Устройство для регулирования положения вала электродвигателя

 

СОЮЗ CD697CKIIx

Социалистические

Рвсяубяии (63 ) Дополнительное н авт. саид-ву

{22)Заявлено 02.09.80(И) 2977)39/24-07 с присоединением заявки М(23} Приоритет

Опубликовано 23.05.82 (аитллетФиь % >9

Дата опубликования овнсаиив 25. 05. 82 (51jN. Кд.

Н 02 P 5/00 Ьеудлретеавлыл неметет

СССР ю делам наебретенвй и еткрмти1 (5З) ИЖ62 .3 6. . 719. 2: 621 3. . 077. 3 (088.8) А. В. Бирюков, Г.А. Зверев, Е.Н. Лившиц, и B.È. Сенчило (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и пр конструкторский институт по автоматизиро электроприводу в промышленности, сельск хозяйстве и на транспорте "ВНИИэлектропр (7I} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ВАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования,преимущественно в электроприводах прокатных станов с позиционным управлением, например в нажимных механизмах.

Известны устройства для регулирования положения вала электродвигателя с использованием импульсных и кодовых датчиков 51).

Недостатком этих устройств является сложность выполнения механической и электрических частей датчиков и, как следствие, пониженная надежность систем регулирования. Эти недостатки особенно заметны при установке датчиков на механизмах, работающих в сложных производственных условиях, например на клетях прокатных станов. Использование импульсных датчиков, как правило, упрощает систему, однако в ряде ответственных механизмов требуются дополнительные устройства памяти на случай исчез,новения питающего напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для регулирования положения вала электродвигателя, содержащее последовательно соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функю циональный преобразователь, элемент регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока и силовой преобразователь, второй вход элемента регулирования частоты вра15 щения стабилизации и ограничения тою ка подключен к тахогенератору, на одном валу с которым установлен сельсин, с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения 2 ).

Недостатком данного технического решения является то, что при замере по среднему значению для уменьшения пульсации тока и скорости на выходе

ФЧВ необходима установка фильтра, 3 930546 который снижает быстродействие системы регулирования. Даже при увеличении частоты питания сельсина до

400, Гц приемлемые амплитуды пульсаций соответствуют постоянной времени фильтра g-l0 мс. Наличие пульсаций затрудняет задание положения в цифровом виде, причем для повыше-. ния точности измерений необходимо увеличивать постоянную времени фильт- 1в ра, что приводит к снижению быстродействия системы регулирования.

Целью изобретения является повышение быстродействия электропрйвода в переходных процессах отработки перемещения при одновременном повыше-нии статической точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования положения вала электродвигателя дополнительно снабжено аналого-цифровыми и цифра-аналоговым преобразователями, арифметико-логическим блоком, элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром, компаратором, блоком синхронизации, узлом сравнения и счетчиком, вход аналого-цифро-, вого яреобраз вателя соединен с из" мерительной обмоткой сельсина, его первый выход - со вторым входом узла сравнения, а второй выход - со вторым входом преобразователя кода, вход счетчика подключен к первому выходу компаратора, по входу соединенного с обмоткой возбуждения сель35 сина, при этом второй выход компаратора подключен к первому. входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преобразователя кодов, а выход преобразователя кода подключен ко второму входу запоминающего регистра, первым входом соединенного с выходом блока синхронизации, вход которой подключен к выходу счетчи45 ка, а выход запоминающего регистра соединен с первым входом арифметикологического блока, вторым входом подсоединенного к элементу цифрового задания положения, а выходом к цифро-аналоговому преобразователю.

На фиг. 1 изображены графики изменения напряжений измерительной обмотки и обмотки возбуждения; на фиг. 2 - функциональная схема устройства.

В устройстве вход аналого-цифрово- го йреобразователя 1 соединен с измерительной обмоткой сельсина 2, ф его первый выход - со вторым входом узла сравнения 3, а второй выходсо вторым входом преобразователя кодов 4 ° Первый вход преобразователя кода 4 соединен с выходом узла сравнения 3. Вход компаратора 5 соеди" нен с обмоткой возбуждения сельсина 2, его первый выход - со входом счетчика 6, а второй выход - с первым входом узла сравнения 3. Выход счетчика 6 подсоединен ко входу блока синхронизации 7, а его выходк первому входу запоминающего регистра 8, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кодов 4. Выход запоминающего регистра 8 соединен с первым входом арифметико-логического блока 9, ко второму входу которого подключен элемент цифрового задания положения 10.

Выход арифметико-логического блока

9 соединен с цифра-аналоговым преобразователем 1 I, выход которого подключен к усилителю с пропорциональной характеристикой 12, выходом соединенного с функциональным преобразователем l3.

Выход функционального преобразователя 13 связан с первым входом элемента регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока 14, второй вход которого подключен к тахогенератору 15, а выход - к силовому преобразователю 16, питающему электродвигатель 17.

Устройство работает следующим образом.

На вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает напряжение с .измерительной обмотки сельсина 2.

От величины этого напряжения зависит выходной код цифроаналогового преобразователя 1. Далее двадцатизарядный код поступает на вход преобразователя кода 4. Туда же, на вход знака приходит сигнал, говорящий о направлении вращения двигателя 17, причем если поступает единичный сигнал, то это соответствует положительному направлению вращения, а если нулевой - то отрицательному. Сигнал знака формируется иэ знаков напряжений обмотки возбуждения ОВо и измерительной обмотки сельсина Циам. Если совпадают знаки U и U„> то на входе узла сравнения появляется единичный сигнал, а если не совпадаютто нулевой.

9305

Сигнал с выхода преобразователя кода 4 записывается в запоминающий регистр 8 в момент, отстоящий на

90 эл.град. от момента прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина U и запоминается до момента, отстоящего на 90 эл.град. от следующего прохождения через нуль этог0 напряжения.

Иомент, отстоящий на 90 эл.град. 1о определяется следующим образам.

На вход кампаратора g поступает синусоидальный сигнал с обмотки возбуждения сельсина 2. Иэ положительной полуволны этого напряжения на 15 выходе компаратора выделяется прямоугольный импульс, который поступает на вход счетчика 6. Появление сигналов на выходе й-го разряда счетчика 6 соответствует моментам, отстоящим на 90 эл.град. от моментов прохождения через нуль напряжения возбуждения сельсина 2. Сигнал с выхода счетчика 6 поступает на вход блока синхронизации 7. Из этого сигнала блок синхронизации 7 формирует узкий импульс, синхронизированный с частотой тактового генератора аналогоцифрового преобразователя 1.

Выходной код запоминающего регистра 8, соответствующий амплитудному значению напряжения измерительной обмотки Оиь, поступает на вход арифметика-логического блока 9, где он сравнивается с сигналом, приходящим от элемента цифрового задания положения 13. Результирующий сигнал с выхода арифметика-логического блока 9 подается + а вход цифроаналогового преобразователя 11, о а с его выхода — в аналоговую часть системы, т.е. на вход усилителя с пропорциональной 12.

Устройство регулирования положения электрапривода с сельсинным измерителем обладает высоким быстродействием в переходных процессах отработки перемещения и высокой статической точностью. зователь, элемент регулирования час-. тоты вращения, стабилизации и ограничения тока, и силовой преобразователь, .второй вход элемента регулирования частоты вращения, стабилизации и ограничения тока подключен к тахогенератору, на одном валу с которым установлен сельсин с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода в переходных процессах при одновременном повышении статической точности, ано дополнительно снаб ено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, арифмети-. ка-логическим блоком, элементом цифрового задания положения, преобразователем кода, запоминающим регистром, кампараторам, блокам. синхронизации, узлом сравнения и счетчиком, вход аналогоч1ифравого преобразователя соединен с измерительной обмоткой сельсина, его первый выход - со вторым входом узла сравнения, а второй выход - со вторым входом преобразователя кода, вход счетчика подключен к первому выходу компаратора, по входу соединенного с обмоткой возбуждения сельсина, при этом второй вход компаратора подключен к первому входу узла сравнения, выходом соединенного с первым входом преобразователя кода, а выход пре.образователя кода подключен ко второму входу запоминающего регистра, первым входом соединенного с выходом блока синхронизации, вход которого подключен к выходу счетчика, а выход запоминающего регистра соединен с первым входом арифметика-логического блока, вторым входом подсоединенного к элементу цифрового задания положения, а выходом - к цифра-аналоговому преобразователю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слежанавский О.В., Бирюков А.В.

Хуторецкий В.И. Устройства унифициформула изобретения

Устройство для регулирования положения вала электродвигателя, содержащее последовательно соединенные усилитель с пропорциональной характеристикой, функциональный преобрараванной блочной системы регулирования дискретного типа (УБСР"Д). М., "Энергия", 1975.

2. Гарнов В.К. Рабинович В.Б.

Вишневский Л.М. Унифицированные системы автоуправления электроприводом. И., "Металлургия", 1971. с. 112.