоприводная установка, способ эксплуатации сервопривода и способ эксплуатации сервоприводной установки



Сервопривод, сервоприводная установка, способ эксплуатации сервопривода и способ эксплуатации сервоприводной установки
Сервопривод, сервоприводная установка, способ эксплуатации сервопривода и способ эксплуатации сервоприводной установки
Сервопривод, сервоприводная установка, способ эксплуатации сервопривода и способ эксплуатации сервоприводной установки
Сервопривод, сервоприводная установка, способ эксплуатации сервопривода и способ эксплуатации сервоприводной установки

 


Владельцы патента RU 2630231:

АУМА РИСТЕР ГмбХ унд Ко. КГ (DE)

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение гибкости при размещении установок с сервоприводами. Согласно изобретению сервопривод (1, 1') имеет электромотор (2, 2') и блок управления (4, 4') электромотором (2, 2'), питающийся из промежуточного контура (3, 3'). При этом промежуточный контур (3, 3') имеет, по меньшей мере, один конденсатор промежуточного контура (5). Сервопривод дополнительно содержит блок контроля (9), с помощью которого определяется моментальное зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура (5). Блок управления (4, 4') служит для регулирования потребляемой электрической мощности электромотора (2, 2') в зависимости от полученного моментального значения зарядового состояния конденсатора промежуточного контура (5). Блок управления (4, 4') служит для снижения потребляемой мощности, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует заданному количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного первого предельного значения или меньше его. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к сервоприводу, имеющему электромотор и блок управления электромотора, питающийся из промежуточного контура, причем промежуточный контур имеет, по меньшей мере, один собственный конденсатор.

Кроме того, изобретение относится к сервоприводной установке, включающей в себя, по меньшей мере, один сервопривод и, по меньшей мере, одно устройство предоставления энергии, причем, по меньшей мере, это одно устройство предоставления энергии предназначено для снабжения электрической энергией, по меньшей мере, одного сервопривода.

Изобретение относится, кроме того, к способу эксплуатации сервопривода, причем конденсатор промежуточного контура питает блок управления электромотора сервопривода.

И, наконец, изобретение относится к способу эксплуатации сервоприводной установки, причем, по меньшей мере, один сервопривод этой установки получает электропитание, по меньшей мере, из одного устройства предоставления энергии сервоприводной установки.

Такие сервоприводы известны и получили достойную оценку. Их помещают, например, в установки для размещения оборудования при помощи мотора.

Обычно эти сервоприводы при работе от сети питаются от сети. При нарушении энергоснабжения или прочих неполадках можно предусмотреть накопитель энергии, который подобран по размерам так, что, например, привод может свободно перемещаться.

В известных сервоприводах альтернативно или дополнительно можно выполнить генераторный блок, с помощью которого для запуска электромотора можно вырабатывать электроэнергию вручную. Накопитель энергии и/или генераторный блок образуют устройство предоставления энергии для работы в условиях нарушения энергоснабжения.

В известных сервоприводах до сих пор имело место то, что соответствующие промежуточные контуры питались от своих индивидуальных поставщиков энергии. Таким образом, устройство предоставления энергии можно оптимальным образом согласовать с требованиями сервопривода.

Из источника WO 2011/047490 A2 известна система управления с устройством безопасности для исполнительного элемента, при которой схемы безопасности обнаруживают падение напряжения в электроснабжении и подают сигнал для безопасного режима работы, благодаря которому органы управления мотором переводят соответствующий клапан в аварийное положение.

Задачей изобретения является повышение гибкости при размещении установок с сервоприводами.

Для решения этой задачи согласно изобретению предусмотрены признаки п. 1 формулы. В частности, таким образом, при наличии сервопривода указанного типа предусмотрено, что имеется блок контроля, с помощью которого можно определить зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура в настоящий момент, и что блок управления служит для регулирования потребляемой мощности электромотора в зависимости от выявленного в настоящий момент зарядового состояния конденсатора промежуточного контура. Таким образом, для энергопитания промежуточного контура можно предусмотреть различные устройства предоставления энергии, которые могут иметь различные размеры. Также с помощью блока контроля можно избежать падения напряжения в промежуточном контуре, своевременно снижая потребляемую мощность электромотора. Таким образом, можно избежать выхода из строя блока управления. Это особенно выгодно при эксплуатации вне зависимости от сети, т.е. при сбое в ее работе.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, что блок управления служит для снижения потребляемой мощности, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено в конденсаторе промежуточного контура и которое достигает заданной предельной величины или ниже ее.

Преимущественно блок управления устроен для снижения потребляемой мощности при необходимой заданной величине. При этом выгодно, что можно избежать такого состояния, при котором напряжение в промежуточном контуре будет недостаточным для функционального снабжения блока управления. Тем самым можно избежать неопределенных состояний электромотора, в частности, при сбое в работе сети, когда нужно налаживать заданное положение хода. Например, нужное заданное значение можно рассчитать или задать в виде желаемой характеристики перемещения или положения хода сервопривода. Снижение потребляемой мощности способствует, например, тому, что кривая перемещения убывает медленнее или заданное положение хода соответствует более позднему моменту времени. Таким образом, можно добиться того, чтобы конечное положение достигалось, например, вручную или в аварийном режиме с обеспечением из накопителя энергии с помощью понижающей мощность кривой перемещения, даже когда для заданной кривой перемещения недостаточно количества энергии, поставляемого вручную или из накопителя энергии.

В одной форме выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы блок управления служил для повышения потребляемой мощности, когда или до тех пор, пока обнаруженное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено в конденсаторе промежуточного контура и которое достигает заданного второго предельного значения или превышает его. Предпочтительно предусмотрено, что блок управления служит для повышения потребляемой мощности до нужного заданного значения, когда или до тех пор, пока выявленное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено в конденсаторе промежуточного контура и которое достигает заданного второго предельного значения или превышает его. При этом выгодно, что замедленное изменение кривой перемещения снова можно ускорить, как только будет подготовлено достаточное количество энергии для работы сервопривода. Первое пороговое значение может описать критическое зарядовое состояние, ниже которого определенная работа уже не гарантируется.

Лучше всего, если второе пороговое значение выше первого порогового значения. Таким образом, получается гистерезисная характеристика, которая может помочь избежать слишком частых процессов переключения потребляемой мощности. Первое и второе пороговые значения могут быть одинаковыми.

Например, в блоке управления можно заложить правило, согласно которому потребляемая мощность снизится или может снизиться, как только первое пороговое значение будет ниже, и согласно которому потребляемая мощность повысится или может повыситься, как только второе пороговое значение будет выше.

В блоке управления можно также заложить характеристику, которая каждое зарядовое состояние согласует с верхним граничным значением для потребляемой мощности.

Особенно хорошо, если блок управления содержит силовые электронные устройства для управления электромотором. При этом выгодно, что потребляемая в настоящий момент мощность электромотора регулируется с помощью соответствующего управления силовых электронных устройств.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы блок контроля имел, по меньшей мере, один элемент из группы средств для измерения напряжения с помощью конденсатора промежуточного контура, средств для измерения тока, проходящего в промежуточный контур и/или на конденсатор промежуточного контура, средств для измерения тока, выходящего из промежуточного контура и/или от конденсатора промежуточного контура, средств для измерения количества заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура. При этом выгодно, чтобы зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура можно было измерить как напряжение на конденсаторе промежуточного контура, в частности, как напряжение промежуточного контура, и/или как количество заряда, накопленное на конденсаторе промежуточного контура, и использовать для регулирования потребляемой мощности электромотора. Для этого соединительный орган блока управления можно разместить между блоком контроля и блоком управления. Количество заряда можно определить, например, из разницы между объединенными измеренными токами.

В общем, в блоке управления можно заложить характеристику, которая для мгновенного или каждого зарядового состояния определяет верхний предел потребляемой мощности электромотора. Блок управления можно выполнить так, чтобы фактическая потребляемая мощность электромотора не превышала заданного верхнего предела.

Для решения указанной задачи в сервоприводной установке уже упомянутого типа предусмотрено, что сервопривод выполнен согласно изобретению. При этом выгодно, что в сервоприводной установке можно комбинировать сервоприводы с разными типами устройств для предоставления энергии, причем можно воспрепятствовать разрядке конденсатора промежуточного контура при заданном уровне даже при неполадках в сети, соответственно ограничивая потребляемую мощность электромотора при помощи блока управления.

Предпочтительно устройство для предоставления энергии выполнено для электропитания, по меньшей мере, одного сервопривода вне зависимости от работы сети. Тем самым сервоприводная установка может работать, по меньшей мере, в аварийном режиме даже при падении напряжения в сети.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы, по меньшей мере, одно устройство для предоставления энергии имело генераторный блок. Предпочтительно генераторный блок приводится в действие силой мускулов, в частности, вручную. При этом выгодно, что можно подготовить автономное энергоснабжение при сбое в сети, причем благодаря изобретению можно избежать неопределенных состояний сервопривода даже при недостаточном энергоснабжении, например, в случае физической усталости пользователя.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы, по меньшей мере, одно устройство для предоставления энергии имело накопитель энергии. Предпочтительно накопитель энергии способен, например, заряжаться при работе от сети. При этом выгодно, что аварийный режим работы при сбое в сети возможен и тогда, когда невозможно или недостаточно подачи энергии вручную.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы были выполнены, по меньшей мере, два устройства для предоставления энергии, которые по отдельности предназначены для снабжения электроэнергией, по меньшей мере, одного сервопривода. При этом выгодно, что используют разные места расположения для предоставления электрической энергии, например, вручную. Это может быть, например, выгодно тогда, когда отдельные места нахождения устройств для предоставления энергии являются недосягаемыми в аварийной ситуации.

Альтернативно или дополнительно можно предусмотреть, чтобы были выполнены, по меньшей мере, два устройства для предоставления энергии, которые вместе применяют для снабжения электроэнергией, по меньшей мере, одного сервопривода. Таким образом, можно применять, например, два генераторных блока, приводимых в действие силой мускулов, для запуска сервопривода при сбое в работе сети. Альтернативно можно поддержать генераторный блок устройства для предоставления энергии, приводимый в действие вручную, с помощью, например, заряжаемого накопителя энергии другого устройства для предоставления энергии. Накопитель энергии можно применять также для выравнивания электрической энергии, вырабатываемой генераторным блоком, приводимым в действие вручную.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы были выполнены, по меньшей мере, два сервопривода, которые по отдельности снабжаются электрической энергией из устройства предоставления энергии. Таким образом, можно применять одно устройство для предоставления энергии, например, попеременно для снабжения электроэнергией нескольких сервоприводов при сбое в работе сети. Таким образом, можно обеспечить электроснабжение отдельных сервоприводов, отдавая приоритет наиболее важному сервоприводу.

Для этого можно предусмотреть, чтобы для сервоприводов сервоприводной установки каждый раз сохранялась информация об очередности и чтобы блок управления и/или, по меньшей мере, одно из управляющих устройств было установлено для регулирования сервоприводов в порядке очередности, заданной на основании информации об очередности работы сервоприводов.

Альтернативно или дополнительно можно предусмотреть, чтобы были выполнены, по меньшей мере, два сервопривода, которые вместе могут получать электропитание из одного устройства предоставления энергии. При этом выгодно, что можно задействовать и большее число сервоприводов в более короткий промежуток времени при сбое в работе сети.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы, по меньшей мере, одному устройству для предоставления энергии было придано управляющее устройство, с помощью которого можно управлять, по меньшей мере, одним сервоприводом. При этом выгодно, что управление сервоприводом при сбое в работе сети может происходить в месте предоставления энергии. С помощью управляющего устройства можно, например, переключать соответствующий сервопривод с режима работы от сети на бессетевой режим работы. С помощью управляющего устройства можно также отключать соответствующий сервопривод.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, по меньшей мере, два сервопривода, причем для выполнения регулировки, по меньшей мере, одно управляющее устройство может соединяться или соединено, по меньшей мере, с двумя сервоприводами - с каждым по отдельности или с двумя сразу. При этом выгодно, что управляющее устройство используют для последовательного или одновременного управления двумя и более сервоприводами.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть несколько устройств для предоставления энергии и несколько сервоприводов, причем выполнена питающая линия, с помощью которой каждое устройство из числа имеющихся устройств для предоставления энергии может соединяться или соединено с каждым сервоприводом из числа имеющихся сервоприводов для снабжения электроэнергией, по меньшей мере, одного сервопривода. Лучше всего, если питающая линия выполнена как линия питания, используемая, по меньшей мере, сразу двумя устройствами для предоставления энергии, например, как энергетическая шина, соединяемая или соединенная со всеми устройствами из числа имеющихся устройств для предоставления энергии. При этом выгодно, что поток электроэнергии в сервоприводной установке формируется и управляется с большой гибкостью. Таким образом, при сбое в работе сети можно поставлять необходимое количество электрической энергии отдельным сервоприводам из числа имеющихся сервоприводов. Благодаря заявленному регулированию потребляемой мощности в зависимости от зарядового состояния соответствующего конденсатора промежуточного контура можно простым образом достигнуть или обеспечить то, чтобы недостаточное в данный момент энергоснабжение при сбое в работе сети не привело к падению напряжения в промежуточном контуре и тем самым к неопределенному состоянию эксплуатации соответствующего сервопривода.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть несколько управляющих устройств и несколько сервоприводов, причем выполнена управляющая линия, с помощью которой каждое управляющее устройство из числа имеющихся управляющих устройств может соединяться или соединено с каждым сервоприводом из числа имеющихся сервоприводов для управления, по меньшей мере, одним сервоприводом. Предпочтительно управляющая линия выполнена как линия управления, используемая одновременно, по меньшей мере, двумя управляющими устройствами и/или, по меньшей мере, двумя сервоприводами, например, как управляющая шина, соединенная или соединяемая со всеми устройствами управления и/или всеми сервоприводами сервоприводной установки. Таким образом, можно добиться большой гибкости в способности к реконфигурации и удобстве в обслуживании сервоприводной установки.

Таким образом, можно сформировать также дооснащаемые сервоприводные установки, в которых очень просто можно объединить дополнительные устройства для предоставления энергии, дополнительные сервоприводы и/или дополнительные управляющие устройства. Благодаря заявленному выполнению регулировки потребляемой мощности электромотора отдельных сервоприводов в зависимости от зарядового состояния соответствующего конденсатора промежуточного контура можно достигнуть того, что и при дополнительном объединении других сервоприводов или потребителей энергии будет предотвращено падение напряжения промежуточного контура на сервоприводах при выходе из строя сети, во всяком случае до тех пор, пока сервоприводы не займут определенное конечное положение.

Одна из форм самостоятельного уровня изобретения может предусматривать для уже описанной или соответствующей изобретению сервоприводной установки то, что, по меньшей мере, одно управляющее устройство связано с блоком считывания, причем с помощью идентифицирующей информации, введенной в блок считывания, можно активировать связь и/или питание устройства управления или соответствующего устройства для предоставления энергии, с одной стороны, по меньшей мере, с одним сервоприводом, с другой стороны. Например, управляющее соединение может быть образовано участками или частями уже описанной управляющей линии. Например, питающее соединение может быть образовано участками или частями уже описанной питающей линии. Выгодно, что отключение различных связей осуществляется в зависимости от правомочия пользователя, которое относится к идентифицирующей информации. Таким образом, можно избежать, например, непредусмотренных актов использования.

Для решения указанной задачи согласно изобретению в способе описанного типа для эксплуатации сервопривода предусмотрено, что с помощью блока контроля определяют зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура в настоящий момент и что с помощью блока управления регулируют потребляемую мощность электромотора в зависимости от полученного зарядового состояния в настоящий момент. Например, зарядовое состояние в настоящий момент можно определить как количество заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура, или как напряжение на конденсаторе промежуточного контура. При этом выгодно, что можно избежать падения напряжения промежуточного контура в результате слишком высокой потребляемой мощности электромотора при недостаточном энергоснабжении, например, при сбое в работе сети. Таким образом, можно добиться определенной работы сервопривода даже в исключительной ситуации, например, при сбое в работе сети или аварии.

В одной форме выполнения изобретения можно предусмотреть, что потребляемая мощность снижается, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура и которое достигает заданного первого предельного значения или ниже его. Предпочтительно предусмотрено, что при этом потребляемая мощность сокращается при необходимом заданном значении. Это заданное значение можно определить, например, по заданной кривой перемещения или заданного положения хода. Предпочтительно первое заданное значение является значением для количества заряда конденсатора промежуточного контура, при котором напряжение промежуточного контура падает ниже критического значения.

Таким образом, устанавливают граничное значение для потребляемой мощности электроэнергии, которое ниже заданного значения и которое ограничивает потребляемую мощность вверх или вниз.

Можно предусмотреть, чтобы из заложенной характеристики для каждого зарядового состояния определять верхнее граничное значение для потребляемой мощности. При этом выгодно, что потребляемую мощность электроэнергии можно очень просто согласовать с подготовленным количеством энергии или с подготовленным энергопитанием таким образом, что можно избежать падения энергоснабжения во время управления сервоприводом или сервоприводами.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть рост потребляемой мощности электроэнергии, когда или как только обнаруженное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура и которое достигает заданного второго предельного значения или превышает его. При этом предпочтительно потребляемая мощность возрастает до необходимого заданного значения. Это заданное значение можно определить по заданной кривой перемещения или заданному положению хода. При этом предпочтительно предусмотрено, что второе предельное значение выше первого предельного значения и/или установлено таким образом, что соответствующее напряжение промежуточного контура достаточно для безаварийной работы сервопривода и, в частности, блока управления. При такой форме выполнения выгодно, что работу сервопривода при сбое в работе сети можно возобновить, как только восстановится энергоснабжение и как только будут предоставлены в распоряжение дополнительные устройства для предоставления энергии.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть, чтобы для выявления зарядового состояния в настоящее время была принята, по меньшей мере, одна мера из ряда мер, относящихся к измерению напряжения на конденсаторе промежуточного контура, к измерению тока, проходящего в промежуточный контур и/или на конденсатор промежуточного контура, к измерению тока, выходящего из промежуточного контура и/или от конденсатора промежуточного тока и измерению количества заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура. При этом выгодно, что напряжение на конденсаторе промежуточного контура можно измерить напрямую, или что, при необходимости, с помощью образования разности поступающего и выходящего тока, количество заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура, можно измерить напрямую. Таким образом, можно очень просто определить зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура в настоящий момент для соответствующего регулирования потребляемой мощности электромотора в данный момент.

Для решения задачи согласно изобретению в уже описанном способе для эксплуатации сервоприводной установки предусмотрено, что, по меньшей мере, в одном сервоприводе реализуют заявленный способ эксплуатации сервопривода. При этом выгодно, что при сбое в работе сети можно обеспечить определенную работу сервопривода, по меньшей мере, вплоть до достижения заданного конечного положения.

Требования к устройству для предоставления энергии, подключаемому для энергоснабжения, можно, таким образом, ограничить. Это повышает гибкость при оснащении установки сервоприводами.

Можно, например, предусмотреть, чтобы электроэнергия в устройстве для предоставления энергии готовилась вручную. При этом выгодно, что при сбое в работе сети, по меньшей мере, один сервопривод работает автономно. С помощью заявленного способа можно добиться, чтобы сервопривод, приводимый в действие вручную с устройством для предоставления энергии, даже при физической усталости оператора не попал в неопределенное состояние.

Альтернативно или дополнительно можно предусмотреть, чтобы электрическая энергия подавалась в устройство для предоставления энергии из накопителя энергии. При этом выгодно, что можно достигнуть независимости от физического состояния обслуживающего персонала. При этом, кроме того, выгодно, что сервоприводную установку можно эксплуатировать при сбое в работе сети в автоматическом режиме, т.е. без оператора.

В одной из форм выполнения изобретения можно предусмотреть управление, по меньшей мере, двумя сервоприводами в порядке очередности, определенной на основании сохраненной информации об очередности, относящейся, по меньшей мере, к двум сервоприводам. Таким образом, можно добиться управления и эксплуатации приоритетных сервоприводов перед сервоприводами второй очереди. При этом выгодно, что энергию, подготовленную и произведенную к началу сбоя в работе сети, можно использовать для надлежащего управления ответственными сервоприводами.

В одной из форм выполнения самостоятельного уровня изобретения можно предусмотреть управляющее и/или питающее соединение между, по меньшей мере, одним управляющим устройством и/или, по меньшей мере, одним устройством для предоставления энергии, приданным управляющему устройству, с одной стороны, и, по меньшей мере, одним сервоприводом, с другой стороны, которое активируется в зависимости от идентифицирующей информации, введенной в считывающее устройство. При этом выгодно, что система правомочности определяется на основании «эшелонированной» идентифицирующей информации, с помощью которой можно привести в действие сервопривод сервоприводной установки, например, при сбое в работе сети, разным по компетентности обслуживающим персоналом.

Теперь изобретение описывается более подробно на основании примера выполнения, однако этим примером не ограничивается. Другие примеры выполнения созданы путем сочетания отдельных или нескольких признаков предмета изобретения между собой и/или с отдельными или несколькими признаками примера выполнения.

Фиг. 1 сильно упрощенная электрическая схема заявленного сервопривода;

Фиг. 2 временная диаграмма зарядового состояния конденсатора промежуточного контура сервопривода согласно Фиг. 1 в данный момент и временная диаграмма установленной потребляемой мощности электромотора Фиг. 1 для раскрытия заявленного способа;

Фиг. 3 сильно упрощенная блок-схема заявленной сервоприводной установки.

На Фиг. 1 показан привод, в общем и целом обозначенный позицией 1 и имеющий электромотор 2 и промежуточный контур 3.

Блок управления 4 имеет известные, а потому далее не представленные силовые электронные устройства для управления электромотором 2 и питается из промежуточного контура 3.

Промежуточный контур 3 имеет свой конденсатор 5, на котором накапливается количество заряда для обеспечения питанием блока управления 4.

На входе 6 сервопривод 1 при работе от сети соединен с сетью, а при сбое в работе сети или при бессетевой работе - с устройством для предоставления энергии 7.

На Фиг. 1 промежуточный контур 3 подключен к устройству для предоставления энергии 7 с генераторным блоком 8.

Генераторный блок 8 приводят в действие силой мускулов, т.е. вручную, и применяют для зарядки конденсатора промежуточного контура 5.

Сервопривод 1 имеет блок контроля 9, с помощью которого можно определить зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 4 в данный момент времени.

Для этого блок контроля 9 имеет средство 10 для измерения напряжения на конденсаторе промежуточного контура 5.

Блок контроля 9 имеет, кроме того, средство 11 для измерения тока, проходящего в промежуточный контур 3 на конденсатор промежуточного контура 5. Ток можно измерить путем вычисления проходящего количества заряда в единицу времени или напрямую - путем измерения силы тока.

Блок контроля 9 имеет, кроме того, средство 12 для измерения тока, проходящего из промежуточного контура 3 от конденсатора промежуточного контура 5 к блоку управления 4. Это, например, результат измерения силы тока или измерения переносимого заряда в единицу времени.

С помощью разности результатов измерений средств 11 и 12 можно в качестве альтернативы результата измерения средства 10 вычислить заряд, накопленный на конденсаторе промежуточного контура 5, или соответствующее напряжение. Для этого переносящийся заряд или проходящий ток можно объединить во времени.

На Фиг. 2 показана временная диаграмма 13 зарядового состояния конденсатора промежуточного тока 5 во время работы. Представлена сильно упрощенная форма качественной характеристики с помощью соединенных между собой треугольников для раскрытия заявленного способа.

Временная диаграмма 13 формируется из напряжения на конденсаторе промежуточного тока 5, измеренного и рассчитанного с помощью блока контроля 9.

На Фиг. 2 представлена, кроме того, временная диаграмма 14 потребляемой мощности электромотора 2 с помощью соединенных между собой четырехугольников. Временная диаграмма 14 потребляемой мощности задана с помощью блока управления 4 заявленным способом.

Для раскрытия заявленного способа следует принять, что к моменту времени t0 из устройства предоставления энергии 7 или из сети никакой энергии не поступает.

Поэтому к этому моменту времени конденсатор промежуточного контура 5 разряжен, а напряжение в промежуточном контуре на конденсаторе 5 равняется нулю. На Фиг. 2 видно, что с момента времени t0 напряжение в промежуточном контуре восстанавливается.

После начала работы устройства предоставления энергии 7 в момент времени t1 на конденсаторе промежуточного контура 5 имеется минимальное напряжение, с помощью которого может начать свою работу блок управления 4. К моменту времени t2 блок управления 4 готов к работе.

К моменту времени t3 блок контроля устанавливает, что зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5 превысило второе пороговое значение.

Блок управления 4 может, таким образом, прервать ограничение потребляемой мощности электроэнергии электромотора 2. Далее потребляемая мощность электромотора 2 растет для выполнения заданной характеристики перемещения до попадания в заданное положение хода.

Благодаря возросшей потребляемой мощности электромотора 2 понижается зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5. Тем самым снижается напряжение промежуточного контура.

К моменту времени t4 блок контроля устанавливает, что зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5 упало ниже заданного первого предельного значения.

Поэтому блок управления 4, находящийся во взаимодействии с блоком контроля 9, управляет электромотором 2 таким образом, что потребляемая мощность электромотора 2 снова падает.

Это приводит к тому, что зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5 и тем самым напряжение промежуточного контура можно снова восстановить.

К моменту времени t5 блок контроля устанавливает, что зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5 снова превысило уже упомянутое второе предельное значение.

Поэтому блок управления 4 снова может приподнять верхнее граничное значение для потребляемой мощности электромотора 2 так, чтобы в данный момент времени возросла потребляемая мощность электромотора 2.

В момент времени t6 достигнуто заданное с помощью кривой перемещения начальное положение, и потребляемая мощность электромотора 2 снова снижается.

Благодаря этому восстанавливается зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5, и происходит последующий рост напряжение промежуточного контура.

В момент времени t7 завершается связь блока управления 4 с местом начала движения, и блок управления 4 переходит в спокойное состояние.

На Фиг. 2 четко видно, что между началом движения в момент времени t3 и окончанием движения в момент времени потребляемая мощность снижается, как только и пока обнаруженное зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура 5 соответствует количеству заряда, которое ниже первого порогового значения. Кроме того, видно, что потребляемая мощность возрастает, как только и пока обнаруженное зарядовое состояние количества заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура 5, не превысит второй предельной величины.

Таким образом, можно простым способом добиться, чтобы сервопривод 1 мог оптимально использовать электрическую энергию, подготовленную в устройстве предоставления энергии 7, для реализации характеристики движения.

Другими словами, в примере выполнения и вообще в изобретении потребляемая мощность в данный момент времени регулируется блоком управления 4 таким образом, что напряжение промежуточного контура конденсатора 5 регулируют в области между первым предельным значением и вторым предельным значением.

Для этого с помощью средства 10 путем измерения напряжения на конденсаторе промежуточного контура 5 устанавливают зарядовое состояние или устанавливают количество заряда, накопленное на конденсаторе промежуточного контура 5, путем объединения токов, измеренных с помощью средств 11, 12, и путем последующего образования разности зарядового состояния конденсатора промежуточного контура 5.

Далее на Фиг. 1 видно, что сервопривод 1 имеет свое собственное устройство предоставления энергии в виде накопителя энергии 15. Этим накопителем энергии 15 в данном случае является заряжаемая батарея.

На Фиг. 3 в сильно упрощенном виде представлена схема сервоприводной установки, в целом обозначенной позицией 16.

На Фиг. 3 видно, что уже описанный в связи с Фиг. 1 сервопривод 1 предназначен для управления оборудованием 17.

Для этого сервопривод 1 имеет известным образом ведомый элемент 18, с помощью которого оборудование 17 приводится в действие с помощью электромотора 2.

Кроме того, между электромотором 2 и оборудованием 17 можно установить передаточный механизм 23.

Сервоприводная установка 16 содержит, кроме того, еще один сервопривод 1', имеющий такую же конструкцию и выполняющий ту же функцию, что и сервопривод 1. Сервопривод 1' имеет поэтому, как и сервопривод 1, также электромотор 2', промежуточный контур 3', блок управления 4', конденсатор промежуточного контура, оборудование 17', ведомый элемент 18', передаточный механизм 23' и другие конструктивные элементы.

Поэтому компоненты сервопривода 1' обозначены позициями со знаком побочного ударения «'» и еще раз отдельно не описываются. Более того, пояснения, даваемые относительно сервопривода 1, относятся аналогичным образом и к сервоприводу l'.

Сервоприводная установка 16 имеет, кроме того, устройство предоставления энергии 7. Это устройство предоставления энергии 7 имеет генераторный блок 8, приводимый в действие вручную для выработки электрической энергии.

Устройство предоставления энергии 7 имеет, кроме того, накопитель энергии 19, в который загружается электрическая энергия, готовая к работе.

Сервоприводная установка 16 имеет еще одно устройство для предоставления энергии 7', выполненное так же, как и устройство предоставления энергии 7. Пояснения относительно устройства предоставления энергии 7 относятся к соответствующим позициям со знаком побочного ударения «'» устройства предоставления энергии 7'.

На устройстве подготовки энергии 7 выполнено управляющее устройство 20, с помощью которого осуществляется управление сервоприводом 1 и/или сервоприводом 1'.

Для этого управляющее устройство 20 соединено с помощью управляющей линии 21 с сервоприводом 1 и сервоприводом 1'. Управляющая линия 21 имеет древовидную конфигурацию. Возможны и другие конфигурации.

Управляющая линия 21 выполнена в виде управляющей шины, к которой подключены сервоприводы 1, 1' и устройства предоставления энергии 7, 7'.

Благодаря соответствующему монтажу управляющей линии 21 сервоприводами 1 и 1' можно управлять даже одновременно, например, синхронно, с помощью управляющего устройства 20 устройства предоставления энергии 7.

Аналогичным образом устройство предоставления энергии 7' имеет управляющее устройство 20', с помощью которого можно управлять по выбору сервоприводом 1 или сервоприводом 1' или сразу обоими сервоприводами 1, 1'.

Управление с помощью управляющих устройств 20, 20' включает отход от заданной характеристики движения с помощью электромоторов 2 или 2' для достижения заданного положения хода, например, конечного положения при аварийном отключении.

Для работы сервоприводов 1, 1' предусмотрена питающая линия 22, которая также имеет форму дерева и с помощью которой каждое из устройств предоставления энергии 7, 7' соединено с каждым из сервоприводов 1, 1' для снабжения электрической энергией.

Сервоприводная установка 16 имеет, кроме того, устройства предоставления энергии 7ʺ и 7ʺ', которые отличаются от устройств предоставления энергии 7 и 7' только лишь тем, что не имеют генераторных блоков 8, 8''.

Поэтому устройства предоставления энергии 7ʺ и 7ʺ' подготавливают электрическую энергию только в своих соответствующих накопителях энергии 19ʺ и 19ʺ'.

Устройства предоставления энергии 7ʺ и 7ʺ' также могут соединяться с помощью управляющей линии 21 по отдельности или вместе с сервоприводом 1, 1' или сразу с обоими сервоприводами 1 и 1' для управления электромоторами 2 или 2'.

Устройства предоставления энергии 7ʺ и 7ʺ' так же подключены к питающей линии 22 для снабжения электроэнергией одного или обоих сервоприводов 1, 1' или других сервоприводов, не представленных здесь, при сбое в работе сети.

На Фиг. 3 не представлено, что каждое из устройств предоставления энергии 7, 7', 7ʺ и 7ʺ' соединено со своим блоком считывания.

В каждый блок считывания можно ввести идентифицирующую информацию, например, с чипированной карты или чипа радиочастотной идентификации или другого носителя данных для введения в действие определенного управляющего соединения по управляющей линии 21 между отдельными или несколькими устройствами для предоставления энергии 7, 7', 7ʺ и 7ʺ', с одной стороны, и одним или несколькими сервоприводами 1, 1', с другой стороны.

Для введенного в действие управляющего соединения можно затем осуществить передачу управляющих сигналов на соответствующий сервопривод 1, 1' с помощью соответствующего управляющего устройства 20, 20', 20ʺ, 20ʺ'.

С помощью уже упомянутой идентифицирующей информации можно, кроме того, активировать питающее соединение между одним или несколькими устройствами предоставления энергии 7, 7', 7ʺ и 7ʺ', с одной стороны, и одним или несколькими сервоприводами 1, 1', с другой стороны, так, чтобы по активированному питающему соединению могла поступать электрическая энергия.

При этом отдельным пользователям принадлежит разная идентифицирующая информация, на основе которой можно определить разные основания для обслуживания сервоприводной установки 16.

В сервоприводе 1 с электромотором 2, управляемым с помощью блока управления 4, предлагается определять зарядовое состояние конденсатора 5 промежуточного контура 3, питающего блок управления 4, и, в зависимости от выявленного зарядового состояния, устанавливать мощность потребления электрической энергии электромотором 2 так, чтобы избежать критического зарядового состояния конденсатора промежуточного контура 5.

1. Сервопривод (1, 1'), имеющий электромотор (2, 2') и блок управления (4, 4') электромотором (2, 2'), питающийся из промежуточного контура (3, 3'), причем промежуточный контур (3, 3') имеет, по меньшей мере, один конденсатор промежуточного контура (5), отличающийся тем, что выполнен блок контроля (9), с помощью которого определяется моментальное зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура (5), блок управления (4, 4') служит для регулирования потребляемой электрической мощности электромотора (2, 2') в зависимости от полученного моментального значения зарядового состояния конденсатора промежуточного контура (5) и блок управления (4, 4') служит для снижения потребляемой мощности, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует заданному количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного первого предельного значения или меньше его.

2. Сервопривод (1, 1') по п. 1, отличающийся тем, что блок управления (4, 4') служит для снижения потребляемой мощности ниже необходимого заданного значения, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует заданному количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного первого порогового значения или ниже его, и/или блок управления (4, 4') служит для повышения потребляемой мощности, преимущественно до необходимого заданного значения, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного второго предельного значения или превышает его, и/или в блоке управления (4, 4') заложена характеристика, которая закрепляет за каждым зарядным состоянием верхнее граничное значение для потребляемой электрической мощности.

3. Сервопривод (1, 1') по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок контроля (9) имеет, по меньшей мере, один элемент из группы средств (10) для измерения напряжения на конденсаторе промежуточного контура, средств (11) для измерения тока, проходящего в промежуточный контур (3, 3') и/или на конденсатор промежуточного контура (5), средств (12) для измерения тока, выходящего из промежуточного контура (3, 3') и/или от конденсатора промежуточного тока (5), средств для измерения количества заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного тока.

4. Сервоприводная установка (16), включающая, по меньшей мере, один сервопривод (1, 1') и, по меньшей мере, одно устройство предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ'), причем, по меньшей мере, одно устройство предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') выполнено для питания электрической энергией, по меньшей мере, одного сервопривода (1, 1'), отличающаяся тем, что сервопривод (1, 1') выполнен по одному из пп. 1-3.

5. Сервоприводная установка (16) по п. 4, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') имеет генераторный блок (8, 8'), приводимый в действие преимущественно вручную, и/или предпочтительно заряжаемый накопитель энергии (19, 19', 19ʺ, 19ʺ').

6. Сервоприводная установка (16) по п. 4, отличающаяся тем, что выполнены, по меньшей мере, два устройства предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ'), которые по отдельности и/или вместе служат для снабжения, по меньшей мере, одного сервопривода (1, 1') электроэнергией, и/или что выполнены, по меньшей мере, два сервопривода, которые по отдельности и/или вместе питаются электроэнергией, по меньшей мере, из одного устройства предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ').

7. Сервоприводная установка (16) по п. 4, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, для одного устройства предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') предназначено управляющее устройство (20, 20', 20ʺ, 20ʺ'), с помощью которого управляют, по меньшей мере, одним сервоприводом (1, 1'), и/или имеются, по меньшей мере, два сервопривода (1, 11'), причем, по меньшей мере, одно управляющее устройство (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') соединимо или соединено для управления, по меньшей мере, с двумя сервоприводами (1, 1') по отдельности или вместе.

8. Сервоприводная установка (16) по п. 4, отличающаяся тем, что имеет число устройств предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') и число сервоприводов (1, 1'), причем выполнена одновременно используемая предпочтительно, по меньшей мере, двумя устройствами предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') рабочая питающая линия (22), с помощью которой каждое устройство предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') из числа имеющихся устройств для предоставления энергии (7, 7', 7ʺ, 7ʺ') соединимо или соединено с каждым сервоприводом (1, 1') из числа имеющихся сервоприводов (1, 1') для снабжения электрической энергией, по меньшей мере, одного сервопривода (1, 1'), и/или имеет число управляющих устройств (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') и число сервоприводов (1, 1'), причем выполнена одновременно используемая предпочтительно, по меньшей мере, двумя управляющими устройствами (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') и/или, по меньшей мере, двумя сервоприводами (1, 1') рабочая управляющая линия (21), с помощью которой каждое управляющее устройство (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') из числа имеющихся управляющих устройств (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') соединимо или соединено с каждым сервоприводом (1, 1') из числа имеющихся сервоприводов (1, 1') для управления, по меньшей мере, одним сервоприводом (1, 1').

9. Сервоприводная установка (16) по одному из пп. 4-8, отличающаяся тем, что для каждого сервопривода (1, 1) сохранена информация об очередности и блок управления (4, 4') и/или, по меньшей мере, одно из управляющих устройств (20, 20', 20ʺ, 20ʺ') служит для управления сервоприводами (1, 1') в порядке очередности, заданной на основании информации об очередности.

10. Способ эксплуатации сервопривода (1, 1'), причем конденсатор (5) промежуточного контура (3, 3') питает блок управления (4, 4') электромотора (2, 2') сервопривода (1, 1'), отличающийся тем, что с помощью блока контроля (9) определяют моментальное зарядовое состояние конденсатора промежуточного контура (5), с помощью блока управления (4, 4') регулируют потребляемую мощность электромотора (2, 2') в зависимости от полученного моментального зарядового состояния потребляемую мощность снижают, когда или пока выявленное зарядное состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного первого предельного значения или опускается ниже его.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что потребляемую мощность снижают до значения ниже необходимого заданного значения, когда или пока обнаруженное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает заданного первого предельного значения или становится ниже его, и/или потребляемую мощность повышают преимущественно до необходимого заданного значения, когда или пока выявленное зарядовое состояние соответствует количеству заряда, которое накоплено на конденсаторе промежуточного контура (5) и достигает или превышает заданное второе пороговое значение, и/или из заложенной характеристики для каждого зарядового состояния выбирают верхнее граничное значение для потребляемой мощности.

12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что для определения моментального зарядового состояния выполняют по меньшей мере одну операцию из группы, включающей измерение напряжения на конденсаторе промежуточного контура (5), измерение тока, проходящего в промежуточный контур (3, 3') и/или на конденсатор промежуточного контура (5), измерение тока, выходящего из промежуточного контура (3, 3') и/или от конденсатора промежуточного контура (5), измерение количества заряда, накопленного на конденсаторе промежуточного контура (5).



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение дистанционного контроля исправности цепи при сокращении элементной базы за счет использования отключаемого источника электроснабжения для питания цепей контроля и управления отключением источника электроснабжения.

Изобретение относится к области энергетики и электротехники и может быть использовано в устройствах для преобразования термодинамической энергии в электрическую, используемых в качестве источника электрической энергии в системах электропитания автономных электроэнергетических комплексов.

Использование: в области электроэнергетики. Техническим результатом является обеспечение двухступенчатого автоматического ввода резерва при поддержании необходимого уровня заряда аккумуляторных батарей.

Изобретение касается аварийного освещения рельсового транспортного средства. Аварийное освещение рельсового транспортного средства включает в себя основное освещение из светоизлучающих диодов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к построению систем электропитания постоянного тока особо важных потребителей электроэнергии, требующих повышенного качества электроэнергии.

Использование: в области релейной защиты и автоматики. Технический результат - повышение устойчивости технологических систем за счет ввода в устройство блока управления АВР, позволяющего выполнять расчеты и выбор оптимального алгоритма работы для данного режима работы предприятия и энергосистемы.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в местах проведения подземных работ. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в возможности задания требуемого времени восстановления напряжения.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении мощности устройства.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для масштабного преобразования тока и напряжения с гальванической развязкой между высоковольтной сетью и приборами измерения на основе аналого-цифрового кодирования величин тока и напряжения с последующим излучением модулированного светового потока.

Изобретение относится к автоматическим регуляторам электродвигателей. Быстродействующий адаптивный регулятор частоты вращения содержит блок инвертирования, пропорциональную и интегральную части регулятора, четыре блока сравнения, два блока умножения, блок единичной функции, блок выделения модуля, нелинейный ограничитель.

Изобретение относится к автоматике. Способ расширения диапазона регулирования автоматических систем регулирования без потери устойчивости включает настройку регулятора, реализующего пропорциональную и интегральную составляющие закона регулирования, при которой сигнал управляющего воздействия зависит от величины ошибки регулирования и значений коэффициентов пропорциональной и интегральной составляющих.

Изобретение относится к способу адаптивного управления плохо формализуемым объектом. Для управления плохо формализуемым объектом определяют адаптивный регулятор для достижения цели за конечное число управляющих воздействий, осуществляют вначале тестовые пуски объекта управления при разных управляющих и постоянном внешнем воздействии, предусматривают исключение возможности превышения заранее известных предельно допустимых значений, осуществляют пуск объекта, после достижения регулируемым параметром установившегося значения сравнивают его с заданным определенным образом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического управления нестационарными объектами - системах адаптивного управления электроприводом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в нагнетателях, компрессорах, турбодетандерах газоперекачивающих агрегатов с тяжелыми роторами горизонтального исполнения массой, например, не менее 900 кг.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с асинхронными исполнительными двигателями. Техническим результатом является повышение быстродействия следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для выбора оптимального по точности режима работы электрического двигателя. Технический результат - увеличение точности управления за счет применения эффективного математического метода решения обратных задач.

Изобретение относится к автоматическому регулированию. Технический результат заключается в повышении качества регулирования путем уменьшения выходного сигнала интегратора при переходных процессах и повышения точности за счет гарантированного сохранения астатического регулирования.

Изобретение относится к автоматическому регулированию. Технический результат - повышение качества процессов управления в различных системах автоматики.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в роторных механизмах на электромагнитных опорах. Техническим результатом является повышение быстродействия и динамической точности электромагнитного подвеса ротора.
Наверх