Электропривод для станков

 

(, Класс 21с, 9в;

;м: ..., „ 0К-4 4 1 ---= № 98785

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. Е. Верхолат и M.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ СТАНКОВ

Заявлено 25 н»оня 1951 г. а Ув 3512/448222 в Министерство электрo»!1 î »».»»»», »с»»»»ост»» СССР

Опубпп»совано»3 «Б»оп,»степе»»зоврете»»»»»1» М 8 за 1954 г.

Известны схемы электропривода с исполнительным двигателем постоянного тока»» с эле»строча»»»»»»»ным усилителем в ка»естве генератора, имеющие разомкнутую цсш. управления с внутре»»»»»п»и дополнительными связями (отрицатель»»ь»м»» по напряже»»ию и приращению напряжения и положительными по току), обеспечивающими получение жестких характеристик и устойчивой работы привода.

Особенностью предлагае.»ого электропривода для станков, выполненного по подобной схеме, является применение в нем дополнптсл,ной связи по действительной скорости двигателя, осуществлен.ой по известной схеме управления ис» олнительным двигателем разностью напряжений тахогенератора и эталонного.

Этим достигается расширенпс диапазона регулирования скорости исполнительного двигателя в on »",сти малых скоростей и сох1пане»»ие устойчивости привода в широком диапазоне скоростей.

Согласно одному из вар»»а»»тов

»»зобрстепия, напряжение» а»хоге»»сратора, механически связанного с испол»штельными двигателем, через электронное усилительное устройство воздействует на управляющую обмотку электромашинного усилителя при нарушении равенства напряжения тахогенератора и эталонного напряжения, устанавливаемого потенциометром задатчика скорости.

Согласно другому варианту, с целью исключения промежуточного электронного усилителя, тахогенератор связывается с исполнительным двигателем при помощи повышающего редуктора и центробежнои муфты, отключающей тахогенератор от исполнительного двигателя в диапазоне больших скоростей.

На фиг. 1 и 2 представлены структурная и принципиальная схемы первого варианта предлагаемого электропривода; на фиг. 3 и 4 †соответствующие схемы электропривода по второму варианту.

На фпг. 1 и 3 двойными линиями показаны механические связи, одинарными — электрические связи. Оди нарные линии без точек соответствуют постоянно децствующим № 98785 связям, с одной точкой--динамическим связям по первой производной и с двумя точками †динамическим связям по второй производной.

В основу электропривода(по первому варианту) со сверх-широким диапазоном изменения скорости положена структурная схема (фиг. 1), но которой напряжение выхода регулятора — тахогенератора (пропорциональное скорости) сравнивается с эталонным напрЯжением; разностное напряжение усиливается электронным, усилителем постоянного тока и подается на вход элсктромашинного: усилителя, состоящий из дву;х...ц1фференциально включейпых обмоток управления.

В систему электропривода (фиг. 1 и 2) входят следующие основные элементы:

1. Электромашинный усилитель

ЗМУ с поперечным возбуждением, приводимый Во вращение от двигателя ДП привода агрегата и испол зуемый в качестве генератора.

2. Исполнительный двигатель ЛД постоянного тока с независимым возбуждением, получающий питание от электромашинного усилителя

ЗМУ и механически связанный с механизмом МП подачи.

3. Контур обратной постоянно действующей положительной связи по току нагрузки (обмотка возбуждения ОПТ).

4. Контур обратной постоянно действующей отрицательной связи по напряжению генератора (обмотка возбуждения ОУ-3 электром»шинного усилителя ЗМУ).

5. Контур ооратной отрицательной связи по приращению напряжения генератора, образованный подключением отдельной обмотки ОУ-4 управления к зажимам электро;Iau инного усилителя ЗМУ после,повательно с емкостью Сн. б. Контур обратной отрицательной связи по приращению тока в поперечной цепи электромашинного усилителя ЗМУ, образованный включением вторичных обмоток

ТСН-2 и ТСН-3 стабилизирующего трансформатора на вход второго каскада ЗУМ электронного усилителя У (первичная обмотка ТОН-! этого трансформатора включена в поперечную цепь обмотки якоря

»лектромашпнного усилителя ЗМУ).

7. Контур pcl улирования устойчивости скорости, состоящий из:

ii) двух обмоток управления OcV-1 и

ОУ-2 элсктромашинного усилителя

ЗМУ, включенных встречно по лгагнитному потоку на выход двух— каскадного электронного усилителя

У постоянного тока, первый каскад

ЗУН которого является усилителем напряжения, а второй ЗУМ вЂ” усилителем мощности; o) измерителя скорости — тахогенаратора ТГ, вал которого жестко соединен с валом испо.шительного двигателя ИД; в) источника U; стабилизированного напряжения сравнения, величина которого вычитается нз напряжения на выходе тахогенератора ТГ.

Разность этих напряжений подается на вход усилителя У.

8. Контур обратной отрицатель.юй связи по приращению скupocr», образованный стабилизиручощим трансформатором, первичная обмотка ТСС-1 которого подключена к зажимам тахогенератора ТГ, а вторичная обмотка ТСС-2 — к зажимам электронного усилителя У.

9. Контур ооратной отрицательной связи Iio приращению ускорения, сигнал которого подается также на вход электронного усилителя У, 10. Устройство для варьирования скорости исполнительного двигателя ИД (потенциомстрами ВС-1 и

ВС-2 и по магнитному потоку; последнее осуществляется не показанпыми на фиг. 1 оомотками незаaIIcHvoI возбуждения двигателя— аналогично схеме по фиг. 4).

На малых скоростях система работает при глубокой обратной отрицательной связи по скорости, степень которой уменьшается по мере увеличения оборотов исполнительного двигателя ИД. При достижении двигателем ИД скорости, равной примерно 10% от номинальной, уставка тока сигнала (потенциометр ВС-1) и величина эталонного напряжения1э (потенциометр ВС-2) сочетаются так, ITo папряжешге па за>кимах тахогеператора Um:,-1. з.

М 98785

Дальнейшее повышение скорости двигателя ИД осуществляется путем одновременного изменешьч уставки ток» сигнала и всличш ы

Ьз таким образом, что L „„t„, В этом случае отклонение скорости от заданной корректирустс л контуром регулирования устойчивости, выход которого подается 1ьл вход электромаши1шого усилителя З.ЦУ только при рассоглясовянии п!стсмы.

Контур реl улирова!шя устой вости электрически отличяетсл от системы управления, когда изменение скорости двигателя ИД осун:сствляется вьпце номинальной. Изменение скорости двигателя в э.ом диапазоне такое»<е, кяк и в варианте по фиг. 3 и 4.

Необходимость глубокой обр;иной связи по скорости (ОСС) в нижней части диапазона скоростсй привода пода ш диктустся злд;:„:— ной жесткостью мехяничссюьх характеристик. Однако этя >кесткость достигается не только зя с гст

ОСС; практически члстичнал ко. 1пснсация падения напряжения главной цепи исполнительногo ;

ОПТ по току нагрузки. Введение .! обратной связи ОПТ в схему рясширяетсл диапазон изменения скорости исполнительного двигателя зл счет малых скоростей.

Н3 фиг. 8 и 4 поклзл lhi стр,кт:,и! I3Я 1I ПРИI!Ц!!ПИ», !Ы!ЛFI < ХС11Ы В:.,риапта электроприводл, г, которо. I тахогснерятор ТГ сгязлн с двигателем ИД при помощи повыш»1ош::.> редуктора и центробежной муфты мЦ.

B схеме прсду«1101 ðñïë 00;3»T!!»л

ОтР1!Цл тел!>Па;! Св!1 3ь Iio FI »ïI) Fiæ01III!Î (обмотка ООСН) и по приращению напряжения. Обратная отр1щатсльная связь по приращению напри»сния (динамическая связь) осуществлен» в форме шунтпровлш!л дополнителыюго сопротигленп,! R 0»I емкостью Сн.

Регулирование устойчивости скорости осуществляется при помощи контура, состоящего из маломощ!!ого генератора ТГ постоянного тока « малой индуктивностью якоря и обмотки управления ООСС. Выход регулятора устойчивости скорости— та хогенер атор а ТГ подается н а вход электромашинного усилителя ЗЛУ (обмотка ООСС) в виде обратной о- рицательной связи.

Необходимая уст!Iвк!! скОростп двигателя ИД злдаетсл: л) в нижней исти диапазона измснеш1я скоростей путем изменения величины сигнала управления, воздействующего ня выходное напряжение

ЗЛ4У (потенциометр ВС, обмотк» управления ОУ) и глубины обратной отрицательной связи по скорости (потенциометр К1.!с, обмотка

ООСС); б) в средней частll дн»плзонл путем изменения только величины сигнала ЗМУ (ВС, ОУ); в) в верхней части диапазон» вЂ” -путем пзмспсния величины !»пштного потока дщ!гятеля ИД (вл рпатор скорости — двойной отенциомстр

ДН, обмотки возбуждения ОВИД 1 и ОВИД Н двиглтелл ИД).

Ползунки потенциометрл ВС, R! с и ДН управляются при помощи одной и тои;кс рукоятки (нл фиг. 4 меха шческая связь ползупов показе!1!я пуllктllром) .

Поддержание постоянств» скорости обеспечивается наличием отрицательной связи по скорости наряду с соответствующей настройкой компенсации релкцни якоря.

Центрооежнлл муфта МЦ слу"кит для Оlклlочсil!! I рсг, 15110р!1 от вяля двигателя ИД прп большиi скоростях по «оображенилм . !схя;шческой прочност!1. Повып,»:Oùè! I редуктор пспользуетсл для ус!!лсния нлпрлжснил выхо,-„ тлхогснсрлторл ТГ. Тлхогсперлтор воздсйствует ня систему толь о в нпжпсй части диапазона.

Пр»ктическн это выполнено таким образом, что при достижс1ши исполнительным двигателем ИД некоторой скорости тахогенерлтор ТГ о1ключается от вала двигателя ИД цснтробежной муфтой Л!1Ц. Предварительно, с некоторым опережением, обмотк!1 ООСС откл!оч<1стс!! от якоря тлхогсперлторл ТГ нормальна № 98785 закрытым контактом реле РБ и подключается его нормально открытым контактом к 3;ЕекЕЕлЕ»»! IIKopH электромашинного усилителя ЗМУ так, что действие ампервитков обмотки ООСС прн этом направлено навстречу ампервиткам сигнальной обмотки ОУ, т. е. тем самым уси.швается постоянно дсйствуюшая отрицатсльная связь но напряжению.

При снижении скорости исполнительного двигателя ИД шеже з»данной тахогенсратор 1 Г автоматически подключается к валу двигателя при помощи той жс центробежной муфты МЦ. После этого действием рсле РБ обмотк» OOCC с некоторым запаздыванием отк:иочается от зажимов якоря электромашинного усилителя ЭМУ и подключается к зажимам выхода т»хогенератора.

Схема электропривода э»проектирована так, что при скорости двигателя ИД, равной примерно 20", o от номинальной, тахогенератор р»звивает предельнуl0 скорость и, следовательно, наибольший выход IIO мощности.

Введение между валом испо IIIIIтельного двигателя и т»хогенсраторо»I повышающего редуктор» с механизмом автоматического отк,ЕЕо !синя последнего дает возмо.кность расширить диапазон изменения скорости за счет нижней части.

Для уменьшения степени Ееер,пЕномерности регулирования скорости исполнительного двигателя в уст»новившемся режиме для системы

ЗМУ вЂ” ИД при flifelomffxcff в схеме постоянно действующих обратЕеых отрицательных связях предус Еотрено одновреъЕенно с ЕЕзъЕенеееис,е сопротивления в цепи обмотки ОУ изменение сопротивления.

Предмет изобретения

1. Электропривод для станков с исполнительным двигателем постоянногоо тока и с электромашинным усилителем в качестве генератора, имеющий разомкнутую цепь управления с внутренними дополнительными связями (отрицательным!!

fIo напряжению и приращению напряжения и положителы ыми TIO току двигателя) для получения жестких характеристик и устойчивой работы привода, о т л и а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости исполнительного двигателя в ооласти малых скоростей и сохранения устойчивости привода в широком диапазоне скоростей, применена дополнительная связь по действительной скорости двигателя, осуществляемая посредством регулятора скорости с замкнутой цепью управления, состоящего из механиЕескп связанного с исполнительным двигателем тахогенератора и элекус Ее! ител ьно го уст Еро Йств а, воздействующего на управляющую

Обмотку э, !сктро !Еашиеееео! 0 усилителя при нарушении равенства нагЕря кения тахогенератора и эталонного напряжения, устанавливаемого потенциометром задатчика скорости.

2. Видоизменение электропривода по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ITO, С ЦЕЛЫО ВЫПОЛНЕНИЯ СХЕМЫ управления без промежуточного усилителя, тахогенератор связан с исполнительным двигателем при помощи повышающего редуктора и центробежной муфты, отключаю;I.сй тахогенератор от исполнительного двигателя в диапазоне больши: скоростей, ЛЪ 98785

Фиг. 3

Мfl йД

1(ã . 4

ОРИ 1 ь

083/+ 5 ! (!

--(gygl— 0

Отв. редактор И. Д. Тихомиров

Стандартгнз. Поди. к печ. 26!Х1-1955 г, Объсм 0,575 и. л. 1 ирак 2000. 11ена 75 ко-i .р. Алатырь, типография М 2 Министерства культуры 1уиашской АССР. Лак. 1 1-52