Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

 

О П И С А Н И Е (ii)780139

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалмстичесинк

Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свин-ву (22) Заявлено 25.01.78,(21) 2573012/24-07 (51) М. Кл. ,Ъ

Н 02 P 5/16 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам нвооретеннй н открытий

Опубликовано 15. 11.80. Бюллетень,% 42 (53).УДК 621.313..2-58 (O 88. 8) Дата опубликования описания 18.11.80 (72) Авторы изобретения

В. Н. Букачов и H. Д. Евлашев

Qi

Ленинградский институт авиационного прибо ейнтт ="",,т".; -: (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам аля управления электродвигателями постоянного тока

Известно устройство аля управления электродвигателем постоянного тока Г11 °

Управление осуществляется от источника питания, а при торможении питание выключается и при помощи тиристоров и полупроводниковых диодов осуществляет то ся динамическое торможение электроавигателя.

Разгон и торможение электроавигателя осуществляется резко, что при больших скоростях и массах привоцит к зак15 лнниванию и разрушению переааточных механизмов.

Наиболее близким к изобретейию являетсяустройство аляуправления электро-. авигателем постоянного тока, соаержащее послеаовательно соединенные блок задающего сигнала и блок сравнения, нуль« орган, регулятор напряжения, выходом поаключенный к двигателю с редуктором, цатчик скорости и датчик положения, выхоа которого поаключек к блоку сравнения 2 .

Допустимое ускорение замецления с таким устройством можно получить лишь при уменьшении скорости перемещения исполнительного мехенизма, что приведет к уменьшению быстродействия электропрнвоаа.

Бель изобретения — повышение быстродействия электропривоаа.

Поставленная цель аостнгается тем, что устройство снабжено Ит первыми и гтт вторыми умножителями рабочего и весового напряжений, m+t ключевыми блоками, ттт т, квантователями, двумя сумматорами, тремя выпрямителями и аатчиком крутацего момента, причем датчик скорости через первый выпрямитель подключен к Гтт первым умножителям, выходы которых через послеаовательно соединенные ключевые блоки, квантователи, ко вторым входам которых через третий выпрямитель

3 780 1 подключен выход блока сравнения, и вторые умножители соединены со входами первого сумматора, к первому входу которого через послецовательно соединенные второй сумматор, второй выпрями5 ,. тель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выход первого сумматора подключен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен второй сумматор, датчик крутящего момента через послед-, ний из вторых умножителей подключен

- к первому сумматору, а выходы датчика скорости и второго квантователя через первый ключевой блок подключены ко второму сумматору.

На чертеже прецставлена функциональная схема устройства для управления электродвигателем постоянного тока, выпол- 0 ненная согласно изобретению.

Устройство для управления алектродвигателем постоянного тока соцержит блок !

l сравнения,,нуль-орган 2, регулятор 3 напряжения, выходом подключенный к 25 двигателю 4 с редуктором 5, датчик 6 скорости и датчик 7 положения, выход которого поцключен к блоку 1 сравнения фв первых 8 и " вторых 9 умножителей рабочего и весового напряжений, 30 и}+ ключевых блоков 10, en+( кв антов ателей 1 1, дв а сумм а тор а 12 и

13, три выпрямителя 14-16 и датчик

l7 крутящего момента, причем цатчик

6 скорости через первый выпрямитель

14 подключен к vjI первым умножителям

8, вЫ ходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки 10, квантователи 11, ко вторым входам которых через третий выпрямитель 16 подклю- щ чен выхоц блока 1 сравнения, и вторые умножители 9 соединены со входами первого сумматора 12, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель 15 и первый квантователь 11 подключен блок 1 сравнения, а выход первого сумматора 12 подключен к регулятору 3 напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган 2 поцключен второй сумматор 13, датчик 17 крутящего момента через формирователь 18 подключен ко — вторым входам вторых умножителей 9, а выходы датчика 6 скорости и второго квантователя 11 .. через первый ключевой блок 10 подключены ко второму сумматору 13.

Устройство работает слецующим образом.

Блок 1 сравнения выделяет сигнал рассогласования Uq между зацающим воздействием и напряжением обратной связи по положению. Сигнал рассогласования подается на один из входов второго сумматора 13, на второй вход которого поступает напряжение с выхода цепи задержанной жесткой обратной связи по скорости. Напряжение задержанной жесткой" обратной связи по скорости проходит через ключевой блок 10 и квантователь 11 второго канала. Если напряжение рассогласования превышает пороговое, напряжение U pg квантователя 11 второго канала, то сигнал на сумматор

13 не поступает. Сигналы с блока 1 сравнения и с сумматора 13 поступают на выпрямители 15 и 16 и затем квантуются по уровню блоком квантователей

11. Пороговое найряжение Ц >< кван тователя 11 первого канала определяет допустимую статическую ошибку замкнутой системы. Пороговые напряжения остальных квантователей 11 устанавливаются автоматически в зависимости от скорости вращения исполнительного двигателя

4. Пороговое напряжение для каждого, позиционного квантователя 11, начиная со второго, вырабатывается своей цепью динамической коррекции. К выходу позиционных квантователей 11, начиная со второго, подключены умножители 9 напряжений весового и рабочего. На вторые входы атих умножителей подается напряжение с формирователя 18 напряжения крутящего момента. Формирователь 18 осуществляет выпрямление сигналов переменного тока и сглаживание пульсаций.

Iles датчика 17 крутящего момента компенсирует влияние момента инерции якоря исполнительного цвигателя 4 и соециненных с ним частей червячного редуктора 5, а также внешний момент, приложенный к объекту регулирования. Датчик 17 крутящего момента непрерывно измеряет момент, передаваемый двигателем 4 ® объекту регулирования. В момент подачи задающего возцействия на вход блока 1 сравнения трогание исполнительного двигателя 4 происходит за счет выходного напряжения позиционного квантователя 11 первого канала. При большой величине сигнала рассогласования напряжение на выходе выходного сумматора 12 постоянных напряжений равно

5 780 13 гце М

Мр, lO — коэффициент передачи пози.— ционного квантователя первого канала; — коэффициент передачи позиционного квантователя 11

1 .- того канала;

- коэффициент передачи первого умножителя напряжений 8 для -того канала

2,3...Ф (1, pu Ug< 7 0„, St rr 0 =

О 0, при U < CQ

8> jO,при О аО„„

AKH)y 0 fH AKgq y

U (К„.0+Ц=Ц .- t -тое весовое напряжение.

i 1i. и ni

Пороговое напряжение Ц опрецеляет зону нечувствительности -того позиционного квантователя 11. Сигналы умножителей 9 напряжения суммируются выходным сумматором 12, напряжение навыходе которого является управляющим 3 для тиристорного регулятора 3 напряжения, питающего исполнительный двигатель

4. При этом вал исполнительного двигателя 4, вращаясь, приводит в движение через червячный редуктор 5 ме- Зй ханизмы робота, сводя сигнал рассогласования к нулю. Направление вращения исполнительного двигателя 4 выбирается в зависимости от полярности сигнала нульоргана 2. По сигналу нуль-органа 2

3$ осуществляется реверс исполнительного двигателя 4. Таким образом, в режиме

"мягкой стабилизации скорости вращения двигателя напряжение на входе тиристорного регулятора 3 напряжения беэ учета напряжения трогания определяется моментом инерции якоря исполнительного двигателя 4 и соединенных с ним частей г червячного редуктора, внешним моментом, приложенным к объекту регулирования, а 4 также скоростью и ускорением вала исполнительного двигателя, В режиме жесткой стабилизации скорости вращения исполнительного двигателя 4 электропривоц электромеханического робота работает на "ползучей" скорости.

Изобретение дает возможность осуществлять плавное торможение электроS 6 привода при больших, скоростях пере мещения механических звеньев электромеханического робота и также повысить быстроцействие привоца робота по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее послецовательно соединенные блок задающего сигнала и блок сравнения, нуль-орган, регулятор напряжения, выходом подключенный к двигателю с редуктором, датчик скорости и датчик положения, выхоц которого подключен к блоку сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно сн абжено т первы,ми и щ вторыми умножителями рабочего и весового напряжений, Ю+ ключевыми блоками, щ+4 квантователями, двумя сумматорами, тремя выпрямителями и датчиком крутмдего момента, причем датчик, скорости через первый выпрямитель подключен к )77 первым умножителям, выходы которых через послецовательно соединенные ключевые блоки, квантователи, ко вторым входам которых через третий выпрямитель подключен выхоц блока сравнения, и вторые умножители соединены со вхоцами первого сумматора, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выхоц первого сумматора подключен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен втоpoN суммато датчик крутящего момента через последний из вторых умножителей подключен к первому сумматору, а выходы датчика скорости и второго квантователя через первый ключевой блок подключены ко второму сумматору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Nr 316166, кл. Н 02 P 5/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

l4 338981, кл. Н 02 P 5 06, 1970 (прототи п).

780 139

СоставителЬ И. Коротеева

Редактор Г. Прусова Техред ЕГавринешко. Корректор М.. немчик

Заказ 9339/21 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород„ул. Проектная, 4