Устройство для управления позиционным электроприводом

 

-- см.. (11) 528542

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.08.73 (21) 1952941/24 (51) Ч. Кл."- G 05В 7/00

G 05В 11/Ol с присоединением заявки _#_o

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень ¹" 34

Дата опубликования описания 06.10.76 (53) УДК 62-50 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. И. Сапалановский (71) Заявитель

Государственный проектный институт «Электротяжхимпроект» (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ

ЭЛ ЕКТРО П Р И ВОДОМ

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР

Изобретение может использоваться в системах автоматического регулирования электропривода.

Известны устройства управления, в которых для исключения перерегулирования при ограничении производных пути по времени параллельно основному регулятору положения включен блок определения времени начала торможения (1, 2). Однако в таких устройствах блок определения времени начала торможения обеспечивает отработку перемещения без перерегулирования и дотягивания только в случае равенства тормозного пути половине заданного.

Наиоолее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для управления позиционным .электроприводом, содержащее последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, второй выход которого соединен .с датчиком тока, усилитель мощности, выходы которото непосредственно и через датчик тока соединены с входами электродвигателя, вал которого кинематически связан с датчиками скорости и положения, выход датчика скорости соединен с первым входом регулятора скорости, выход датчика положения соединен с одним извходов первого блока сравнения, другой вход которого соединен с блоком задания перемещения, а выход — со входами регулятора положения и датчика малых рассогласований, задатчик с1 орости) датчик статического момента, сумматор и блок деления (3).

Повышение точности позиционирования в этом устройстве достигаегся путем поддержания угла торможения неизменным независимо от статического момента и инерционных масс подвижных частей устройства. Определение значения тормозного момента вьгполняется во время разгона и перемещения исполнительного органа на установившейся скорости.

Такос устройство не позволяет определить тормозной путь, при котором, двигаясь равнозамедленно, рабочий орган обеспечил бы остановку электропривода в тот момент, когда отработанный путь равен заданному.

Кроме того устройство обеспечивает заданную точность позиционирования только при наличии установившейся скорости движения

20 исполнительного органа .и при отсутсгвии внешних возмущений.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования и качества регулирования.

25 Это достигается тем, что в устройстве для управления позиционным электроприводом установлены задатчик полного момента, первый и второй ключи, второй блок сравнения и блок умножения, входы которого соединены зо с выходом датчи ка:скорости, а выход — с пер528542

2() S,=в/

2 2 так как то

55 вым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход — с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход — с управляющим входом, первого ключа, вход котороро соединен с задатчиком скорости, а выход— со вторым входом ретулятора скорости, третий вход которого соединен с .выходом второго ключа, управля.ощий вход которого соединен с выходом датчика малых рассогласований, а вход — с выходом регулятора положения задатчик полного момента соединен с токоограничивающим входом регулятора скорости и с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом датчика статического момента, первый вход которого соединен с датчиком тока, второй — с датчиком скорости.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электродвигатель 1, датчик скорости 2, датчик тока 3, усилитель мощности 4, регулятор тока 5, регулятор скорости 6, первый блок сравнения 7, блок задания перемещения 8, датчик положения 9, регулятор положения 10, второй блок сравнения 11, датчи|к малых рассогласований 12, первый 13 и второй 14 ключи, задатчик скорости 15, блок умножения 16, блок деления 17, сумматор 18, датчик статического момента 19, задатчик полного момента 20.

Путь торможения до полной остановки электродвигателя при равнозамедленном движении определяется выражением (() = К,п и i, = Ê, 11п + ис1 т — 7 17 и — 1 (1) Л1п + 41ст л)п + 1Ис где Мп, ̄— соответственно полный и статический моменты электродвигателя, (— время торможения исполнительного органа от скорости п до полной остановки, Аь Кг — коэффициенты пропорциональности, () — угловая скорость электродвигателя, и — скорость электродвигателя.

Зависимость (1) реализуется с помощью блоков умножения 16 и блоков деления 17 подачей на вход блока умножения 16 сигнала, пропорционального скорости, и на вход блока деления 17 — сигнала, пропорционального сумме полного и статического моментов с выхода сумматора 18, В результате на выходе блока деления 17 образуется сигнал, пропорциональный тормозному пути. Напряжение задат25 з()

4()

5о

33 ()о чика полного момента 20 пропорционально полному моменту электродвигателя, так как оно одновременно является уставкой токоограничення регулятора скорости 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на необходимое перемещение от блока;àäàíèÿ .пе,ремещения 8 на выходе первого блока сравнения 7 (который может быть дискретно-аналоговым или сельсинной парой с фазоч,BcTBHTcльным выпрямителем) возникает сигнал, который поступает на входы датчика малых рассогласований 12 и второго блока сравнения 11. Датчик малых рассогласований подает сигнал на управляющий вход первого ключа, который отключает выход регулятора положения 10 от входа регулятора скорости 6.

Второй блок сравнения 11 подает сигнал на управляющий вход второго ключа 14 и подключает задатчик скорости (источни к напря>кения) 15 ко входу регулятора скорости 6.

На выходе регулятора скорости 6 возникает сигнал,, величина которого определяется уровнем сигнала, поступающего,на токоограничивающий вход регулятора скорости от задатгика полного момента 20. Сигнал на выходе регулятора скорости 6 определяет величину полного Tol) B в момент разгона и воздействует через регулятор тока 5 и усилитель мощности

4 на электродвигатель. В процессе перемещения электродвигателя 1 сигнал с выхода датчика положения 9 увеличивается, вследствие чего на выходе первого блока сравнения 7 сигнал увеличивается. Одновременно на входы блока умножения 16 и блока деления 17 поступают сигналы с выходов датчика скорости 2 и сумматора 18. Блок умножения 16 и блок деления 17 производят обработку поступающих сигналов согласно выражению (1) .

Разгон электродвигателя продолжается до скорости, определяемой уровнем сигнала от задатчика скорости 15. Дальнейшая отработка перемещения будет выполняться при постоянной скорости электродвигателя 1. Когда, уменьшаясь, сигнал на выходе первого блока сравнения 7 станет равным сигналу на выходе блока деления 17, ключ 14 отключит задатчик скорости 15 от регулятора скорости 6.

На вход регулятора скорости 6 будет поступать только сигнал с датчика скорости 2. Под действием этого сигнала электродвигатель 1 перейдет в режим торможения, интенсивность которого определяется суммой полного и статического моментов.

Когда сигнал на выходе первого блока сравнения 7 станет близким к нулю, то датчик малых рассогласований 12 через первый ключ подключит регулятор положения 10 к регулятору скорости 6. Тем самым устройство замкнется по положению (введется в действие третий контур регулирования), чем достигается высокая точность установки исполнительного органа в заданное положение и сохранение этого положения при воздействии внеш них возмущений на исполнительный орган.

528!»42

При отработке малых перемещсний (т}7еугольный график изменения акорости) все процессы протекают аналогично, с той лишь разницей, что команда на торможение от блока сравнения 11 подается тогда, когда процесс разгона электродвигателя еще нс окончен.

Предлагаемое устройство улучшает качество регулирования системы в статике и динамике, т. е. обеспечивает повышение точности установки механизма в заданном положении без перерегулирования .и дотягивания, что позволяет сократить !время отрабопки перемещений. Сокращение времени отработки позволяет увеличить количество циклов в единицу времени, тем самым увеличить производнтегнность механизма, обслуживающего какой-либо технологический агрегат.

Формула изобретения

Устройство управления позиционным электроприводом, содержащее последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, второй вход которого соединен с датчиком тока, усилитель мощности, выходы которого непосредственно и через датчик тока соединены с входами электродвигателя, вал которого кинематически связан с датчиками скорости и положения, выход датчика скорост!i соединен с первым входом регулятора скорости, выход датчика положения соединен с одним из входов первого блока сравнения, другой вход которого соединен с блоком задания перемещения, а выход — с входами регулятора положения .и датчика малых рассогласований, задатчик скорости, датчик статического моМСНТа, C« »I»»IH !OP и О.!ОК Дс«1 "l! t!!1, O i !:! l 11! 10П С Е С SI Т М, ГО, С ЦЕЛ!ЯО !!ОВЫI!1С!IИЯ IОЧНОСТИ ПО.»ИЦИОНИ}7ОВ!1НИЯ И 1«аЧССТГ»!1 }7СГ»».1»!Рова! пия в нем установлсшя задатч;1к;-олного мо7 мента, первый и второй ключи, второй блок сравнения и бло!«у м!!Ожсння, вхо:ji»I I(o I opo1.0

СОСДИНЕ!!IЛ С ВЫХО,(ОМ,1

5 рости, а выход — со вторым входом регулятора скорости, третий в.«од которого соединен с выходом второго 1.;IIOsa, управляющий вход

i«o7 op0I 0 соединен с выходом да Гчиеа малых рассогласовани1(, а вход — c выходом регуля»О i OP a 110:10 «eHIISI » За ДатЧИК соединен с токоограни швающим входом ре гулятора скорости и с одним из входов сум матора, другой вход которого соединен с вы. ходом датчика статического момента, первый

25 вход которого сосд1шсн с датчиком тока, второй — с датчиком скорости.

1}сточн:1ки информ,.ции, принятые Во вни мачие при экспсртизс изооретсн !я:

1. Лебедев E, J, 1(е!"!марк В. E., Пист3(7 рак М. Я., Слежановский О. В. «У1111ф11ци}70ванные системы автоматического регулирова1. Я элект}7(7!1р11в07:1а»>. 11н форм стандартэлсктро, М., 1967 r., стр. 7 — 9, 35 — 39.

2. Лвт. св. М 195032, кл. G 05В 7/00,04,057.67 з5 3. Лвт. сь. ¹ -}52803, кл. G 05В 11/01. 15.06.73