Устройство управления позиционнымэлектроприводом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ни 798695

К АВТОИЖОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (о1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25.04.79 p1) 2757816/18-24 (5ЦМ. gn.

605 В 11/01 с присоединением заявки NoГосударственный комнтеФ

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритвт

Опубликовано 2301.81. Бюллетень Н9. 3 (53) УДК r,2-50 (088. 8) Дата опубликования описания 250181 (72) Авторы изобретения

Сапалановский, В. С. Егоров, Г. П. Курковский, A. И. Зайцев и С. А. Молочков

Государственный проектный институт "Электротяжхимпроект" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Предлагаемое. устройство относится к автоматическому управлению электроприводами и может быть использовано . в системах позиционного электропривода.

Известны устройства управления, в которых для исключения перерегули рования при ограничении производных пути по времени параллельно основному регулятору положения включен блок определения времени начала торможения (1), (21 .

Однако в таких устройствах блок определения времени начала торможения 15 обеспечивает отработку перемещения без перерегулирования и дотягивания только в случае равенства тормозного пути половине заданного.

Известно также устройство управ- 20 ления позиционным электроприводом, в котором повышение точности позиционирования достигается путем поддержа.ния угла торможения неизменным .независимо от статического момента и 25 инерционных масс подвижных. частей ме-ханизма. Определение значения тормозного момента в этом устройстве выполняется схемой обработки информации в процессе перемещения исполни-. 30 тельного органа на установившейся скорости (3) .

Однако такое устройство не позволяет определить тормозной путь, который обеспечил бы при равнозамедленном движении останов исполнительного органа в момент, когда отрабатываемый путь равен заданному. Кроме того, устройство обеспечизает заданную точность позиционирования только при наличии установившейся скорости движения исполнительного органа и при отсутствии внешних возмущений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 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 со 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 из входов первого блока сравнения, другой вход которого соединен

798695 с блоком задания перемещения, а выход — с входами регулятора положения и датчика малых рассогласований, блок умножения, входы которого соединены с выходом датчика скорости, а выход - с первым входом блока деле- ния, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход — с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с задатчиком скорости, а выход — со .вторым входом ре- tO

Рулятора скорости, третий вход которого соединен с выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом датчика малых рассогласований, а вход - с выходом регулятора положения, задатчик момента соединен с токоограничивающим входом регулятора скорости и с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом задатчика статического момента, первый вход которого 20 соединен с датчиком тока, второй — с датчиком скорости.

Повышение точности устройства достигается исключением влияния несоответствия законов изменения пути и ско-Я рости нри ограничении производной пути во времени на протекание процесса при отработке перемещения.

Исключение этого влияния обеспечивается размыканием контура положения gg системы при отработке перемещения, а определение момента времени начала. торможения выполняется схемой обработки информации о скорости, .пусковом и статическом моментах привода, а так- же о6 оставшемся пути отработки исполнительного органа (4) .

Однако такое устройство не позволяет определить с необходимой точностью путь торможения при изменении инерционных масс, связанных с валом электродвигателя, а также при изменении момента сопротивления исполнительного органа, что ухудшает точность позиционирования и качество регулиро- вания. 4S

Цель изобретения — повышение точности позиционирования и качества регулирования посредством полного исключения влияния на работу схемы изменения инерционных масс, связанных с валом электродвигателя, и статического момента сопротивления исполнительного органа, а также упрощение . схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления позиционным электроприводом установлены эадатчик ускорения и масштабный блок, выход которого соединен со вторым входом блока деления и с управляющим входом масштабного блока, вход кото- Щ рого соединен с выходом второго ключа, а выход — с третьим, входом регулятора скорости.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 65

Устройство содержит электродвигатель 1, датчик 2 скорости, датчик 3 тока, усилитель 4 мощности, регуля-. тор 5 тока, регулятор 6 скорости, первый блок 7 сравнения, блок 8 задания перемещения, датчик 9 положения, регулятор 10 положения, второй блок 11 сравнения, датчик 12 малых рассогласований, первый 13 и второй 14 клочи, задатчик 15 скорОсти, блок 16 умножения, блок 17 деления, задатчик

18 момента, масштабный блок 19, задатчик 20 ускорения, причем выходы усилителя мощности негосредственно и через датчик 3 тока соединены с входами электродвигателя 1, вал которо- . го кинематически связан с датчиками 2 скорости и 9 положения, выход датчи- ка 2 скорости соединен с первым входом регулятора 6 скорости, выход которого соединен с входом регулятора 5 тока, второй вход которого соединен с датчиком 3 тока, а выход— с входом усилителя 4 мощности, выход, датчика 9 положения соединен с одним из входом первого блока 7 сравнения, другой вход которого соединен с блоком 8 задания перемещения, а выход— с входами регулятора 10 положения; второго блока 11 сравнения и датчика 12 малых рассогласований, выход которого соединен с управляющим входом

:первого ключа 13, вход которого соединен с выходом регулятора 10 положения, а выход — с вторым входом регулятора 6 скорости, токоограничивающий вход которого соединен с задатчиком 18 полного момента, входы блока 16 умножения соединены с выходом датчика 2 скорости, а выход — с первым входом блока 17 деления, выход которого соединен с вторым входом второго блока 11 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 14, вход которого соединен с выходом задатчика 15 скорости, а выход которого соединен с входом масштабного блока 19, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика 20 ускорения, а выход — с третьим входом регулятора 2 скорости, второй вход блока 17 деления соединен с выходом задатчика 20 ускорения.

Путь торможения до полной остановки электродвигателя.при равнозамедленном движении определяется выражением )1

5т = 7 г. где uu — - угловая. скорость электродвигателя, Е - угловое ускорение и замедление электродвигателя.

Приведенная зависимость реализуется с помощью блоков 16 умножения и 17 деления подачей на вход блбка 16 умножения сигнала, пропорционального угловой скорости электродвигателя 1, и на вход блока 17

798695 деления сигнала, пропорционального ускорению электродвигателя 1. В результате на выходе блока 17 деления образуется сигнал, пропорциональный тормозному пути. Ускорение определя ется задатчиком 20 ускорения, и нз зависит от изменения инерционных масс, .связанных с валом электродвигателя и статического момента сопротивления.

Устройство работает следующим Ьб- (ф разом.

При подаче сигнала на необходимое перемещение от блока 8 задания перемещения н (выходе первого блока 7 сравнения, (который может быть дискретно-аналоговым или сельсинной парой с фазочувствительным выпрямителем) возникает сигнал, который поступает на входы датчика 12 малых рассогласований и второго блока 11 сравнения.

Датчик 12 малых рассогласований подает сигнал на управляющий вход пер- . вого ключа 13, который отключает выход регулятора 10 положения от входа регулятора 6 скорости. Второй блок 11 сравнения подает сигнал на управля- 25 ющий вход второго ключа 14 и подключает задатчик 15 скорости к входу масштабного блока 19. Нарастающий сигнал,на выходе этого блока с темпом, пропорциональным сигналу задатчика 20 рП ускорения, поступает на вход регулятора 6 скорости. Вследствие этого ускорение электродвигателя 1 пропорционально уровню сигнала на выходе задатчика 20 ускорения. B процессе 3S перемещения исполнительного органа сигнал на выходе датчика 9 положения увеличивается, а на выходе первого блока 7 сравнения уменьшается. Одновременно на входы блока 16 умножения и блока 17 деления поступают сигналы с выхода датчика 2 скорости и задатчика 20 ускорения. Блок 16 умножения и блок 17 деления производят обработку поступающей информации согласно вышеприведенному выражению, в резуль- 45 тате чего этими блоками осуществляется предсказание пути торможения- для текущей скорости и заданного темпа торможения электродвигателя. Когда, уменьшаясь,,сигнал на выходе первого ур блока 7 сравнения станет равным сигналу предсказания на выходе блока 17 деления, второй ключ 14 отключает задатчик 15 скорости от масштабного блока 19, в результате чего сигнал на выходе масштабного блока 19 уменьшается с интенсивностью, пропорциональной сигналу на выходе задатчика

20 ускорения. Когда сигнал на выходе первого блока 7 сравнения станет близким к нулю, датчик 12 малых рас- 60 согласований через первый ключ 13 подключает регулятор 10 положения к регулятору 6 скорости. Устройство замыкается по положению (вводится в действие третий контур регулирова- 45 ния), чем достигается высокая точность установки — исполнительного ор гана в .заданное положение и сохранение этого положения при воздействии внешних возмущений на исполни-. тельный орган.

Принцип отработки перемещений

1 трапецеидальным графиком изменения скорости аналогичен вышеизложенному..

Предлагаемое устройство улучшает качество регулирования системы в статике и динамике. Кроме того, оно упрощено,, и все узлы в этом устройстве изготавливаются серийно промышленностью, что требует меньших затрат на его реализацию. 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 со 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 из входов первого блока сравнения, другой вход которого соединен с блоком задания перемещения, а выход — с входами регулятора положения, второго блока сравнения и датчика малых рассогласований; выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с выходом регулятора положения, а выход — со вторым входом регулятора скорости, токоограничивающий вход которого соединен с задатчиком момента, блок умножения, два входа которого соединены с выходом датчика скорости, а выход — с первым входом блока деления, выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом задатчика скорости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в нем установлены масштабный блок и задатчики ускорения, выход которого соединен со вторым входом блока деления и с управляющим входом масштабного блока, вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход — с третьим входом регулятора скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слежановскиь О. В. Унифицированные системы автоматического регулирования электропривода. "Информ.

| < " . ф i «, " a

i fr .i р4

Составитель В. Грибова

Ре акто Т. Кугрышева Техред " Вабурка Ко ректо М. Демчик д р

Заказ 10027/59 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ 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 стандартэлектро". M., 1967, с.7-9, 35-39.

2. Авторское свидетельство СССР

9 195532, кл. 6 05 В 7/00, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР

М 452803,;кл. Q 05 В 11/01, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 528542, кл. Q 05 В 11/01, 1973 (прототип).