Способ гашения колебаний сил упругости в приводе

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

750175 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 18.10.77 (21)2533377/25-28 (5!)м. кл. с присоединением заявки ¹вЂ”

F 16 F 15/02

Государственный комитет (23) Приоритетпо делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 (53 ) Уд К621.567.. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 25,07,80 (72) А вторы изобретения

П. Д. Гаврилов, В. А. Грасс, E. К. Ещин и В. И. Янцен (71) Заявитель

Куэбасский политехнический институт (54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ СИЛ УПРУГОСТИ

В ПРИВОДЕ

Изобретение относится к области гаш ния колебаний в системах, а именно в системах, включающих исполнительный орган, двигатель и трансмиссию и, преимущественно может быть использовано

5 в системах, имеющих момент инерции исполнительного органа, приведенный к валу двигателя, соизмеримый или превосходящий момент инерции двигателя, причем механическая характеристика, последнего на абсолютно жесткая.

Известен способ гашения колебаний сил упругости в приводах> основанный на изменении параметра, влияющего на силу упругости трансмиссии ведомого вала пу- 15 тем снижения жесткости трансмиссии за счет введения в нее упругих элементов, например, муфт $1).

Недостатки способа состоят в том, что2о он не позволяет сохранить быстродействие привода, ограничить величину статической составляющей сил упругости, а известные технические средства реализации такого способа обладают относительно небольшим сроком службы.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предложенному является способ гашения колебаний сил упругости в приводе, заключающийся в том, что в системе изменяют па раметр, влияющий на силу упругости трансмиссии ведомого вала привода в зависимости от его скорости 2).

Недостатком такого способа является то, что он не позволяет уменьшить амплитуду колебаний внутри диапазона ограничения, поскольку привод для выполнения своего назначения должен преодолевать статическую составляклцую нагрузки на исполнительном органе, а существенное ограничение амплитуды колебаний сил упругости путем уменьшения диапазона or раничения суммарной силы упругости невозможно.

Кроме того, данный способ не позволяет ограничить статическую составляющую сил упругости независимо от амплитуды

3 7561 колебаний динамической составпяюшэй сил упругос ти.

11епью настоящего изобретения явпяется снижение динамической и ограничение статической состввцяюшей сил упругости HB5 зависимо друг от другв.

Это достигается тем, что измеряют скорость вращения ведомого вала приводе и пропорционально ей задают скорссть холостого хода двигвтепя, являющуюся 10 параметром, влияющим на силу упругости трансмиссии, с учетом коэффициента пропорциональности между скоростью вращения ведомого вала привода и скоростью холостого хода двигателя. 15

Кроме того, с цепью компенсации инерционности привода и системы управпения им, корректируют задаваемую скорость холостого хода двигатепя в зависимо=ти от скорости вращения ведомого вала. 20

На чертеже дана структурная схеМа привода.

Йвигатепь 1, посредством трансмиссии.

2, связан с ведомым валом 3 привода, . воспринимающим нагрузку, и снабжен двт- 25 чиком 4 угловой скорости, сигнал с которого подается на регулятор скорости вращения двигателя 5, и корректирующее устройство 6. Корректирующее устройство

6 может содержать дифференцируюшее 30 устройство 7 и усипитепь 8, в регуцятор скорости вращения двигателя 5 — усипитель 9, исполнительное устройство 10 и суммирующее устройство 11, вход которого связан с выходами усилителей 8 и 9, з5 а выход — с испопнитепьным устройством 10.

При реализации предложенного способа измеряют скорость вращения ведомого вала 3 привода и пропорционвпьно ей за- 40 кают скорость холостого хода двигатепя 1.

При этом учитывают коэффициент пропорциональности между скоростью вращения

Ведомого вала 3 привода и скоростью холостого хода двигателя 1, чем задают 45 величину статическЫ составляющей сип упругости в трансмиссии 2, необходимую дпя преодоления статического момента нагрузки. ,Пля компенсации инерционности приво- 50

Лв и системы управпения им в корректирующем устройстве 6 корректируют задаваемую скорость. холостого хода двигателя 1 в зависимости от скорости вращения ведомого вала 3. 55

Действительно, если двигатель 1 имеет не абсолютно жесткую механическую ха75 рактеристику, то его момент нв ввпу можНо представить IcAK л

1». = ——

1-5 (3) Тогда, принимал во внимание, что в статическом режиме пэ выражения (1) получаем

M-- А (4(4) То =ть статический момент HB валу двигвтепя 1, и, следовательно, статическая составпяюшая сип упругости пропорцинапьны соотношению скоростей вращения ведомого вале 3 пршьодв и скорости холостого хода двигателя 1.

Синтез корректирующего устройства может быть приведен либо частотными методами по теории автоматического регулирования, либо на основе теории оптимапьного управления дпя любых систем автомати еского управления любыми типаМИ ПРИВОДОВ, Например, дпя чвстотноупрввпяемого асинхронного эпектроприводв выражение дпя скорректированного сигнапа выгпядит спедуюшпм образом (7)

= + Р < где ж — ускорение скорости вращения ве 2 домого вапа 3 привода; — постоянная, зависящая От параметров электромеханической системы двигатель — испопнитепьный механизм.

Гогда, реапизация предлагаемого способа дпя гашения колебаний сип упругости в трансмиссии 2 при управлении двигателем

1 предполагает измерение скорости вращения ведомого вапа 3 привода и пропорционапьно ей задают скорость холостого хода двигателя 1, явпяюшуюся параметром, впияюшим нв силу упругости трансM=A(<- —," ) (.1)

ГДЕ 1 — ПОСТОЯННВЯ ВЕЛИЧИНа;

- фактическая угповвя скорость л двигателя 1:

U4 УГПОВВЯ CKOPOCTb ХОЛОСТОГО ХО ла дв двигателя l.

При реализации способа задают - - ло х (2)

Где tel — угповвя скорость вращения ве 2 доМого ввпа 3;

)с. - коэффиш ент пропорциональности, вепк пгна которого определяется требуемым скопьжением двигвтепя 5, необходимым дпя создания Опредепенного статического момента HB вапу двигатепя 6.

5 7501 миссии, с учетом коэффициента пропорциональности K между скоростью вращения ведомого вала 3 привода и скоростью холостого хода двигателя„ при этом выходной сигнал усилителя 9 подают на

5 суммирующее устройство 11. В корректирующем устройстве 6, посредством дифференцирования сигнала с датчика 4 ско рости в дифференцирующем устройстве 7 и умножения на заданный коэффициент (В) i0 в усилителе 8, формируется корректирующий сигнал, который поступает на суммирующее устройство 11.

Выходной сигнал суммирующего уст ройства 11 поступает на исполнительное 15 устройство 10 (при частотном управлении асинхронным двигателем — преоб разователь частоты) регулятора скорости вращения двигателя 5, посредством чего задают скоРость холостого xoGa двигателЯ ш о; 20

При возрастании нагрузки на ведомый вал 3 привода, вызывающей, за счет деформации трансмиссии 2, уменьшение его скорости вращения, снижают скорость холост того двигателя 1, а при падении на 25 груэки, вызывающей, эа счет уменьшения деформации трансмиссии 2, увеличение скорости вращения ведомого вала привода 3, увеличивают скорость холостого хода двигателя 1. 30

Таким образом, происходит задание скорости холостого хода двигателя 1 скоростью вращения ведомого вала 3 привода, Задание скорости холостого хода двигателя 1 скоростью вращения исполнительного органа приводит к слежению фактической скорости двигателя 1 за скоростью ведомого вала привода 3, что приводит к снижению амплитуды динамической состав-ф>

75 6 ляющей сил упругости и срыву автоколебаний в системе привода.

Формул а изобретения

1. Способ гашения колебаний сил упругости в приводе, заключающийся в том, что изменяют парам етр, влияющий на силу упругости трансмиссии ведомого вала привода в зависимости от его скорости, о т л и ч а юшийся тем, что,, с целью снижения динамической и ограничения статической составляющих сил упругости независимо друг от друга, измеряют скорость вращения ведомого вала привода и пропорционально ей задают скорость холостого хода двигателя, являющуюся параметром, влияющим на силу упругости трансмиссии с учетом коэффициента пропорциональности между скоростью вращения ведомого вала привода и скоростью .холостого хода двигателя.

2. Способ гашения колебаний по п. 1, отличающийся тем, .что, с целью компенсации инерционности привода и системы управления им,,корректируют задаваемую скорость холостого хода двигателя в зависимости от скорости Dpameния ведомого вала.

Источники информа ции, принятые во внимание при экспертизе

1, Докукин А. В. и др. Методы и средства снижения динамических нагрузок . в приводах выемочных машин, Горные машины и автоматика, 1962, % 2, с. 110.

2. Авторское св1щетельство СССР

М 168965, кл. F 01 В .17/10, 1965 (прототип).

750175 ка

Составитель О. Мальцев

Редактор В. Голышкина ТехредЖ. Кастелевич Корректор M. немчик

Заказ 4594/28 Тираж 1095 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4