Электропривод

 

ОП И и 655О57

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ (61) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 10.09.76 (21) 2 с присоединением заявки (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Б (45) Дата опубликования опи (51) М, Кл

Н 02Р 7/74

Государствеииый KOMHTBT по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.718.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. Э. Милько, П. М. Коваль и В. К. Стеклов (71) Заявитель (54) ЭЛ ЕКТРО П Р И ВОД

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и предназначено для стабилизации и регулирования скорости вращения антенн РЛС по заданному закону при изменении возмущающих воздействий (нагрузки) в широких пределах.

Оно так?ке может быть использовано для стабилизации и регулирования скорости движения любых производственных механизмов, привод которых осуществляется при помощи дугостаторных либо линейных двигателей в широком диапазоне изменения входных сигналов и нагрузок.

Известно применение для привода антенн РЛС безредукторных дугостаторных многодвигательных приводов (13 в данном случае четырехдвигательного дугостаторного электропривода. Так как ветровая нагрузка на антенну носит нерегулярнып характер, а привод четырехдвигательный, то удается достичь экономии расхода энергии за счет селективного включения индукторов (одного, двух, трех или четырех) в зависимости от величины скорости ветра. Однако включение индукторов производится неавтоматически.

Известен многодвигательный элсктропривод, содержащий синхронные магнитоэлектрические двигатели, полупроводниковый коммутатор, устройство управления 30 коммутатором, стабильный задающий генератор, распределитель импульсов и магнитный усилитель с обмоткой управления, включенной в цепь между источником напряжения постоянного тока н коммутатором с целью уменьшения габаритов н веса электропривода, между стабильным задающим генератором и распределителем импульсов введен управляемый делитель частоты, вход которого соединен с устройством управления и выходом магнитного усилителя (2).

В данном электропрпводе задающий генератор стабильной частоты через управляемый делитель частоты соединен с распределителем импульсов, поступающих на полупроводниковый коммутатор. К выходу последнего подключен ряд синхронных магнитоэлектрическнх двигателей. Источник питания соединяется с коммутатором проводом, который образует обмотку управления магнитного усилителя. Управляемый делитель соединен с устройством управления и выходом магнитного усилителя. Напряжение на выходе магнитного усилителя является сигналом обратной связи по току. Однако в этом сигнале содержится необходимая информация по скорости вращения, так как в случае выпадения из сннхронизма потребляемый ток резко увеличивается-—

655057 а при пуске с возросшей нагрузкой на валу двигателей подъем скорости замедляется и пусковой ток также возрастает. Следовательно, магнитный усилитель со своей обмоткой управления выполняет функции датчика скорости.

В схеме прототипа имеется устройство сравнения, на выходы которого поступают сигналы от устройства управления и магнитного усилителя (датчика скорости), а выход его управляет делителем частоты.

В приведенном устройстве скорость регулируется обычным редукторным электроприводом, а один регулятор управляет всеми двигателями, т. е. запитка их осуществляется от этого регулятора. Таким образом, мощность регулятора должна быть равна сумме мощностей всех двигателей и (Р,) 2: Рд,), если возможна работа всех двигателей одновременно.

Цель изобретения — уменьшение установленной мощности, веса и габаритов регулятора, т. е. понижение установленной мощности регулятора в и раз, где n — число дугостаторных двигателей (индукторов) многодвигательного электропривода, при сохранении способности обеспечивать заданные параметры регулирования при изменении нагрузки на электропривод в диапазоне от нуля до величины, соответствующей мощности индукторов, регулятором, рассчитанным на мощность одного индуктора.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод введены модель двигателя, (и — 1) коммутаторов, вычитатель и пороговое устройство, каждый из (n — 1) дугостаторных двигателей подключен через коммутатор к сети, выход регулятора соединен с входом модели двигателя, выход которой связан с первым входом вычитателя, второй вход вычитателя — с выходом датчика скорости, выход вычитателя — с первым входом порогового устройства, второй вход которого связан с выходом устройства управления, а каждый из (n — 1) выходов порогового устройства — с управляющим входом соответствующего коммутатора и соответствующим входом модели двигателя, На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг. 2 — нагрузочные характеристики.

Электропривод содержит замкнутый контур 1, в который включены устройство 2 управления, устройство 3 сравнения, регулятор 4, датчик 5 скорости, индукторы 6—

10, коммутаторы 11 — 14, модель 15 двигателя, вычитатель 16, пороговое устройство

17, общий выходной вал 18.

Выход устройства 2 управления соединен с первым входом устройства 3 сравнения и входом 19 порогового устройства 17, выход устройства сравнения — с входом регулятора 4, выход которого связан с входом ин5

65 дуктора 6 и первым входом модели 15 двигателя. Выходы порогового устройства 17 соединены с входами коммутаторов 11 — 14 и с соответствующими входами модели 15 двигателя. Входы регулятора 4 и коммутаторов 11 — 14 подключены к питающей сети, выходы коммутаторов 11 — 14 — к соответствующим индукторам 7 — 10, которые вместе с индуктором 6 при помощи электромагнитного поля воздействуют на общий выходной вал 18 электропривода. Датчик 5 скорости жестко связан с выходным валом

18. Выход датчика 5 скорости связан с вторым входом устройства 3 сравнения и первым входом 20 вычитателя 16, второй вход

21 которого подключен к выходу модели двигателя.

Выход вычитателя 16 подсоединен к первому входу 22 порогового устройства 17.

На вход устройства 3 сравнения поступает входной сигнал оо, соответствующий величине заданной скорости по. На устройстве сравнения происходит алгебраическое вычитание входного сигнала ац и сигнала, пропорционального скорости вращения выходного вала 18, с датчика 5 скорости. На выходе устройства сравнения образуется сигнал ошибки, пропорциональный разности заданного и действительного значений скорости выходного вала системы. Этот сигнал поступает на вход регулятора 4, где он усиливается по мощности и подается на индуктор 6, который вращает вал привода в соответствии с сигналом ошибки.

Датчик 5 скорости жестко связан с выходным валом 18, и на его выходе напряжение пропорционально его скорости вращения.

При изменении нагрузки в пределах от 0 до Ма (фиг. 2) замкнутый контур 1 регулирования осуществляет стабилизацию заданного значения скорости с точностью

+-Лп, на которую рассчитан контур регулирования. Кроме этого, сигнал с выхода регулятора 4 подается на модель 15 двигателя и с выхода последней на первый вход

21 вычитается 16, на второй вход 20 которого поступает сигнал с датчика 5 скорости.

С выхода вы читателя 16 напряжение, пропорциональное моменту нагрузки, проходит на вход 22 порогового (n — 1) -уровневого устройства 17. Величина этого напряжения меньше величины наименьшего уровня порогового устройства 17, и поэтому все остальные (и — 1) индукторы 7, 8, 9, 10, отключены от сети и не работают.

При возрастании нагрузки электропривод переходит на работу на предельной механической характеристике (кривая 23 фиг. 2), скорость вращения вала уменьшается до допустимой величины и — An (точка а кривой

23 фиг. 2).

Напряжение с выхода регулятора 4 растет, а скорость падает, значит, на выходе вычитателя 16 напряжение возрастает

655057 до величины первого уровня порогового устройства 17, когда оно срабатывает и на его первом выходе 24 появляется сигнал, который включает коммутатор 11, подавая полное напряжение сети на индуктор 7. При 5 этом скорость электропривода не может измениться мгновенно и она переводится в точку d (фиг. 2). Кроме этого, сигнал с первого выхода 24 порогового устройства

17 поступает на модель двигателя, коррек- 10 тируя ее параметры в соответствии с работающими двумя индукторами 6 и 7.

Замкнутый контур регулирования обеспечивает стабилизацию скорости п„при значениях момента в пределах от Ма до Md. 15

При дальнейшем росте нагрузки происходит подключение следующего индуктора 8 и так далее до последнего и-го индуктора.

При уменьшении нагрузки процесс протекает в обратной последовательности, но не 20 по нижнему пределу допустимого отклонения скорости — An, а по верхнему +An электропривода, т. е. переключение происходит, например, из точки с в точку b (фиг.

2). 25

Таким образом, осуществляется стабилизация скорости вращения многодвигательного привода при мо цности регулятора, соответствующей одному индуктору, при изменении нагрузки в пределах, превышаю- 30 щих мощность одного индуктора в и раз, где п — число индукторов привода. При изменении входного сигнала соответственно изменяются величины уровней порогового устройства 17, так как входной сигнал по- 35 дается на его второй вход 19 и происходит смещение уровня уставки скорости ng.

Использование электропривода дало возможность снизить установленную мощность регулятора и уменьшить вес и габа- 40 риты блоков и узлов САУ антенной РЛС.

Это имеет большое значение для аппаратуры, устанавливаемой на подвижных объектах (кораблях, самолетах и т. п.).

Данный электропривод обладает более 45 высокими показателями надежности и долговечности, и эксплуатация его происходит с меньшими затратами энергии при нерегулярных нагрузках (в частности, ветровых для антенн РЛС).

Таким образом, электропривод позволяет осуществлять регулирование и стабилизацию скорости вращения выходного вала в точном соответствии с входным сигналом и при дозированном подключении нндукторов. количество которых точно соответствует приложенной нагрузке, обеспечивая высокие энергетические показатели всего электропривода.

Формула изобретения

Электр опривод, содержащий и двигателей, соединенных с общим выходным валом, и замкнутый контур регулирования, в который включены устройство управления, устройство сравнения, регулятор, силовой вход которого подключен к сети, датчик скорости, соединенный с общим выходным валом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, габаритов и веса регулятора, в него введены модель двигателя, (и — 1) коммутаторов, вычитатель и пороговое устройство, причем каждый из (и — 1) дугостаторных двигателей подключен через коммутатор к сети, а выход регулятора соединен с входом модели двигателя, выход которой соединен с первым входом вычитателя, а второй вход вычитателя соединен с выходом датчика скорости, выход вычитателя соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом устройства управления, а каждый из (n — 1) выходов порогового устройства соединен с управляющим входом соответствующего коммутатора и соответствующим входом модели двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глушкин Д. Л., Фрагин И. Я. Пути повышения надежности и долговечности приводов вращения крупногабаритных антенн

РЛС. — «Вопросы радиоэлектроники», Серия общетехническая, вып. 19, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 399992, кл. Н 02р 7/74, 1974.

655057 пс

-ап

Составитель М. Нездюр

Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1048/7 Изд. № 220 Тираж 876 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5