RU2066087C1 - Direct current electric drive - Google Patents
Direct current electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066087C1 RU2066087C1 RU92008145A RU92008145A RU2066087C1 RU 2066087 C1 RU2066087 C1 RU 2066087C1 RU 92008145 A RU92008145 A RU 92008145A RU 92008145 A RU92008145 A RU 92008145A RU 2066087 C1 RU2066087 C1 RU 2066087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- differentiating
- sensor
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока, которые связаны с механизмом с переменным моментом инерции при помощи валопровода, имеющего переменную жесткость и кинематические погрешности, в которых используется параметрическое регулирование частоты вращения ослаблением поля (одна, две и более ступеней ослабления поля) электродвигателя, а основным каналом управления является канал управления напряжением на якоре электродвигателя, и может быть использовано в электроприводах подачи и главного движения металлообрабатывающих станков, экскаваторов и кранов, лифтов и других механизмов, где присутствие связи электродвигателя с механизмом при помощи валопровода с переменной жесткостью и кинематическими погрешностями передач и переменным моментом инерции механизма приводит к снижению точности движения электропривода по заданному закону, повышению динамических нагрузок в механизме, а вследствие ослабления поля электродвигателя увеличивается электромеханическая постоянная времени электропривода, соотношение постоянных времени изменяется в сторону снижения показателя колебательности переходных процессов, как следствие указанных выше процессов снижается производительность механизма. The invention relates to electrical engineering, in particular to direct current electric drives, which are associated with a mechanism with a variable moment of inertia using a shaft shaft having variable stiffness and kinematic errors, which use parametric speed control by attenuation of the field (one, two or more stages of field attenuation) electric motor, and the main control channel is the voltage control channel at the motor anchor, and can be used in electric feed drives and main izhnii metalworking machines, excavators and cranes, elevators and other mechanisms, where the presence of the connection of the electric motor with the mechanism using a shaft line with variable stiffness and kinematic transmission errors and a variable moment of inertia of the mechanism leads to a decrease in the accuracy of movement of the electric drive according to a given law, an increase in dynamic loads in the mechanism, and due to the weakening of the electric field increases the electromechanical time constant of the electric drive, the ratio of constant times and changes in the direction of decreasing the rate of oscillation of transients, as a consequence of the above processes, the productivity of the mechanism decreases.
Наиболее близким к изобретению является электропривод постоянного тока (авт. св. СССР N 1769336), содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к тиристорному силовому блоку и связанный с механизмом, последовательно соединенные задатчик частоты вращения (ЧВ), регулятор ЧВ, регулятор тока и систему формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорного силового блока, датчик напряжения, датчик тока, датчик ЧВ, выходы которых посредством жестких и гибких обратных связей подключены к входам регулятора ЧВ, регулятора тока. Closest to the invention is a direct current electric drive (ed. St. USSR N 1769336) containing a direct current motor connected to a thyristor power unit and connected to the mechanism, serially connected speed controller (CV), CV regulator, current regulator and formation system pulses, the output of which is connected to the input of the thyristor power unit, voltage sensor, current sensor, FV sensor, the outputs of which are connected via hard and flexible feedbacks to the inputs of the FV controller, controller time.
При эксплуатации прототипа обнаружены следующие недостатки:
влияние на статические и динамические характеристики электропривода упругой связи между электродвигателем и механизмом;
влияние вариаций жесткости валопровода на статические и динамические характеристики электропривода;
влияние кинематических погрешностей передач на качество процесса регулирования частоты вращения механизма.When operating the prototype, the following disadvantages were discovered:
the effect on the static and dynamic characteristics of the electric drive of elastic coupling between the electric motor and the mechanism;
the influence of shafting stiffness variations on the static and dynamic characteristics of the electric drive;
the effect of kinematic transmission errors on the quality of the process of controlling the frequency of rotation of the mechanism.
Задача изобретения ограничение чувствительности электропривода к упругости валопровода, вариациям его жесткости и кинематическим погрешностям передач. The objective of the invention is the limitation of the sensitivity of the electric drive to the elasticity of the shaft line, variations in its rigidity and kinematic errors of the gears.
Технический результат от использования изобретения повышение качества регулирования частоты вращения механизма. The technical result from the use of the invention improving the quality of regulation of the frequency of rotation of the mechanism.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство вводятся датчик частоты вращения механизма (ЧВМ), выход которого подключен к второму входу интегрирующего (И) блока, входу четвертого дифференцирующего (Д) блока, пятого пропорционально-дифференцирующего блока (ПД), шестого Д блока, И блок, первый вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения электродвигателя (ЧВЭ), второй вход к выходу датчика ЧВМ, а выход к входам четвертого ПД блока, пятого Д блока, четвертый Д блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к второму входу регулятора упругого момента (УМ), пятый ПД блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к третьему входу второго регулятора ЧВ, шестой Д блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к второму к второму входу пятого Д блока, пятый Д блок, первый и второй выходы которого подключены, соответственно, к выходам И блока и шестого Д блока, а выход к второму входу второго регулятора ЧВ, четвертый ПД блок, вход которого подключен к выходу И блока, а выход к третьему входу регулятора УМ, второй регулятор ЧВ, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика ЧВ. на второй и третий сигналы гибких и жестких обратных связей (ОС) по ЧВМ, а выход его подключен к первому входу регулятора УМ, регулятор УМ, на первый вход которого поступает сигнал с второго регулятора ЧВ, на второй и третий сигналы гибких и жестких ОС по упругому моменту, а выход подсоединен к первому регулятору ЧВ. The technical result is achieved by the fact that a speed sensor of the mechanism (CVM) is introduced into the known device, the output of which is connected to the second input of the integrating (I) block, the input of the fourth differentiating (D) block, the fifth proportionally differentiating block (PD), and the sixth D block , And the block, the first input of which is connected to the output of the motor speed sensor (CVE), the second input to the output of the PM sensor, and the output to the inputs of the fourth PD block, fifth D block, fourth D block, the input of which is connected to the output of the PM sensor, and the output to the second input of the elastic moment controller (UM), the fifth PD unit, the input of which is connected to the output of the PM sensor, and the output to the third input of the second controller of the PM, the sixth D unit, whose input is connected to the output of the PM sensor, and the output to the second to the second the input of the fifth D block, the fifth D block, the first and second outputs of which are connected, respectively, to the outputs of the AND block and the sixth D block, and the output to the second input of the second regulator, the fourth PD block, the input of which is connected to the output of the AND block, and the output to the third input of the regulator UM, the second regulator H , To a first input of which is supplied with a set point signal FT. to the second and third signals of flexible and hard feedbacks (OS) via the FM, and its output is connected to the first input of the controller of the PA, the controller of the PA, the first input of which receives a signal from the second BC controller, to the second and third signals of flexible and hard OS elastic moment, and the output is connected to the first regulator CV.
Таким образом, мы получили передаточные функции контура ЧВМ по управляющему и возмущающему воздействиям:
;
,
где Uзс задающее напряжение контура скорости механизма;
ω2 угловая скорость механизма;
Мc момент сопротивления;
Kос2 коэффициент обратной связи по скорости механизма;
Tμ постоянная времени тиристорного преобразователя;
р оператор Лапласа.Thus, we have obtained the transfer functions of the PCM loop for control and disturbing influences:
;
,
where U zs sets the voltage of the speed loop of the mechanism;
ω 2 the angular velocity of the mechanism;
M c moment of resistance;
K OS2 feedback coefficient on the speed of the mechanism;
T μ thyristor converter time constant;
p is the Laplace operator.
Следовательно, ограничена чувствительность электропривода к кинематическим погрешностям передач, компенсировано влияние вариаций жесткости валопровода. Consequently, the sensitivity of the electric drive to kinematic errors of gears is limited, the influence of variations in the stiffness of the shaft line is compensated.
На чертеже представлена структурная схема электропривода постоянного тока с ограниченной чувствительностью к вариациям параметров. The drawing shows a structural diagram of a DC electric drive with limited sensitivity to parameter variations.
Электропривод постоянного тока с ограниченной чувствительностью вариациям параметров содержит электродвигатель постоянного тока, механизм с переменным моментом инерции упруго связанные через валопровод с переменной жесткостью и кинематическими погрешностями передач 1, вход которого подключен к выходу тиристорного силового блока 2, последовательно соединенные задатчик 3 ЧВ, второй регулятор 4 ЧВ, регулятор 5 УМ, первый регулятор 6 ЧВ, регулятор 7 тока, систему 8 формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорного силового блока 2, датчик 9 напряжения, датчик 10 тока, датчик 11 ЧВЭ, датчик 12 ЧВМ, выходы которых посредством гибких и жестких ОС подключены к входам второго регулятора 4 ЧВ, регулятора 5 УМ, первого регулятора 6 ЧВ, регулятора 7 тока, первый Д блок 13, включенный между выходом датчика 9 напряжения и третьим входом регулятора 7 тока, третий ПД блок 14, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход через второй вход первого Д блока 13 к третьему входу регулятора 7 тока, первый ПД блок 15, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход к второму входу регулятора 7 тока, пропорциональный (П) блок 16, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход через первый вход второго Д блока 17 к третьему входу первого регулятора 6 ЧВ, третий Д блок 18, вход которого подключен к выходу датчика 11 ЧВЭ, а выход через второй вход второго Д блока 17 к третьему входу первого регулятора 6 ЧВ, второй ПД блок 19, вход которого подключен к выходу датчика 11 ЧВЭ, а выход к второму входу первого регулятора 6 ЧВ, И блок 20, входы которого подключены к выходам датчика 11 ЧВЭ и датчика 12 ЧВМ, а выход через четвертый ПД блок 21 и пятый Д блок 22 подключены, соответственно, к третьему входу регулятора 5 УМ и второму входу второго регулятора 4 ЧВ, четвертый ПД блок 23, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход к второму входу регулятора 5 УМ, пятый ПД блок 24, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход к третьему входу второго регулятора 4 ЧВ, шестой Д блок 25, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход через пятый Д блок 22 к второму входу второго регулятора 4 ЧВ. A direct current electric drive with limited sensitivity to parameter variations contains a direct current electric motor, a mechanism with a variable moment of inertia, elastically coupled through a shaft shaft with variable stiffness and kinematic transmission errors 1, the input of which is connected to the output of the thyristor power unit 2, serially connected to a 3-volt drive unit, a second regulator 4 CV, regulator 5 UM, first regulator 6 CV, current regulator 7, pulse generation system 8, the output of which is connected to the input of the thyristor power supply about block 2, voltage sensor 9, current sensor 10, CVE sensor 11, CVM sensor 12, the outputs of which are connected via flexible and rigid OS to the inputs of the second controller 4 CV, controller 5 UM, first controller 6 CV, current controller 7, first D block 13, connected between the output of the voltage sensor 9 and the third input of the current regulator 7, the third PD block 14, the input of which is connected to the output of the current sensor 10, and the output through the second input of the first D block 13 to the third input of the current regulator 7, the first PD block 15 whose input is connected to the output of the current sensor 10, and the output to the second input to the current regulator 7, proportional to (П) block 16, the input of which is connected to the output of the current sensor 10, and the output through the first input of the second D block 17 to the third input of the first regulator 6 CV, the third D block 18, the input of which is connected to the output of the sensor 11 ChVE, and the output through the second input of the second D unit 17 to the third input of the first controller 6 CV, the second PD unit 19, the input of which is connected to the output of the sensor 11 CHVE, and the output to the second input of the first controller 6 CV, And block 20, the inputs of which are connected to the outputs of the CVE sensor 11 and 12 CVM sensor, and the output through the fourth PD 21 and the fifth D block 22 are connected, respectively, to the third input of the regulator 5 PA and the second input of the second 4 CV controller, the fourth PD block 23, the input of which is connected to the output of the 12 CM sensor, and the output to the second input of the controller 5 CM, fifth PD unit 24, the input of which is connected to the output of the sensor 12 of the FFM, and the output to the third input of the second controller 4 FW, the sixth D unit 25, the input of which is connected to the output of the sensor 12 of FWM, and the output through the fifth D unit 22 to the second input of the second controller 4 FW .
Электропривод постоянного тока с ограниченной чувствительностью к вариациям параметров работает следующим образом. A DC drive with limited sensitivity to parameter variations works as follows.
Сигнал с задатчика 3 ЧВ поступает на первый вход второго регулятора 4 ЧВ, на другие входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой ОС по ЧВМ, а также положительных гибких ОС по ЧВМ и разности между ЧВЭ и ЧВМ. Регулятор 4 ЧВ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВМ от времени w2(t). Сигнал с выхода второго регулятора 4 ЧВ поступает на первый вход регулятора 5 УМ, на остальные входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой ОС по разности ЧВМ и ЧВЭ и положительной гибкой ОС по ЧВМ. Регулятор 5 УМ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость упругого момента от времени Му(t). Сигнал с выхода регулятора 5 УМ поступает на первый вход первого регулятора 6 ЧВ, на другие входы которого поступают сигналы положительных гибких ОС по ЧВЭ и току якоря и отрицательных гибкой и жесткой ОС по ЧВЭ. Регулятор 6 ЧВ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВЭ от времени ω1(t). Сигнал с выхода первого регулятора 6 ЧВ поступает на первый вход регулятора 7 тока, на другие входы которого поступают сигналы положительной гибкой ОС по напряжению и току якорной цепи и отрицательной жесткой и гибкой ОС по току якорной цепи. Регулятор 7 тока выполнен в виде пропорционально-интегрального блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость тока якорной цепи от времени i(t). Сигнал с выхода регулятора 7 тока поступает на вход системы 8 формирования импульсов, которая подает импульсы на открытие тиристоров тиристорного блока, а, следовательно, и напряжение на якорной обмотке электродвигателя определяется величиной сигнала на выходе регулятора 7 тока.The signal from the 3 CV setpoint is supplied to the first input of the second 4 CV controller, the other inputs of which receive signals of negative rigid and flexible OS via the FM, as well as positive flexible OS by the FM and the difference between the CVE and the CVM. The 4 FV controller is made in the form of a PID block and, together with the blocks of the indicated OS, forms the dependence of the FVM on the time w 2 (t). The signal from the output of the second controller 4 FW is fed to the first input of the controller 5 PA, the remaining inputs of which receive signals of negative rigid and flexible OS by the difference between FWM and CVE and positive flexible OS by FWM. The regulator 5 UM is made in the form of a PID block and, together with the blocks of the indicated OS, forms the dependence of the elastic moment on time M y (t). The signal from the output of the regulator 5 AM goes to the first input of the first regulator 6 CV, the other inputs of which receive signals of positive flexible OS by CVE and armature current and negative by flexible and rigid OS by CVE. The controller 6 CV is made in the form of a PID block and, together with the blocks of the indicated OS, forms the dependence of the CVE on the time ω 1 (t). The signal from the output of the first regulator 6 CV is fed to the first input of the current regulator 7, the other inputs of which receive signals of a positive flexible operating system for voltage and current of the armature circuit and a negative rigid and flexible operating system for current of the armature circuit. The current regulator 7 is made in the form of a proportional-integral block and, together with the blocks of the indicated OS, forms the dependence of the current of the armature circuit on time i (t). The signal from the output of the current regulator 7 is fed to the input of the pulse forming system 8, which supplies pulses to the opening of the thyristors of the thyristor unit, and, therefore, the voltage at the armature winding of the electric motor is determined by the value of the signal at the output of the current regulator 7.
Следовательно, положением задатчика ЧВ и настройкой регуляторов второго и первого ЧВ, УМ и тока, а также блоков корректирующих ОС определяются зависимости ЧВЭ, ЧВМ, УМ и тока якорной цепи от времени. Consequently, the position of the FW adjuster and the adjustment of the regulators of the second and first FV, AM and current, as well as the blocks of corrective OS, determine the dependences of the FVM, FVM, AM and the armature circuit current on time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92008145A RU2066087C1 (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Direct current electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92008145A RU2066087C1 (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Direct current electric drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92008145A RU92008145A (en) | 1995-03-10 |
RU2066087C1 true RU2066087C1 (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=20132563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92008145A RU2066087C1 (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Direct current electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066087C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446552C2 (en) * | 2010-06-22 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Device for automatic control of electromechanical system with viscoelastic kinematic link |
-
1992
- 1992-11-25 RU RU92008145A patent/RU2066087C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1769336, кл. H 02 P 5/06 ,1992. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446552C2 (en) * | 2010-06-22 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Device for automatic control of electromechanical system with viscoelastic kinematic link |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2600308A (en) | Speed-regulating control system | |
RU2066087C1 (en) | Direct current electric drive | |
KR0134984B1 (en) | Motor control apparatus | |
US3458791A (en) | Adjustable speed drive system with friction compensation | |
RU2070766C1 (en) | Dc drive with variable parameters of mechanical part | |
JPH0210411A (en) | Actuator controller | |
RU2489798C1 (en) | Servo drive | |
SU1760622A1 (en) | Direct-current drive | |
SU1293814A1 (en) | Control device for two-motor electric drive | |
SU585583A1 (en) | Device for controlling geared electric drive | |
JP3285069B2 (en) | Tension control method | |
JPH026309B2 (en) | ||
RU2148293C1 (en) | Oscillating movement electric drive | |
US3489967A (en) | Proportional action controller with derivative action part | |
SU935615A1 (en) | Device for automatically controlling mining machine such as drilling machine | |
SU729800A1 (en) | Dc electric drive | |
RU2239277C2 (en) | Crane lifting gear electric drive | |
SU874909A1 (en) | Device for controlling excavator electric slewing drive | |
SU1150724A1 (en) | Two-motor d.c. drive | |
SU1644343A1 (en) | Electric drive with double-zone speed control | |
JPS59192425A (en) | Control device for electric discharge machine | |
SU997215A2 (en) | Electric drive with subordinate control of parameters | |
SU1198726A1 (en) | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism | |
SU442561A1 (en) | Device for controlling the speed of an asynchronous motor | |
SU1671801A1 (en) | Method and device for control of digging process of single-bucket excavators |