CS217029B1 - Zařízení pre zkrácení reakcního času řízeného pohonu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro zkrácení reakcního času řízeného pohonu, určeného zejména k pohonu válcovacích stolic. Vynálezem se řeší zkrácení mrtvé doby reverzace a zajištění předpovědi znaménka žádosti buzení při rozběhu z klidu a při velmi rychlých změnách zadání rychlasti. Podstatou vynálezu je zapojení jednotlivých bloků, které sestává z čidla rychlosti, programátoru zadávané veličiny, tří vyhodnocovacích bloků a definičníhe bloku. Výstupního signálu definičního bloku se pak využívá k předpovědi změny žádosti smyslu budicího proudu a tím i k urychlení reakce řízeného pohonu.

Description

Vynález se týká zařízení pro zkrácení reakčního času řízeného pohonu, např. pahanu válcovací stolice, apod.

Až dosud ů investičních celků. Jak· jsou např. válcovaoí tratě, bývá z úsporných důvodů kotva stejnosměrného měniče, zatímco buzení o podstatně meněím výkonu je napájen· a reverzního měniče. Takové*· uspořádání je ekonomicky výhodné a používá se u dynamicky nenáročných pohonů. Reverzní měnič spolu a nereverzním měničem jsou zapojeny tak, že umožňuji čtyřkvadrantový provoz momentu pohonu. Definice smyslu buzení se odvozuje od smyslu odohylky rychlosti ve vyhodnocovacím bloku žádosti budicího proudu a zpraoavává se v logice reverzaoe buzení. Výstup logiky reverzaoe buzení se již pak přímo stará e příslušné zablokování a odblokování kotevního měniče a o příslušné znaménka budicíhe proudu. Vůči poruchám, a chybám ve vyhadnooení odchylky rychlosti je pohon chráněn poměrně velkou hystorézí a dála dlouhou časovou konstantou bloku reverzaoe buzení.

Příčin, proč uvedené řešení se používá u dynamicky nenáročných pohonů,je celá řada. Lejvážnější příčina spočívá v rozdílném chování obvodu kotvy a obvodu buzení motoru. Proudové e změny v čase jsou v obvodu buzení průměrně o 1 až 2 řády pomalejší, než v obvodu kotvy, Lavic při reverzaci buzení se motor dostává ds stádia, kdy úroveň nabuzení .bez ohledu ha okamžitý jeho smysl klesá pod přípustnou minimální hodnotu z hlediska stability stroje, komutačních schopností, stá. Je tedy bezpodmínečně nutné po časový interval, kdy absolutní hodnota nabuzení se nedostane nad zmíněnsu hodnotu, přerušit proud v obvodu kotvy motoru. To tedy znamená, Že po dobu reverzaoe momentu motoru prostřednictvím změny smyslu buzení je kotevní měnič zablokován a pohon es stává neřízeným. Tento stav nastává i při reverzaci momentu změnou smyslu kotevního proudu u zapojení bez okruhových proudů, kdy je třeba zablokovat jeden směr proudu a po jistou bezpečnou dobu neotevírat druhý můstek. Taková časová pauza, včetně přechodového jevu proudu je ovšem, jak již bylo řečeno, o 1 až 2 řády kratší. T t.zv. mrtvé době, kdy regulační systém ztrácí vliv nad pohonem, se tento může rychlostně i polohově dostat do tak nepříznivých stavů, že návrat k řízení pravidelně působí silné poruchy-skokové změny- regulovaných veličin, včetně kotevního proudu motoru. To má pochopitelně negativní vliv na kvalitu zpracovávaného materiálu.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro zkrácení reakčního času řízeného pohonu podle vynálezu, sestávající z čidla rychlosti, programátoru zadávané veličiny, tří vyhednocevaoích bloků a definičního bloku.

Podstatou zařízení podle vynálezu je ta, že derivační výstup programátoru zadávané veličiny je paralelně připojen na derivační vstup prvního vyhodnocovacího bloku a na definiční vstup definičního bloku, jehož výstup je spojen a definičním vstupem prvního vyhodnocovacího bloku. Výstup čidla ryohlosti je pak paralelně zapojen no druhý informační vstup definičního bloku a na informační vstup třetího vyhodnocovacího bloku, jehož výstup je spojen s úrovňovým vstupem druhého vyhodnocovacího bloku, jehož výstup je připojen na uvolňovací vstup definičního bloku.

Výhodou zařízeni podle vynálezu je to, že umožňuje extrémní zkrácení t.zv. mrtvé doby revérzaoe a zajištění předpovědi znaménka Žádosti buzení při rozběhu z klidu a při velmi rychlých změnách zadání rychlosti. Tím se upraví dynamioké vlastnosti pohonu na arovnstelnau úraveň a uspořádáním a reverzním měničem v obvodu kotvy stejnosměrného motoru.

Zařízení pra zkrácení reakčního času řízeného pohonu podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.

Jak patrno z blokového schématu sestává zařízení podle vynálezu z čidla 4 rychlosti, což je např. tachodynamo, programátoru lg zadávané veličiny, realizovaného např. kombinací operačního zesilovače a komparátoru, prvního a druhého vyhodnocovacího bloku 11,13, což jsou v daném případě komparátery, třetího vyhodnocovacího bloku 14, což je např. operační zesilovač v nelineárním zapojení a definičního bloku 11.1, tvořeného např. integrátorem a komparétorem. Zařízení podle vynálezu pak navazuje na obvod k řízení poháněcího motoru 3, který •e·* aoetává z prvního napájecího bloku 5, což je v daném případě řízený ventilový nereverzní měnič pro napájecí kotvy poháněcího motoru 3, včetně proudového regulátoru a vlastního řízení, druhého napájecího bloku 6, tvořeného řízeným ventilovým reverzním měničem pro napájení budicího vinutí 3.1 poháněcího motoru 3, včetně proudového regulátoru a vlastního řízení, omezovacího bloku 7, tvořeného kombinací operačního zesilovače a komparátoru a regulátoru 8 rychlosti, sestaveného v daném případě z operačních zesilovačů. Dále pak obvod k řízení poháněcího motoru 3 sestává z regulátoru 9 elektromotorického napětí, sestaveného z operačních zesilovačů, bloku 10 logiky reverzaoe buzení, což je např. kombinace logických jednotek a komparátoru, čidla 15 elektromotorického napětí, čidla 16 kotevního proudu, čidla 17 budicího proudu a bloku 18 logického součtu. Pro názornost je ještě na obrázku připojeného výkresu nekreslen poháněný mechanismus 1, což je v daném případě válcovací stolic· s tvářeným materiálem 2. Jednotlivé bloky 4 až 18 a poháněči motor 3 včetně budicího vinutí 3.1 jsou zapojeny tak, že výstup čidla 4 rychlosti je paralelně připojen na zpětnovazební vstup / regu ”

látoruHrychlesti, na druhý informační vstup s prvního vyhodnocovacího bloku 11, na druhý informační vstup u definičního bloku 11.1 a na informační vstup ch třetího vyhodnocovacího bloku 14, Jhhož výstup je spojen a úrovňovým vstupem w druhého vyhodnocovacího bloku 13. ^na jehož definiční vstup x je zapojen výstup čidla 16 kotevního proudu. Blokovací vstup £ druhého vyhodnocovacího bloku 13 je pak spojen s výstupem nezakresleného zařízení pre vyhodnocování nulové rychlosti. Výstup druhého vyhodnocovacího bloku 13 je připojen na uvolňovací vstup v definičního bloku 11.1, jehož výstup je zapojen na definiční vstup £ prvního vyhodnocovacího bloku 11, jehož derivační vstup je spojen jednak s derivačním vstupem T definičního bloku 11.1 a jednak s derivačním výstupem programátoru 12 zadávané veličiny, iadávací vstup £ programátoru 12 zadávané veličiny je paralelně spojen s ovladačem v nezakresleném ovládacím pultu, s predikčním vstupem n bloku 10 logiky reverzace bizení, a prvním informačním vstupem £ definičního bloku 11.1 a s prvním informačním vstupem r prvního vyhodnocovacího bloku 11, jehož výstup je zapojen na řídicí vstup m bloku 10 logiky reverzace buzení, jehož zapisovací vstup o, je připojen k výstupu druhého napájecího bloku 6, k získání signálu pro potvrzení minimálního budicího proudu. Druhý logický výstup 2 bloku 10 logiky reverzace buzení je pak spojen s logickým vstupem h druhého napájecího bloku_£ a první logický výstup i. a prvním logickým vstupem^ bloku 18 logického součtu, jehož výstup je připojen na logický vstup d prvního napájocíhe bloku 5.· Zpětnovazební vstup b prvního napájecího blokuj je zapojen na výstup čidla 16 kotevního proudu a řídicí vstup a na výstup omezovacího bloku 7, o jehož řídícím vstupem < je spojen výstup reguláteru _8_ rychlosti, k jehož zadávacímu vstupuj je připojen programový vstup i programátoru 12 zadávaná veličiny.

K nezakresléné rozvodné síti elektrické energie je pak přes čidla 16 kotevního proudu připojen silový vstup o prvního napájeóího blaku jehož výstyp je spojen jednak a katvau poháněčíhe motoru 3 poháněného mechanizmu 1 a jednak přes čidlo 15 elektromotorického napětí se zpětnovazebním vstupem 1 regulátoru 9 elektromotorického napětí, jehož zadávací vstup k je připojen k potenciometru, umístěného ve vaně nezakresleného tenhnologického regulátoru. Výotup regulátoru 9 elektromotorického napětí jo zapojen na Tídicí vstup o druhého napájecího bloku 6,. na jehež zpětnovazební vstup f je připojen výstup čidle 17 budicího .proudu, přes které jo silový vstup £ tohoto druhého napájecího bloku 6 spojen s nezakreelcnou rozvodnou sítí elektrické energie. K silovému vstupu £druhého napájecího bloku J» je pak připojeno budicí vinutí 3.1 poháněcího motoru 3 poháněného mechanizmu lak logickému výstupu £ druhý logický vstup £ bloku 18 logického součtu.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující:

Na základě jakékoliv změny zadávané veličiny rychlosti na zadávacím vstupu £ programátoru 12 zadávané veličiny a na prvních informačních vstupech r,t vyhodnocovacího bloku 11 a definičního bloku 11.1, reaguje řízený pohon dle okamžitého pracovního momentu a úrovně rychlosti.

Aby ee tato reakce maximálně urychlila, je v prvním vyhodnocovacím bloku 11 dynamická hystereze proměnná. Velikost hyatereze je řízena výstupním signálem definičního bloku 11.1, který v

má konstantní hednotu- nikoliv nulovou- do oksmžiku, kdy uvolňovací vstup b tohoto definičního bloku 11.1 definuje t.zv. stav nulového kotevního proudu řízeného pohonu. V tom okamžiku je spuěten integrátor uvnitř definičního bloku 11.1, jež integruje časovou závislost odchylky rychlosti společně s derivací zadávané veličiny rychlestl, která je přivedena na definiční vstup %tohoto definičního bloku 11.1. T.zv. stav nulového kotevního proudu řízeného pohonu není totožný se skutečným nulovým stavem kotevního proudu, nebei ve druhém vyhodnocovacím bloku 13 ee kompenzuje skutečný kotevní proud v porovnání se ztrátovým proudem řízeného pohonu, který se získává modelováním ztrát ve třetím vyhodnocovacím bloku 14. Výstupní signál z definičního bloku 11.1 ee snižuje ze zmíněné konstantní hadnoty na hodnotu nulovou, případně i zápornou. Tento výstupní signál svým způsobem tedy umožní předpovědět změnu žádosti smyslu budicího proudu a tím i urychlit reakoi řízeného pohonu. Dále pak ovládání řízeného pohonu probíhá obdobně, jako u dosavadního známého uspořádání. V bloku 10_ logiky reverzaoe buzení se odčasovává žádaná změna znaménka budicího proudu. Současně ae zablokuje první napájecí blok 5. Po odčasování bloku 10 logiky reverzaoe buzení ae zadá změne výstupním signálem z jeho druhého logického výstupu ne lsgický vstup h druhého napájecího bloku 6. Jakmile nastává potvrzení minimální hodnoty budicího proudu na zapisovacím vstupu o bloku 10 logiky reverzace buzení, odblokovává so první napájecí blok 5^ čímž jo dokončena reverzaoe smyslu momentu.

Claims (1)

1. Zařízení pro zkrácení reakčního Čaau řízeného pohonu, sestávající z čidla rychlosti, programátoru zadávané veličiny, tří vyhodnocovacích bleků a definičního bloku, vyznačující ae tím, že derivační výstup CP) programátoru (12) zadávané veličiny je paralelně připojen na derivační vstup (£) prvního vyhodnocovacího bloku (11) a na derivační vstup Ol) definičního bloku (11.1), jehož výstup je spojen a definičním vstupem (p) prvního vyhodnocovacího bloku (11), přičemž výstup čidlo (4)rychlooti je paralelně zapojen na druhý informační vstup (u) definičního bloku (11.1) a na informační vstup (ch)třetího vyhodnocovacího blaku (14),jehaž výstup je spojen s úrovňovým vstupem (w)druhého vyhodnooovaoíha bloku(131, jehož výotup je připojen na uvolňovací vstup (v) definičního bloku (11.1).