Устройство для управления линейным электродвигателем постоянного тока
(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.01.79 (21) 2714733)24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Ч K.
Н 02 Р 7/62
Гвсударствеииый комитет
Опубликовано 15.08.81. Б«оллстснь ¹30 (53) УДК 621.316. .718.5 (088.8) йо делам изебретеиий и лтирытий
Дата онубликorii .II«ÿ 0HHcа:;п,«25.08.81 (72) Авторы
H200P ГЕН И«!
Кр2III« I)HH и А. .. «: «Сpи нов
H0B0cH6Hpcкий э-ICK)рстсхl ;l .cc . »- : (71) 32$iвите..«ь (54) i (.. гРОИ(1 ЯО ." „ «Я;и П!),1«,".,; .; :1 !,, 1111 11111!)I «, Э,«1ЕКТРОДВ И ГАТЕ,)1 1 .."«1 ПОС А :".11 ГЮГО ТОКА
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в машиносгроении, элсктротермии, на транспорте, в химической промыгпленности, во всех отраслях народного хозяйства, где требуется обеспечивать поступательное или возвратно-поступательное перемещение деталей, рабочих маханизмов, грузов и т. и.
Известны устройства для управления линейными электродвигателями постоянного тока, содержащие силовую схему питания обмоток — усилитель мощности, дискретную схему распределителя напряжений между силовыми обмотками и программный блок, подключенный к схеме распрсде HHтеля. Такис устройства обеспечивают формирование импульсов напряжения, прикладывасмого к силовым обмоткам двигателя с заданными длительностью и частотой следования (1) .
Однако эти устройства не позволяют регулировать скорость перемещения якоря (или индуктора) с достаточной точностью, а также фиксировать его в заданном положении. Кроме того, надежность и КИД такого элсктронривода весьма низки, поскольку прп «змснснии нагрузки и нестабильности .;;;;Iр»ження «,сточ»HH2 питания система
Вь хо Il ò из синхронизма что прйвод!«т к ненужным затрагам энергии или даже срыву раб!)чего процесса. !
1!:. 601cñ Олизк««м тех!«ическим рсш!.—
HHc): к нзобретеник) является устройство для у««)),«!«10;«!«я лн«и йным электродвигателем постo»!I 2010 тока. Содержащее усилитель х«оп!!.< cTH. выполнснный в виде тиристорного «псобразова-сля псременного тока, соедиlli IIHый !«Oсpс;icTВох! э.«сKTpонной cх!. Мы раcпредслитсля с сl«,iовыMH обмотками двнга, .1я,;(!)т !««ки конечных по.«ожений якоря Внутри силовых обмоток, подкгночснные к с>с )е раси!)еде>«!«тсг«я и программный блок, . редставляюн!Ий собой схемы реl vлир .с мы Y задержек фронтов ..правляющих
ИМН . ЛЬСОВ И УСТЯНОВОК ВЫХОДНО«-О ««ЯПРЯЖЕния усилителя м«о«цности. КГ1Д и надежность л!«ней««ого э. «ект1)опривод>1 с таким
« СТ!):)ЙСТВОм 1 lipÛÂ.1СНН51 BblUIC, ПОСКО. «ьк : устройства 06ecilсчивае i рабочий процесс, ИСК.I!A 12Þ!Ö!IH ПОНИ>I 00 м и к я х . «-,! н р О н l! 3 а ц и я и м и 111 ь с О В т иряв,-е.н«я в данном устройстве осу«цествля855916 «о Зо 45 50 ется автоматически от датчиков конечных положений якоря I2). Однако данное устройство у;«равлеиия характеризуется низкой точностью регу.«ирован ия скорости дв««жен««я s«K«>pal ««ф ««ксс«ции его в заданном положении, так как система разомкнутая ио скорости, способ регулирования ступен «атый. точность до шага, равного расстоянию между двумя соседними датчиками поло)кения. Цель изобретения -- повышение точности регулирования скорости перемещения якоря и фиксации его в заданном положении. Поставленная цель JocTH« àåòcH тсм, «то в устройство, содержащее усилитель мощности, подключенный через распределитель импульсов напряжения к силовым обмоткам электродвигателя, датчики конечных «юложений активных частей якоря, подключенные к другим входам указанного распределителя, и программный блок, введены датчик перемещения якоря, блок двукратно«о дифференцирования, блок задания желаемого значения ускорения, соединенные между собой последовательно, и блок сравнения, вход которого подключен к одному из входов усилителя мощности, .один вход блока сравнения соединен со вторым выходом блока двукратного дифференцирования, др гой вход --- с выходом блока задания желаемого значения ускорения, второй вход которого соединен с выходом датчика перемещения якоря линейного электродвигателя, а третий вход — — с выходом программного блока. Кроме того, устройство снабжено блоком коррекции, входом подключенным к выходу датчика перемещения якоря линеииого электродвигателя, а выходом -- к другому входу усилителя мощности. На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема устройства; на фиг. 2 — — схема соединения вновь введенных элементов. Устройство управления содержит датчик 1 перемещения якоря линейного электродвигателя 2 постоянного тока. соединенный с блоком 3 двукратного дифференцирования, блок 4 задания желаемого значения ускорения, подключенный к датчику перемещения, блоку 3 двукратного дифференцирования, программному блоку 5 и блоку б сравнения, усилитель 7 мощности, выполненный с релейной выходной характеристикой, подключенный к блоку б сравнения и распределителю 8 импульсов напряжения, датчики 9 — 13 конечных положений активных частей якоря, а также блок !4 коррекции одного из уровней ограничей выходного напряжения усилителя 7 мощности, подключенный ко второму входу этого усилителя и блоку б сравнения. Линейный электромагнитный двигатель содержит пять силовых статорных обмоток и якорь, выполненный в виде чередующихся диамагнитных и ферромагнитных (активных) элементов. Якорь линейного электродвигателя при этом же количестве силовых обмоток может быть выполнен и коротким. Программный блок представляет собой аналоговую схему задания желаемого закона перемещения, например, в функции времени. Блок дифференцирования (фиг. 2) выполнен на пяти усилителях 15---19 с коэффициентами усиления К вЂ” -К). Линейный блок задания желаемого значения ускорения (фиг. 2) выполнен на усилителе 20 постоянного тока, блок сравнения — на усилителе 21, а блок коррекци и — — и а усилителе 22. Устройство работает следующим образом. При;юявлении задающего сигнала 11с,= = c-t на выходе программного блока 5 на выходе блока 6 сравнения появляется сигнал рассогласования, который затем усиливается усилителем 7 и через схему распределителя 8 импульсов напряжения поступает на соответствующую силовую обмотку двигателя. Это приводит к возникновению тягового усилия и перемещению якоря. В устройстве реализуется принцип управления по (и — -1) -ой производной выходной величины (перемещения якоря), где и — порядок дифференциального управления динамики линейного электродвигателя постоянного тока. Желаемые динамические свойства системы в целом (устройства управления и двигателя) в данном случае задаются блоком 4, формирующим желаемое значение ускорения как функции перемещения якоря и его скорости (например, в виде линейной комбинации). Проявление возмущений (нестационарность нагрузки, статические и динамические нелинейности характеристик двигателя) в такой системе локализуется в быстродействующем контуре поддержания (n — l)-ой производной, и движение якоря с высокой точностью соответствует заданной программе Ц < U = ct. Погрешность воспроизведения заданной программы может быть весьма малой, даже равной нулю, если в устройство управления ввести блок 14 коррекции одного из уровней ограничений выходного напряжения усилителя 7 мощности, например, с передаточной функцией W t (P) = К,«Р. Повышение точносги регулирования скорости перемещения и фиксации якоря устройства обеспечивается тем, что при включении в него блоков 3, 4, 6 и 13 и усилителя 7 мощности организуется быстродействуюи«ий контур поддержания желаемого значения ускорения (1 — 3 — 6 8 — 2 — I), 14 855916 в котором осуществляется локализация возмущений, парирование их, а также парирование нестационарностей и нелинейностей двигателя и нагрузки. Формула изобретения !. Устройство для управления линейным электродвигателем постоянного тока, содержащее усилитель мощности, подключенный через распределитель импульсов напряжения к силовым обмоткам линейного электродвигателя постоянного тока, датчики конечных положений активных частей якоря, подключенные к другим входам указанного распределителя, программный блок, отличаю- 15 щееся тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости перемещения якоря и фиксации его в заданном положении, устройство снабжено датчиком перемещений якоря, блоком двукратного дифференцирования, блоком задания желаемого значения ускорения, последовательно соединенными между собой, и блоком сравнения, выход которого подключен к одному из входов усилителя мощности, один вход блока сравнения соединен со вторым выходом блока двукратного дифференцирования. а второй вход — с выходом блока задания желаемого значения ускорения, второй вход которого подключен к выходу датчика перемещения якоря линейного электродвигателя постоянного тока, а третий вход — к программному блоку. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком коррекции, входом подключенным к выходу блока сравнения, а выходом — к другому входу усилителя мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 446643, кл. Е 2 С 3/16, 975. 2. Ряшенцев H. l. и др. Система питания управления и защиты самонастраивающейся многосекциопной электромагнитной машины возвратно-поступательного движения. Сб. нау нных трудов Всесоюзного совещыния по проблеме ;Силовыс импульсные системы». ч. !. Новосибирск, 1969. Составитель A. Головченко Редактор Л. Тюрина Тскрсд А. Г!ойкас Корректор М. Коста Заказ 696 /82 Тира:к 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугвская наб., д. 4/5 Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
