Устройство для управления электроприводом

 

1п) 4478 0

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.10.70 (21) 1483853, 24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.10.74. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 04.05.75 (51) М. Кл. Н 02р 5. 00

G 05b 11/26

Е 021 3/48

Гобуаарственный комитет

Совета Мкнистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Ткаченко и И. Я. Фаустова

Харьковский автомобильно-дорожный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛ ЕКТРО П Р И ВОДОМ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технике управления позиционными электроприводами.

Известно устройство для управления электроприводом драглайна, содержащее установленные на краях стрелы датчики положения рабочего органа (вращающийся трансформатор и однофазные сельсины) и узел измерения его отклонения от заданного положения, выполненный на операционном усилителе.

Это устройство предназначено для регулирования положения рабочего органа относительно границы его саморазгрузки и удовлетворяет предъявляемым при этом требованиям точности и надежности регулирования.

Однако, когда требования к устройству повышаются (например, при ограничении положения рабочего органа границей аварийной зоны вблизи стрелы), точность и надежность управления оказывается недостаточной. Это определяется недостаточной чувствительностью измерительной части устройства, влиянием колебаний питающего напряжения и температуры среды, которые в условиях работы драглайна достаточно велики, а также тем, что в устройстве не учитывается скорость приводов при приближении рабочего органа к заданному положению, вследствие чего при больших скоростях приводов неизекс с0юзнлю 1 ф д бттбаиотека щ д бежен выход рабочего органа за пределы заданного граничного положения, что может привести к аварии.

Целью изобретения является повышение на5 дежности и точности регулирования положения рабочего органа.

Это достигается тем, что в качестве датчика положения рабочего органа использованы последовательно соединенные дифференциаль10 ный и бесконтактный однофазный сельсины.

Первичная обмотка дифференциального сельсина подключена к трехфазной сети переменного тока, а узел измерения отклонения содержит на входе два нуль-органа, выход пер15 вого из которых через статический триггер и дифференцирующее звено, а выход второго непосредственно связаны с селектором импульсов. Выход последнего через два управляющих триггера подключен в цепь управ20 ления приводом. При этом вход одного нульоргана соединен с однофазной обмоткой однофазного сельсина, вход другого нуль-органа подключен через фазовращатель на однофазное напряжение. Управляющий вход стати25 ческого триггера узла измерения отклонения с одной стороны через компаратор и суммирующий усилитель соединен с датчиками скорости, а с другой стороны через компаратор и генератор пилообразного напряжения — с

30 выходом первого нуль-органа, 447803

При этом датчик обеспечивает преобразование координат положения рабочего органа в пропорциональное им изменение фазы выходного напряжения, точность которого может достигать нескольких угловых минут, что заведомо удовлетворяет предъявляемым к устройству требованиям и существенно превышает возможности датчиков известных устройств, преобразующих координаты в величину напряжения. Колебания напряжения сети и изменение температуры среды практически не скажутся на точности измерения. Зто повышает точность и иадежпость регулирования.

Два нуль-органа, селектор импульсов и два управлящих триггера обеспечивают преобразование фазы во временной интервал (длительность выходного импульса) каждую половину периода питающего напряжения, что повышает чувствительность устройства, а вместе с тем точность и надежность регулирования, Статический триггер с дифференцирующим звеном и компаратор, соединенный с генератором пилообразного напряжения, а также с датчиками скорости через суммирующий усилитель, обеспечивают учет скорости приближения рабочего органа к заданному положению и исключают возможность его выхода в аварийную зону, что также увеличивает надежность регулирования.

На чертеже изображено предлагаемое устройство

Дифференциальный сельсин 1 установлен у основания стрелы, его вал соединен сшатуном 2, другой конец которого связан с тяговым канатом. Сельсин 3 установлен на вершине стрелы и e! o вал связан с шатуном 4, другой конец которого связан с подъемным канатом.

На первичную трехфазную обмотку дифференциального сельсина 1 подключено трехфазное напряжение, а его вторичная обмотка соединена с трехфазной обмоткой сельсина 3.

Однофазная обмотка сельсина 3 подключена на вход первого нуль-органа 5, формирующего импульсы при переходе через нуль мгновенного значения синусоидального напряжения, подаваемого с выхода сельсина 3. Выход нуль-органа 5 подключен на вход первого статического триггера 6 и генератора пилообразного напряжения 7, выход которого подключен на первый вход компаратора 8.

На второй вход компаратора 8 подключен выход суммирующего операционного усилителя 9, на два входа которого подключены два датчика скорости (например, тахогенераторы)

10 и 11 приводов подъема и тяги.

Выход компаратора 8 подключен на счетный вход первого статического триггера 6, а вы",îä триггера соединен со входом дифференцирующего звена 12, выход которой подключен на первый вход селектора импульсов 13, состоящего из двух диодных мостов, соединенных через четыре одинаковых резистора. На второй вход селектора импульсов подключен выход второго нуль-органа 14, формирующего импульсы при переходе через нуль мгновенного значения синусоидального напряжения, а вход нуль-органа 14 подключен через фазовращающий узел 15 к однофазному напряжению.

Первый выход селектора импульсов 13 подключен на вход статического управляющего триггера 16, второй выход — на вход статического управляющего триггера 17, а выходы этик триггеров через диод 18 соединены с зажимами обмотки 19 управления приводом.

Описываемое устройство работает следую15 Шпм ооразом.

При перемещении рабочего органа углы поворота шатунов 2 и 4 и валов сельсинов 1 и 3 соответствуют направлениям подъемного и тягового канатов, в результате фаза выходного

20 напряжения U, снимаемого с однофазной обмотки сельсина 3 и изменяющегося пропорционально сумме углов поворота валов сельсинов 1 и 3, соответствует положению рабочего органа. Зта фаза фиксируется с помощью импульсов, формируемых нуль-органом 5 при переходе через нуль мгновенного значения этого синусоидального напряжения.

Фаза опорного напряжения У„фиксируемая с помошью нуль-органа 14 и регулируемая с помощью фазовращающего узла 15, соответствует заданному положению рабочего органа.

Временной интервал между импульсами, поступающими с нуль-органов 5 и 14, пропорЗ5 ционален отклонению положения рабочего органа от заданного положения.

1 енератор пилообразного напряжения 7, компаратор 8 и суммирующий операционный усилитель 9, на два входа которого подклю40 чены два датчика скорости 10 и 11, служат для изменения сигнала управления приводом пропорционально скорости приводов подъема и тяги. Генератор пилообразного напряжения

7 запускается при появлении импульса на вы45 ходе нуль-органа 5. Когда напряжение U, на выходе генератора 7 достигнет величины выходного напряжения операционного усилителя 9, пропорционального сумме скоростей приводов подъема и тяги, на выходе компа50 ратора 8 появляется импульс, который перебрасывает статический триггер 6 в состояние, противоположное тому, в которое он был переведен после поступления импульса с выхода нуль-органа 5.

Интервал времени между импульсами с нуль-органа 5 и компаратора 8 пропорционален требуемому изменению управляющего сигнала в зависимости от скорости приводов.

Дифференцирующее звено 12 дифференци60 рует задний фронт прямоугольного импульса с триггера 6 в момент поступления на его счетный вход короткого импульса с выхода компаратора 8. Таким образом, интервал времени между импульсами на выходах диффе55 ренцирующего звена 12 и нуль-органа 14 со447803 ответствует величине управляющего сигнала привода, равного разности отклонения рабочего органа от заданного положения и изменения управляющего сигнала пропорционально скорости приводов (при отрицательном значении этой разности).

Селектор импульсов 13 обеспечивает поступление на вход управляющего триггера 16 положительных импульсов с выхода дифференцирующего звена 12 и отрицательных импульсов с выхода нуль-органа 14, а на вход управляющего триггера 17 — импульсов протпвопложной полярности с выхода этих элементов. B резульгате на протяжении каждого полупериода опорного синусоидального напряжения U, разность U,> — U„> длительностей прямоугольных импульсов напряжения на выходах триггеров 16 и 17 пропорциональна величине управляющего сигнала привода, равного разности отклонения рабочего органа от заданного положения и изменения управляющего сигнала пропорционально скорости приводов.

Если рабочий орган находится на большом расстоянии от заданного положения, разность

Uтя Uт3 выходных напряжений триггеров 16 и 17 положительна, диод 18 закрыт, сигнал на привод не поступает и не ограничивает скорости приводов и перемещаемого ими рабочего органа.

При приближении рабочего органа к заданному положению величина UT — Uq> становится отрицательной, диод 18 открывается и на приводы поступает сигнал, обеспечивающий их замедление и остановку рабочего органа в заданном положении без перерегулировапий.

При этом по мере уменьшения отклонения рабочего органа от заданного положения уменьшается и скорость приводов, а при совмещении положения рабочего органа с заданным прекращается дальнейшее его движение за заданное граничное положение и сигнал на выходе устройства отсутствует, 5

Предмет изобретения

Устройство для управления электроприводом, например тяги, грузоподъемного меха10 низма, содержащее установленные на краях стрелы датчики положения рабочего органа, узел измерения отклонения положения рабочего органа от заданного, датчики скорости вращения двигателей тяги и подъема, усили15 тель и компаратор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, датчик положения выполнен в виде двух сельсинов, дифференциального и однофазного, узел измерения отклонения

20 содержит на входе два нуль-органа, выход одного из которых через триггер и дифференцирующее звено, а выход другого непосредственно связаны с селектором импульсов, выход которого через триггеры подключен в цепь уп25 равленпя приводом, при этом вход одного нуль-органа соединен с однофазной обмоткой однофазного сельсина, трехфазная обмотка которого соединена с выходной обмоткой дифференциального сельсина, первичная трехфаз30 ная обмотка которого подключена к сети переменного тока, вход другого нуль-органа подключен через фазовращатель на однофазное напряжение, и управляющий вход триггера узла измерения отклонения с одной сто35 роны через компаратор и суммирующий усилитель соединен с датчиками скорости, а с другой через компаратор и генератор пилооб. разного напряжения — с выходом первого нуль-органа.

447803

Составитель В, Кузнецова

Техред В. Рыбакова

Редактор Л. Народная

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1058/4 Изд. № 519 Тираж 722 Подписное

1ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5