Двухдвигательный электропривод с механическим дифференциалом

 

Союз Соаетскнк социалистических

Ресттублнк (и1866678

К АВТОРСКОМУ СИИДИ ИЛЬСТВУ (63 ) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22)Заявлено 21.09.73 (23) 1961693/24-07 с присоединением заявки трав (23)Приоритет (5()Ж. Кл.

Н 02 Р 5/46

Гасудзрствошый квинтет

СССР

{Щ 3ЯК621.316. .7185(088.8) во леван взобретеннй и открытнй

Ояублнковайо 23.09-83 ° Ьвллетень,3Ь 35

Дата опубликования описания 25.О9.81

Б. В. Новоселов А. А. Кобзев, P.È.Òðàõò4é64ôã=;Б. A. Староверов и В. П. Галас

) (72) Авторы изобретения

1" ) (71) Заявитель (54) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С МЕХАНИЧЕСКИМ

ДИФФЕРЕНЦИАЛОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в испытательных машинах, тарировочных центрифугах, металларежущих станках. где требуется широкий диапазон регулирования скорости и высокая точность ее стабилизации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является двухдвигательный электропривод с механическим дифференциалом, 10 содержащий два канала стабилизации скорости, каждый из которых состоит из последовательно соединенных делителя частоты, астатического регуля15 тора скорости, двигателя, частотного датчика обратной связи, валы двигателей соединены с входными валами дифференциала, выходной вал котррого соединен с нагрузкой

Недостатками известного электропривода являются невысокая для некоторых точных механизмов равномер" ность вращения выходного вала и возникающие из-з т этого биения из-за кинематической погрешности, механической упругости, нестабильности момен" та трения и т,д.

Цель изобретения — повышение надежности.работы электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный двигатель, дифференциальный частотный датчик, третий делитель частоты, блок фазового сравнения частот и третий астатический регулятор, один из входов которого соединен с выходом делителя частоты одного канала стабилизации скорости, а выход - с дополнительными двигателем, вал которого соединен с входом дифференциального частотного датчика, адин выход дифференциального частотного датчика подключен к второму входу третьего астатического регулятора, а вторайк одному из входов блока фазового сравнения частот, второй вход которого подключен к выходу третьего де86667 лителя частоты, а выход — к входу делителя частоты другого канала ста билизации скорости, вход третьего делителя частоты подключен к выходу кварцевого генератора. 3

На фиг. 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг. 2 — конструкция дифференциального частотного датчика; на фиг. 3 — схема блока определения сближения импульсов; на 16 фиг. 4 — схема многотактового логического блока.

Электропривод содержит кварцевый генератор 1, выход которого соединен с делителем 2 частоты и двумя идентичными каналами 3 и 4 стаЪилизации скорости, каждый из которых состоит из последовательно соединенных дели- теля 5 частоты, астатического регуля" тора 6 скорости; электродвигателя 7

2О и частотного датчика 8 скорости.

Выходы частотных датчиков соединены с входами астатических регуляторов своего канала. Валы обоих двигателей соединены с механическим диф25ференциалом 9, выходной вал которого соединен с редуктором 10, выходной вал которого в свою очередь соединен с нагрузкой ll и дифференциальными частотными датчиками 12. Датчик 12 состоит из поцвижного статора 13, неподвижного статора 14 и ротора 15.

Выход статора 13 соединен с одним входом блока 16 фазового сравнения частот. С подвижным ротором 15 соединен вал электродвигателя 17, управ- 35 ляемого астатическим регулятором 18 скорости, один вход которого соединен с выходом делителя 5 частоты канала 4, а второй вход с выходом неподвижного статора 14. В пазы стато- 40 ров 13 и 14 уложены обмотки 19 и 20 .

Блок 16 фазового сравнения частот состоит из последовательно соединенных блока 21 определения сближения импульсов на временной интервал 7© 43 и многотактного логического блока 22

Блок 21 состоит из последовательно соединенных одновибратора 23, формирователя 24 задних фронтов, схемы

25 И, причем вход одновибратора 23 у> соединен с подвижным статором 13, последовательно соединенных одновибратора 26, формирователя 27 задних фронтов, схемы 28 И, причем вход одновибратора 26 соединен с выходом делителя 2 частоты, одновибраторов 29 и 30, входы которых соединены соответственно с одновибраторами 23 и 26, 8 4 а выходы — с схемой 31 И, с которой последовательно соединены одновибратор 32 и формирователь 33. Схемы 28 и 25 И соединены между собой и с входом формирователя 33. Выходы схем

28 и 25 И соединены соответственно с линиями 34 и 35 задержки многотактнаго логического блока (фиг. 4), выходы которых соединены с входами триггера 36 и со схемами 37 и 38 И, выходы которь1х соединены с триггером

39. Входы пиний 34 и 35 задержки соединены со схемой 40 ИЛИ, выход кото-. рой соединен с одним входом триггера 41, с другим входом которого соединен выход формирователя 33.

Электропривод работает следующим образом.

При отработке приводом задающего воздействия, изменяющегося с постоянной скоростью, которая задается соответствующей 1 становкой в делителе 5 частоты канала 3, двигатель 7 канала 4 вращается с постоянной опорной скоростью. Средняя скорость вращения выходного вала редуктора определяется выражением где tv скорость первого, двигателя;

Жу- скорость второго двигателя;

i - передаточный коэффициент редуктора.

Нри этом ч стоты с выходов частотных датчиков 8 скорости каналов 3 и

4 соответственно равны

Ф 2 Щ г,4.

И 14 gy<- (2) где у, у число импульсов, выдава- емых датчиками за один оборот (число меток на датчик@, как правило

z> z)t,, ш и ш4 - скорости двигателей каналов 3 и 4 (в формуле 1) соответственно ю1и Щ.

В установившемся режиме, благодаря астатнческому способу регулирования скоростей, задающие частоты 19 и Фэ4 делителей 5 каналов 3 и 4 и частоты датчиков 8 в среднем равны между собой, т.е.

"4ъ ° ) з4 )44 (3)

Частота f1 с выхода подвижного ста3 тора 13 дифференциального частотного датчика 12 при неподвижном роторе 15.

5 86 согласно выражений (I ) и (2) определяется

®go 2qy х д (4) У .3У 43 И), 6678 6 отсутствии упра"ляющего сигнала блока 16. . Следовательно, контур, .состоящий из элементов 2, 16, 12, 37 и 18, где ) о- скорость выходного вала редуктора 0; — число импульсов, выдаваемых за один оборот подвижным статором 13 при неподвижном роторе 15 °

Число зубцов датчика 12 выбирается из условия — =2.

2лЗ

ze.

При этом согласно выражению (4)

- f44, Ротор 15 датчика 12 вращается двигателем 17, управляемым астатическнм регулятором 18, с такой скоростью, Il чтО при ю о =0 f q =f44, и в таком направлении, что частоты 1„ и f > при

lt

Шф0 складываются. Следовательно 1 4 1 И 44 4-Ь

Эталонной частотой для астатического регулятора служит частота f>4 с выхода делителя 5 частоты канала 4. В качестве сигнала обратной связч используется частота с неподвижного статора 14.

Если двигатели 7 каналов 3 и 4 вра щаются равномерно, а дифференциал 9 . и редуктор 30 передают вращение без погрешностей, то согласно выражен (4) и (5) частота с подвижного статор

13 равна частоте делителя 5 канала 3, т.е.

Г У. f34 f94 9

Отклонение частоты сигнала с подвижного статора 13 от частоты сигнала с делителя 5 канала 3 пропорционально отклонению скорости выходного вала от заданного значения. Для выявления этого отклонения используется блок 16 фазового сравнения частот. Выходным сигналом блока 16 ф зового сравнения частот производится изменение коэффициента деления делителя 5 канала 3, в результате че

ro изменяются частота на выходе, и соответственно, скорость двигателя 7 канала 3 таким образом, чтобы ликвидировать фазовое рассогласование между частотами fg и f<> .

1О

15 следующим образом. эти импульсы, расширенные до длитель20 ности 27о одновибраторами 29 и 30> через блок 31 И запускает одновибратор 32, который выдает импульсы запрета длительностью 3 на ключи 25 и 28 И При этом импульсы частот

kg è f сдвинутые .на 2 с помо-.

У щью одновибраторов 23 и 26 и формирователей заднего фронта 24 и 27 пройдут через ключи, а формирователь 33 выдает импульс частоты сближения fc., Когда временной интервал между - мпуьь30 сами частот f> и f„ больше чем ь

/" эти импульсы приходят на выходы с а задержкой на 2 ьо, Импульсы с выходоь

PI элементов 25, 33 и 28 блока 21 определения сближения импульсов поступают на многотактный логический блок

22.

Блок 22 работает следующим образом. При чередовании импульсов частот

f33 и f выходные сигналы не изме40 .няются. Переключение триггера 38, с выходов которого снимаются потенциальные сигналы на разгон и торможение, происходит с приходом подряд двух импульсов частоты f > или f >, что соответствует изменению знака фазового рассогласочаиия этих частот. С приходом подряд двух импулвсов частоты

Г блок 16 выдает сигнал на разгон (триггер 39 переключается в единичное состояние), а с приходом подряд двух импульсов частоты f блок 16 выдает сигнал иа торможение (триггер 3) переключается в нулевое состояние).

Триггер 41 находится в этих случаях в единичном состоянии. С приходом им55 пульса частоты 1с с блока 16 снимается сигнал нулевого рассогласования (триггер 41 переключается в нулевое состояние).

Для того, чтобы значение эталонного сигнала для контура стабилизации равномерности вращения оставалось неизменным, .используется дополнительный делитель 2 частоты, ко" эффициент деления которого равен коэффициенту. деления делителя 5 при обеспечивает астатическую стабилизацию равномерности вращения выходного вала электропривода.

В зависимости от алгоритма работы блока 16 регулирование равномерности вращения выходного вала осуществляется по релейному или пропорциональному законам.

Блок 16 фазового сравнения частот, работающий по релейному принципу, представлен на фиг. 3 и 4 и работает

В случае прихода импульсов частот и f с интервалом ь и менее

7 666б изобретение обесФ иапазон регулирова. скую pRBHQMepaocvb

Таким образом, печивает широкий д ния скорости и выс вращения.

Формула изобретения

Двухдвигательный электропривод с механическим дифференциалом, содержащий два канала стабилизации скорости, каждый as которых состоит из последовательно соединенных делителя частоты, астатического регулятора скорости, двигателя, частотного дат" чика обратной связи, валы двигатеЛей соединяют с входными валамн дифференциала, выходной вал которого соединен с нагрузкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью иовышения надежности, в него введены дополнительный двигатель, дифференциальный частотный датчик, третий делитель частоты, блок фазового срав" нения частот н третий астатический

78 8 регулятор, один иэ входов которого соединен с выходом д лителя частоты одного канала стабилизации скорости, а выход - с дополнительным двигателем, вал которого соединен с входом дифференциального частотного датчика, один выход дифференциального частотного датчика подключен к. второму входу третьего астатического регулятора, а второй - к одному из входов блока фазового сравнения частот, второй вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, а выход " к входу делителя частоты другого канала стабилизации скорости, вход третьего делителя частоты подключен к вы" ходу кварцевого генератора.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

l. Двухдвигате"ьный электропривод с механическим дифференциалом. -Отчет о научно-исследовательской работе

Ивановского энергетического института, Иваново, 1972.

8ь6678

Составитель M. Кряхтунова

Редактор Н. Данкулич Техред . А.Савка Корректор С Ш кмар

Заказ 8094/77 Тираж 733 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