Двухдвигательный следящий электропривод постоянного тока
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (! !) 432647
Союз Советских
Сациалиетических
Ресиублик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 04.07.69 (21) 1346352/24-7 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—
Опубликовано 15.06.74. Бюллетень М 22
Дата опубликования описания 31.07.75 (51) М. Кл. Н 02р 5 46
Гасударственный комитат
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.2:
:621.771 (088.8) (72) Авторы изобретения
А, A. Зайцев, Б. С, Коробов, И. Н. Князев, С. М. Красильщиков, В. П. Николаев, В. С. Осипов, В. П. Петухов, Л. М. Соколов и H. А. Тимашов (71) Заявитель (54) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ
ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к области авто»атпческого регулирования и может быть использовано в силовых приводах большой мощности, работающих в широком диапазоне скоростей.
В технике регулирования систем большой мсщности в связи с ограниченной шкалой мощностей двигателей спецназначения находят применение схемы с ис-!ользованием исполнительных двигателей, работающих на об- 1О щий выходной вал системы.
При жестком соединении валов исполнительных двигателей диапазон возможных скоростей наведения двухдвигательного привода ие превышает диапазона возможных скоро- 15 стей каждого из двигателей.
Кроме того, при жестком соединении валов двигателей оба дзигателя включены в течение всего времени работы привода, неза!висимо от величины мощности, требуемой для 2О вращения выходного вала.
Для систем наведения, в которых работа при высоких скоростях и больших нагрузках составляет неоольшую часть общего времени работы (например, в приводах корабельных антенных установок), этот недостаток является весьма существенным.
Применение в кинематической цепи следящего привода механического дифференциала, входные валы которого связаны с валами пс- 30 полнительных двигателей, управляемых от отдельных генераторов, а выходной вал соединен через дополнительный редуктор с выходным валом системы. позволяет устранить этот недостаток и при малых скоростях наведения осуществлять раооту одним дBtll àòåëåì, затормозив второи .-,впгатель механическим тормозом.
Отключение одного пз двигателей при малых скоростях наведения позволяет не только увеличить общий ресурс работы приводя, но и расширить диапазон возможных скоростей наведения за счет увеличения передаточного числа кинем"..Tè÷ñ êîé це.ш при отключении одного из двигателей.
Однако при стабилизации каж„-ого из двигателей совместно с соответствующим преобразователем по известным схемам (раздельные для каждого двигателя обратные связи по скорости, току и т. д.) из-за взаимовлияния исполнительных двигателей друг на друга через механичес сий дифференциал довольно трудно;,",.учить качество регулирования, близкое к качеству регулирования одно" двигательного привода той же мощности.
Кроме того. при таком построении схемы приходится изменять глубину обратных связей для сохранения требуемых динамических качеств при переходе на режим работы с одним двигателем.
432647
С целью повышен Isl надежности и исключения коммутации прн переходе с работы на одном двигателе к работе на двух двигателях и наоборот в предлагаемой схеме двухдвигательного следящего привода с соединением двигателей через механический дифференциал стабилизация обоих двигателей совместно с соответствуюгцпми преобразователями осуществляется при помощи общих обратных связей по акорости и токам исполнительных двигателей.
Схема предложенного следящего привода показана на чертеже.
Сигнал ошибки, полученньш как разность между управляющим воздейстзнем P (E) и регулируемой координатой а(/), поступает на вход усилительного устройства 1. К выходу у силительного устройства 1 подключены обмотки управления преобразователей 2 и 8. Преобразователи 2 и 8 cîåäèíåíû с исполнительными двигателями 4 и 5 соответствен но.
Сигнал обратной связи по скорости, снп- 40 маемый с последовательно соединенных тахогенераторов 10 и 11, содержит составляющие, пропорциональные скорости вращения первого и второго входного вала дифференциала. Выбор коэффициентов пропорциональности (на- 45 пример, регулировка возбуждения тахогенераторов) обеспечивает, чтооы этот сигнал был пропорционален сумме скоростей входных валов дифференциала. Тогда, с учетом свойства дифференциала, что скорость выходного 50 вала равна сумме скоростей входных валов, можно считать, что сигнал обратной связи по скорости, снимаемый с последовательно соединенных тахогенераторов, пропорционален скорости вращения выходного вала дифференциала независимо от скоростей отдельных двигателей.
В двигателях постоянного тока с независимым возбуждением ток двигателя пропорционален моменту на валу двигателя. Поэтому можно записать: (>) (Q) 65
Углы поворота двигателей складываются на механическом дифференциале б. Выходной вал дифференциала 6 соединен с нагрузкой привода 7 через дополнительные кннематпческие передачи 8. Информация о положении нагрузки (регулируемая ко:рдината) сни- з0 мается с датчика обрггной связи 9. Стабилизация приводя осуществляется с помощью сигналов, снимаемых с последовательно соединенных тахогенераторов 10 и 11, связанных с валами исполнительных двнга- 35 телей 4 и 5, и сигналов, снимаемых с сериесных сопротивлений 12 и 18, которые поступают на вход усилительного устройства 1. где lpI, lp2 — моменты инеРции РотоРов, кмп км — коэффициент пропорциональности между токами и моментами двигателей, МI, Hô, М2„ф — моменты на выходных валах дифференциала, а а ycI Тогда суммарная обратная связь по току определится выражением; Rci с (II» а„—, М1„,:i ) + RC2 + . (/р . а., + M,„.p), где Rc., Rc2 — величины серпесных сопротивлений 12 и 18. При помощи регулировочных сопротивлений 14 и 15 можно скомпенсировать различие в величинах R cI — Rc и .1п — км, отличие в величинах моментов инерции роторов в двигателях одного класса незначительно. Тогда можно записать, что У„,.: к (Ip (а, —, а ) + МI.: +M 1), где К вЂ” коэффициент пропорциональности. С учетом свойства дифференциала, что моменты на входных валах равны между собой, момент на выходном валу равен пх полусумме, а ускорение выходного вала — сумме ускорений входных валов, Из уравнения (4): U„, = к (Ip (а, + а ) + I„z., + М,) (5) илп I>o: !с ((/р + 1) аз " М ) (6) где I„— момент инерции нагруз ж приведенный к выходному валу дифференциала, ̄— внешний момент сопротивления, действующий на нагрузку, а, — ускорение выходного вала. При анализе вопросов динамики внешний момент М, можно исключить из рассмотрения и полагать, что сигнал обратной связи пропорционален ускорению выходного вала дифференциала. Следовательно, можно считать, что независимо от режима работы (одним двигателем или двумя), а также в переходных режимах при подключении или отключении одного из двигателей сигнал стабилизируюших обратных связей остается пропорциональным скорости и ускорению выходного вала дифференциала. Из теории систем автоматического регулирования с параллельными обратными свя432647 Предмет изобретения Составитель В. Кузнецова Текред Л. Акимова Редактор Л. Цветкова Корректор B. Гутман Заказ 261/753 Изд. № 1710 Тираж 722 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» зями известно, что при достаточно высоком коэффициенте усиления по прямому каналу (что характерно для следящих приводов) параметры звеньев, находящихся в прямом канале, не оказывают существенного влияния на характеристики всей системы, которые определяются, в основном, параметрами обратных связей. Таким образом, стабилизация двухдвигательного привода по предлагаемой схеме позволяет без дополнительных коммутаций в цепях обратных связей осуществить работу как двумя двигателями, так и одним двигателем, обеспечить режим наведения с требуемым качеством в процессе отключения и установки на механический тормоз одного из двигателей, а также в процессе включения и разгона второго двигателя. Двухдвигательный следящий электропрпвод постоянного тока с соединением валов 5 двигателей через механический дифференциал, содержащий индивидуальные регулируемые преобразователи в цепях якорей двигателей, усилитель и датчики обратных связей по скорости и току, отличающийся тем, что, с целью 10» исключения коммутации IIpll переходе с работы на одном двигателе к работе на двух двигателях и наоборот, выходы датчпков обратной связп по скорости соединены последовательно, а выходы датчиков обратной связи по току соединены параллельно и подключены ко входу усилителя, выход которого связан с указанными преобразователями.
