Устройство для управления электроприводом
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ря 752223
Г
Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.. (22) Заявлено 180778 (23) 2648404/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет
G 05 В 11/01
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 300780. Бюллетень М 28
15З) У ЦК 62. 50 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.80
А.B Садовой, В.Н. Милокостенко, В.A. Брилев и Г.И. Крикуненко (72) Авторы изобретения
Коммунарский горно-металлургический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и предназна:ено для управления позиционными механизмами,обеспечинающими перемещение рабочего органа в заданное положение.
Известно устройство для управления позиционным электроприводом, содержащее двигатель постоянного тока, тиристорный преобразователь, регуляторы тока, скорости вращения, положения, датчики тока, скорости вращения, положения и нелинейный преобразователь (1) .
Известно также устройство для уп- 15 равления электроприводом, которое содержит последовательно включенные регулятор положения, регулятор скорости, регулятор тока, тиристорный преобразонатель и двигатель, Выходы 20 двигателя через датчики положения, скорости и тока соединены с соответствующими регуляторами. Для формирования оптимального переходного процесса при отработке малых и больших перемещений используется нелинейный преобразователь (2J .
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления электроприводом, 30 содержащее нелинейный преобразователь, последовательно соединенные регулятор положения, эадатчик интенсивности, регулятор скорости, регулятор тока, тиристорный преобразонатель и днигатель, первый выход которого через датчик тока соединен с соответствующим входом регулятора тока, нторой выход связан через датчик положения с перным входом регулятора положения и через датчик скорости — с соответствующим входом регулятора скорости $3J .
Однако, все эти устройства обладают повышенной чувствительностью к изменениям параметров силовой части электропринода вследствие низкого коэффициента усиления регулятора положения. Это приводит к снижению точности работы системы и уменьшению ее быстродействия при изменении момента инерции привода, магнитного потока двигателя и статического момента нагрузки на валу двигателя.
Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.
Эта цель достигается тем, что вход нелинейного преобразователя соединен с выходом датчика скорости, выход— со вторым входом регулятора положе50 нияр О третьим входом которого свя заи выход регулятора тона, а с четВЕРТЫМ " ВЫХОД Д<ат<1ИКа TOf Структурная схема устройства приведена на чертеже. устройство содер>кит регулятор 1 скорости, регулятор 2 тока, тиристорный преобразователь 3,,цвигатель 4, датчик 5 тока, датчик б скорости,датчик 7 положения, нелинейный преобразователь 8, регулятор 9 положения, выполненный релейным. Релейный элемент 10, интегратор 11, инвертор 12 образуют задатчик 13 интенсивности. На вход релейного регулятора 9 положения поступают сигналы обратных связей по текущему значению перемещения, квадрата скорости двигателя и тока якорной цепи. При стабилизации поло>кения на заданном уровне регулятор 9 поло>кения (релейный элемент) работает в скользящем режиме, т.е. перекл очается из одного устойчивого положения в другое с высокой частотой таким образом, что среднее значение напряжения на его выходе равно нулю. Это обеспечивается каличием обратной связи выхода регулятора тока на вход регулятора положения. Устройство работает следующим образом. При отсутствии на входе релейного элемента 9 сигнала, пропорционального требуемому перемещению, релейный элемент 9 под действием обратной связи с выхода регулятора 2 тока работает в скользящем режиме, т.е. переключ ается с высокой частотой, поддерживая напряжение на выходе регулятора 2 тока, равное нулю. Напря>кение тиристорного преобразователя 3 также равно нулю и двигатель 4 неподвижен. После подачи на вход системы задания на требуемое перемещение релейный элемент 9 выдает максимальное напряжение на вход релейного элемента 10, который, в свою очередь, выдает максимальное напряжение на интегратор 11. Напряжение на выходе задатчика интенсивности 13 (интегратора 11) меняется по линейному закону в соответствии с заданным ускорением двигателя и поступает на вход регулятора 1 скорости, который через регулятор 2 тока управляет напряжением тиристорного преобразователя 3, обеспечивая разгон двигателя 4 с заданным ускорением. После достижения выходным напряжением интегратора 11 значения соответствующего максималь. но допустимой скорости двигателя 4, релейный элемент 10 через инвертор 12 переводится з скользящий режим, осуществляя стабилизацию выходного йапряжения задатчика 13 интенсивног5 15 25 ти на заданном уровне. Регулятор 1 скорости осуществляет стабилизацию скорости двигателя 4 под действием обратной связи по скорости, сигнал которой вырабатывается датчиком б скорости. По мере отработки перемещения увеличивается сигнал обратной связи по перемещению, который вырабатывается датчиком 7 положения и поступает на вход релейного элемента 9. В результате суммарного действия обратной связи по положению,обратной связи по квадрату скорости, которая вырабатывается нелинейным преобразователем 8, и обратной связи по току, вырабатываемой датчиком 5 тока, релейный элемент 9 выдает на вход релейного элемента 10 максимальное напряжение противоположной полярности, переводя двигатель в тормозной режим. После отработки заданного перемещения релейный элемент 9 вновь переводится в скользящий режим под действием обратной связи по напряжению регулятора 2 тока. Регулятор 2 тока обеспечивает стабилизацию тока якоря двигателя 4 на максимально допустимом уровне в режиме упора. Преимуществом описанного устройства является применение релейного регулятора положения, обладающего большим коэффициентом усиления и не нарушающего устойчивости системы управления за счет скользящего режима. Применение релейного регулятора делает систему управления мало чувствительной к изменениям момента инерции системы, магнитного потока двигателя и статического момента »a его валу и позволяет увеличить точность и быстродействие устройства при работе в условиях действия различных параметрических и координатных возмущений. Такое устройство может найти широкое применение в электроприводах позиционных механизмов в металлургической и машиностроительной промышленности, в частности для привода нажимных устройств, координатных станков и манипуляторов. Формула изобретения 1. Устройство для управления электроприводом, содержащее нелинейный преобразователь, последовательно соединенные регулятор положения, эадатчик интенсивности, регулятор скорости, регулятор тока, тиристорный преобразователь и двигатель, первый выход которого через датчик тока соединен с соответствующим входом регулятора тока, второй выход. связан через датчик положения с первым входом регулятора положения и через дат чик скорости — c соответствующим б 752223 Составитель В. Васильев Редактор И. Нанкина Техред Н.Ковалева Корректор Н. Григорук Заказ 4739/3 Тираж 956 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом регулятора скорости, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, вход нелинейного преобразователя соединен с выходом датчика скорости, выход — со вторым входом регулятора положения, с третьим входом которого связан выход регулятора тока, а с четвертым — выход датчика тока. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю Ш е е с я тем, что регулятор положения выполнен в виде релейного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гарнов В.К., Рабинович В.Б., Вишневский Л.М. Унифицированные системы автоматического управления электроприводом в металлургии. М., "Металлургия", 1978, с. 91. 2. Тиристорные злектроприводы прокатных станов. М., "Металлургия", 1978, с. 94. 3. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными злектропривсдами постоянного тока. М., "Энергия", 1970, с.90, рис. 3-39 (прототип).
