SU1003286A1 - Устройство дл позиционного управлени электроприводом посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротех- нике и может быть использовано дл  отработки рассогласовани  по пути приводимым электроприводом, ведомым валом H eaaBHCHMbiv непрерывно вращающи1«1с  ведущим валом в электроприводах летучих ножниц дл  разрезани  движущегос  материала, например проката, на куски заданной длины, работающих по принципу изменени  (обычно снижени ) скорости вращени  ножей (т.е. ведомого вала) период между резами относительно скорости движени  материала с последующей синхронизацией ножей с материалом в зоне {эеза. Роль ведущего вала здесь выполн ют след щие ролики, приводимые во вращение движущимс  материалом.

Известно устройство позиционного управлени  электроприводом летучих , выполненное по тахометрической . схеме с контролем положени  только ведомого вала (ножей), которое содержит регул тор скорости ведомого вала, датчики скорости ведомого и ведущего

валов и датчик положени  (командоаппарат ) ведомого вала. Указанное устройство реализует трапецеидальный закон изменени  скорости вращени  ведомого вала при отработке.рассогласовани  по пути, обеспечивающий экономичное использование двигател  в этом режиме 1 ,

Недостаток известного устрсЛства состоит в том, что оно не позвол ет получить высокой точности обработки

10 рассогласовани  по пути, а следовательно, не обеспечивает высокой точности порезки материала, поскольку в устройстве не контролируетс  положение ведущего вала, а контроль положени  ведомого

15 вала производитс  лшиь в одной точке его пути (точке начала разгона) и, таким образом, практически на всем участке отработки рассогласовани  по пути устройство работает по тахометри20 ческой схеме, будучи разомкнуто по положению .

Известно также устройство познциов ного управлени  электроприводом летучих S1 ножниц, выполненное по гахомегрической схеме, но с контролем пути только вецу- шего вала (контролем алины маге риала), которое содержит регул тор скорости ведомого вала, датчики скорости вецомого и ведущего валов, переключатель скорости ведомого вала, датчик пути и датчик уставки пути ведущего вала, узел совпадени  величин текущего и заданного пути, триггер, включенный на выход узла совпадени , релейный усилитель, подключенный к выходу триггера, и переключатель скорости ведомого вала, управл емый релейным усилителем. Указанное устройство таюне реализует трапецеидаль ный график изменени  скорости, но благо дар  наличию контрол  пути . ведущего оно в принципе обеспечивает более высокую точность порезки материала 2 Однако ввиду отсутстви  в этом устройстве контрол  положени  ведомого вала , а также из-за того,что после .срабатывани  узла совпадени  и переключени  цепей переключател  скорости ведомого вала устройство на участке синхронизации этого вала с ведущим валом (т.е. на участке разгона) и движени  его на установившейс  скорости синхронно с ведущим валом работает по тахо- метрической схеме безконтрол  по пути, точность отработки рассогласовани  по пути, реализуема  указанным устройством оказываетс  недостаточно высокой. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  позиционного управлени  электроприводом посто нного тока дл  отработки рассогласовани  по пути между приводным ведомым валом и не зависимым непрерывно вращающимс  ведущим валом, содержащее задатчик рассогласовани  по пути, реверсивный счетчик и реверсивный цифроаналоговый преобразователь, соединенные последовательно , датчики скорости ведомого и ведущего валов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами регул тора скорости, и датчики пути ведомого и ведущего валов, подключенные своими выходами к счетным входам реверсивного счетчика, регул тор скорости ведомого вала, выход которого через исполнительный элемент подключен . к  корной обмотке электродвигател  Гз1 Недостаток данного устройства состоит в том, что изменение скорости ведо- .мого вала происходи по треугольному графику, при котором в отличие от трапецеидального графика двигатель разви66 вает динамический момент в течение всего времени отработки рассогласовани  по. пути, что приводит к излишнему раоходу энергии в двигателе. Цель изобретени  - уменьшение потерь энергии в двигателе ведомого вала. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дополнительно снабжено операционным усилителем, диодным мостом, множительно-делительным блоком, сумматором , нереверсивным цифроаналоговым преобразэвателем и источником посто нноро напр жени , причем вход операционного усилител  соединен с вьтходом реверсивногоцифроаналоговото преобразовател , выход - с третьим входом регул тора скорости, а параллельно цепи обратной св зи операционного усилител  через диодный мост включен выход множительно-делительного блока, первый вход умножени  которого соединен с выходом датчика скорости ведущего вала, второй вход умножени  соединен с первым входом сумматора и выходом нереверсивного цифроаналогового преобразовател , подключенного входом к выходу зада т- чика рассогласовани  по пути, а вход делени  множительно-делительного блока соединен с выходом сумматора, второй вход которого подключен к вьтходу источ|Ника посто нного напр жени . На чертеже представлена функциональна  схема устройства позиционнрго управлени  электроприводом посто нного тока. Устройство дл  позиционного управлени  электроприводом посто нного тока содержит аадатчик 1 рассогласовани  по пути, реверсивный счетчик 2 и реве1 сивный цифроаналоговый преобразовагепь 3, соединенные последовательно, датчики 4 и 5 скорости, ведомого 6 и ведущего 7 валов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами регул тора 8 скорости и датчики 9 и 10 пути ведомого 6 и ведущего 7 валов, подключенные своими выходами к счетным входам реверсивного счетчика 2, исполнительный элемент 11, подключенный к  корной обмотке электродвигател  12 ведомого вала 6 и св занный своим входом с выходом регул торе 8 .скорости. Кроме того, устройство содержит операционный усилитель 13, диодный мост 14, множительно-делительный блок 15, умматор 16, нереверсивный цифроаналоговый преобразователь 17 и источник 18 посто нного напр жени , причем . вход операционного усилител - 13 соединен 510 с выхоцом реверсивного цифроаналоговог прербразовагел  3, выход - с третьим входом регул тора 8 скорости, а параллельно цепи обратной св зи операционного усилител  13 через аиоаный мост 14 включен выход множительно-целительного блока 15, первый вхоц умноже ни  которого соединен с выходом датчик 5 скорости ведущего вала 7, второй вхо умножени  соединен с первым входом сумматора 16 и выхоцо й нереверсивног цифроаналогового преобразовател  17, подключенного своим входом к выходу задатчика 1 рассогласовани  по пути, а вхоц делени  множительно-целительног го блока 15 соединен с выходом сумма ра 16, второй вход которого подключен к выходу источника 18 посто нного напр жени ,. Устройство работает следующим образом . При вводе в реверсивный счетчик 2 сигнала заданного рассогласовани  по пути межпу ведущим 7 и ведомым 6 ва лами, uiE-, , образуемого задатчиком 1 рассогласовани , на выходе счетчика 2 по вл етс  числова  информаци  AN, пропорциональна  в первый момент сигналу Лб 1 выходе реверсивного цифроаналогового преобразовател  3 возникает аналоговый сигнал перепада скорости ukU) ведомого вала 6 относител но ведушего вала 7, который соответствует значению ДМ . Операционный усилитель 13 переводитс  сигналом Л(1) а режим ограничени , при котором его.выхо ной сигнал, предетавл к дий собой сигна перепада скорости, поступающий на вход регул тора 8 скорости, равен сигналу i ограничени  iCWQB цепи обратнсй св зи этого усилител , определ емому сигнало подпора диодного моста 14, создаваемы множнтельно-деаительным блоком 15 в соответствии с уравнением Au,.ic iV&ll .-уп гае Щ - скорость вращени  ведущего вала, сигнал которой вырабатываетс  датчиком 5 скорости; - угловой путь движени  ведомого вала 6 с измененной скоростью, определ емый сигналом источника 18 посто  нного напр жени ; К - коэффициент пропорциональ 86 ности, опрепел емый соотношением u gwOKc Гп гцеЙ максимальна  величина скорос Ти вращени  ведущего вала 7-. t. - угловое ускорение ведомого вала 6, регламентируемое контуром регулировани  скоАналоговый сигнал Ь, , используемьтй дл  вычислени  (DQ 1 поступает на вход сумматора 16 и вход умножени  множитёльно-делительного блока 15 с выхода нереверсивного цифроаналогового преобразовател  17. Если заданное рассогласование по пути йВ соответствует отставанию ведомого вала 6 от ведущего (что характерно дл  случа  летучих ножниц), то знак сигнала , таков, что сигнал перепада скорости, поступающий на вход регул тора 8 скорости, направлен встречно сигналу скорости вращени  ведущего вала 7 Ш , в результате чегб сксурость Cfi) вращени  едомого вала 6 снижаетс  на величину с посто нным ускорением ё- и поддерживаетс  на этом уро&но до тех пор, пока значение сигнала tiUDHa входе операционного усилител  11 будет превышать значение сигнала ограничени  . По мере отработки заданного рассогласовани  по пути содержимое ревёрси&ного счетчика 2 измен етс  в св зи с поступлением на его счетные входы импульсной информации ,о пути, проходимом ведомым 6 и ведущим 7 валами, котора  -вырабатываетс  соответственно датчиками 9 и 1О. При указанном выше знаке заданного рассогласовани  по пути первый .счетный вход счетчика 2 (вход t) работает в режиме сложени , а второй счетный вход (вход - в режиме вычитани . Поскольку вслепсгвие замепле- ни  ведомого вала 6 g содержимое счетчика 2 уменьшаетс , следовательно, уменышетс  значение сигнала fi.U) на входе операционного усилител  11. При достижении этим сигналом значени  jMfo диодный мост 14 запираетс  и операционный усилитель 11 выходит из состо ни  ограничени , после чего выходной сигнал усилител  11 начинает уменьшатьс , следу  за уменьшением сигнала ii (I/ на его выходе. В результате этого скорост 7100 вращени  вецомого вала 6 fi3 увеличиваетс  с посто нным ускорением . Процесс разгона оканчиваетс  по достижении скорое гьюС) значени  U, а рассогласованием fckbl и соответственно сигналом /MU нулевого значени . В этом случае, когца запан юе рассог пасование по пути соогвегствует опере- жению вецомым валом 6 ведущего вала 7, знак сигнала U.E-3, , вводимого в счетчик 2, будет обратным и поэтому сигнал перепада скорости на входе регул тора 8 скорости окажетс  согласным с снгна лом скорости вращени  ведущего вала 7. Таким образом, в этом режиме ско- рость вращени  ведомого вала 6 увеличитс  на величину Д.Шо . Из-за смены знака сигнала АЕ /записанного в счет чике 2, его счетные входы помен ютс  рол ми: вход будет работать на вычи- тание, а вход , - на сложение, а по- & - . скольку в этом режиме Xg, т , то содер жимое счетчика, как и в первом случае, будет уменьшатьс  по мере отработки рассогласовани . Поскольку цифроаналоговый преобразователь 17 выполнен нереверсивным, знак аналогового сигнала на его выходе останетс  неизменным и вычисление сигнала.перепада скорости AUiJo будет производитьс , как и прежде, 3 соответствии с уравнением (1), по- л рносгь его не изменитс .. При досги- жении сигналом иЦ)значени  начнетс  торможение ведомого вапа 6, которое закончитс  его синхронизацией с ведущим валом 7. В режиме синхронного вращени  валов 6 и 7 контур регулировани  положени  остаетс  замкнутым и обеспечивает равенство частот 5 и Eg, при котором o,U о, а UJ Шр. в случае возникновени  какого-либо рассогласовани  .по пути в этом режиме образуетс  неравенство сигналов и 5,,, в результате чего по витс  сигнал и) соогвегствующего знака, обеспечиваюи1ий устранение этого рассогласовани . Прецпагаемое устройство обеспечивае минимальный расход энергии в двигателе при отработке рассогласовани  по пути благодар  тому, что в уравнение (1) дл  вычислени  перепада скорости ixCJUp в качестве посто нного параметра зало- угловой путь движени  вецомого вапа с измененной скоростью ТГр в рейультате чего величина этого параметра остаетс  практически посто нной при любом значении рассогласовани  по пути b.Ej , и если величину Zvt установить 0а максимапьна возможной, то значени  iK-fienan,a скорости при всех значени х ДЕ..будут минимальными, вследствие чего продолжительность участков разгона и торможени  привоца окажетс  наи меньшей. В то же врем  наличие регул тора положени , контролирующего рассогласовани  по пути между ведущим и ведомым валами на прот жении всего цикла работы, обеспечивает высокую точность отработки заданного рассогласовани . Ф ормула изобретени  Устройство дл  позиционного управ- пени  электроприводом посто нного тока дл  отработки рассогласовани  по пути между приводным ведомым валом и независимым непрерывно вращающимс  вецушим валом, содержащее задатчик рассогласовани  по пути, реверсивный счетчик и реверсивный цифроаналоговый преобразователь , соединенные последовательно, датчики скорости ведомого и ведущего валов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами регул тора скорости, и датчики пути ведомого и ведущего валов, подкпкэненные выходами к счетным входам реверсивного счетчика, регул тор скорости ведомого вала, выход которого через исполнительный элемент подключеи к  корной обмотке электродвигател , отличающеес  тем, что, с цепью уменьщени  потерь энергии в двигателе ведомого вала , оно снабжено операционным усилителем , диодным мостом, множительно-делитель1 ым блоком, сумматором, нереверсивным цифроанапоговым преобразователем и источником посто нного напр жени , причем вход операционного усилител  соединен с выходом реверсивного цифроаналогового преобразовател , выход с .третьим входом регул тора скорости, а параллельно цепи обратной св зи операционного усилител  через диодный мост включен выход мйожитепьно-делительного блока первый вход умножени  которого соединен с выходом датчика скорости ведущего вала, второй вход умножени  соединен с первым входом сумматора и выходом нереверсивного цифроаналогового преобразовател , подключенного входом к выходу задатчшса рассогласовани  по пути, а В.ХОД делени  множительно-делительного блока с.оединен с выхо дом сумматора, второй вход которого попключен к выходу источника посто нного напр жени .

Источники Ш формации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Шагас Л. Я., Прошкин А. А. Система-электропривоца летучих ножниц с .электрическим выдавниванием скоростей.

Сборник трудовВНИИМетмаш, 1963,№ 10.1964.

2.Авго{)ское евипетс ьство СССР № 245520, кл. В 23 d 25/16, 1967.

3.Авторское свицетепьство

5 M 188549, кп. В 21 В 35/02,

Г8

dif

л

iu)g/r/ft/4fef W igevAff a a

Claims (3)

1. Формула изобретения

   Устройство для позиционного управления электроприводом постоянного тока для отработки рассогласования по пути между приводным ведомым валом и независимым непрерывно вращающимся ведущим валом, содержащее задатчик рассогласования по пути, реверсивный счетчик и реверсивный цифроаналоговый преобразовагель, соединенные последовательно, датчики скорости ведомого и ведущего валов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора скорости, и датчики пути ведомого и ведущего валов, подключенные выходами к счетным входам реверсивного счетчика, регулятор скорости ведомого вала, выход которого через исполнительный элемент подключей к якорной обмотке электродвигателя, отличающееся тем, что, с цепью уменьшения потерь энергии в двигателе ведомого вала, оно снабжено операционным усилителем, диодным мостом, множительно-делительным блоком, сумматором, нереверсивным цифроаналоговым преобразователем и источником постоянного напряжения, причем вход операционного усилителя соединен с выходом реверсивного цифроаналогового преобразователя, выход — с .третьим входом регулятора скорости, а параллельно цепи обратной связи операционного усилителя через диодный мост включен выход множительно-делительного блока_;первый вход умножения которого соединен с выходом датчика скорости ведущего вала, второй вход умножения соединен с первым входом сумматора и выходом нереверсивного цифроаналогового преобразоватёля, подключенного входом к выходу задатчика рассогласования по пути, а вход целения множительно-целительного блока соединен с выхо· дом сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения.

   to

   Легочники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Шагас Л. Я., Прошкин А. А. Система’электропривода летучих ножниц с .электрическим выравниванием скоростей. -5 Сборник трудов ВНИИ Метмаш, 1963, № 10.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 245520, кл. В 23 d 25/16, 1967
3. 3. Авторское свидетельстве СССР № 188549, кл. В 21 В 35/02,

   1964.