SU1004964A1 - След щий электропривод с переменным моментом инерции - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу й может быть использовано в приводах опрокидывателей, роботов-манипуляторов, подъем но-качающнхся столов, кузнечно-прессовьк машин, опорно-поворотных механизмов экскавато— 5 ров и других устройств с изменяющимся приведенным моментом инерции.

Известен электропривод, выполненный по системе 'управляемый преобразователь двигатель' с двухконтурной системой под-^,( чиненного регулирования, содержащий регуляторы тока и скорости, датчики тока и скорости £1] .

Недостатком указанного электропривода являются значительное влияние изме- ^1; няющегося приведенного переменного момента инерции на переходные процессы в электроприводе н, как следствие этого, значительное недоиспользование его динамических возможностей.

Наиболее близким по технической сущности является следящий электропривод с переменным моментом инерции, вьитолнеп2 ный по системе 'управляемый преобразователь-двигатель с трехконтурной системой подчиненного регулирования. Электропривод содержит регуляторы тока, положения и самонастраивающийся регулятор скорости, датчики тока, скорости и положения. Причем управляющий вход самонастра— , иваюшегося регулятора скорости подключен к вьеходу наблюдателя параметра-— , t который содержит два блока перемножения, три сумматора и два интегратора C2J .

Недостатком данного электропривода является его сложность.

Цель изобретения - упрощение электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в следящем электроприводе, содержащем последовательно соединенные регулятор положения, самонастраивающийся регулятор скорости, регулятор тока, преобразователь, .двигатель с датчиком скорости и редуктор с датчиком положе3 ния, выход которого подключен к входу :

. регулятора положения, выход датчика скорости подключен к второму входу самонастраивающегося регулятора скорости и к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход датчика тока двигателя соединен со вторым вводом регулятора тока и с первым входом второго сумматора, второй вход которого под— to ключен к источнику опорного напряжения, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого объединен со входом подстройки самонастраивающегося регулятора скорости, выход первого сум- 15 матора соединен со вторым входом блока умножения, выход которого подключен ко входу интегратора.

На чертеже приведена структурная схема следящего электропривода с переменным моментом инерции.

Электропривод включает управляемый преобразователь 1, двигатель 2 постоянного тока, редуктор 3, объект 4 управления, датчик 5 скорости, датчик 6 поло- ; жения, датчик 7 тока, регулятор 8 тока, самонастраивающийся регулятор 9 скорости, включающий динамическое звено 10, блок 11 умножения, функциональный преобразователь 12, регулятор 13 поло- зо жения, источник 14 опорного напряжения, сумматоры 15 и 16, блок 17 умножения, интегратор 18.

Электропривод работает следующим образом.

На управляющий вход самонастраивающегося регулятора 9 скорости поступает сигнал, пропорциональный обратной величин не суммарного приведенного момента • Vинерции—— с выхода сумматора 16 и •С преобразованный функциональным преобразователем 12 поступает на первый вход , блока 11 перемножения регулятора 9 , скорости. На второй вход поступает сигнал ошибки по скорости. При изменении момента инерции.привада изменяется велиЯ чина сигнала-—: , в результате чего .J-r-ri

Происходит изменение сигнала с выхода функционального преобразователя 12, что эквивалентно изменению параметров самонастраивающегося регулятора 9 ско— рости. Сигнал источника 14 опорного напряжения, пропорциональный статическому току электропривода, и датчика 7 тока якоря электродвигателя 2'1ц, пропорционален величине

1004964 4 просуммированные сумматором 15, формируют на его выходе сигнал динамического момента электропривода ^МДИН° - C_w(lg -If), где С_м - конструктивная постоянная электродвигателя, устанавливающая связь между его током и развиваемым моментом.

Сигналы с выходов сумматоров 15 и 16 Поступают на входы блока 17 перемножения, который в совокупности с сумматором 16, интегратором 18, датчиком 5 скоростй образует обратную связь по скорости двигателя.

Постоянная времени интегратора 18 Определяется из условия более высокого быстродействия следящей системы, чем скоростного контура следящего электропривода.

На входе интегратора 18 сигнал <3ω '<

, следоваατ· величина сумматора 16 параметра —— , так ц движения элёктроприво25 тельно, выходная является оценкой как из уравнения да следует at -'.н·™

8ω/οΗ· ^Мдин

А

Таким образом, за счет исключения одного сумматора, одного блока перемножения и одного интегратора из электропривода и соединения выхода первого сумматора со вторым входом блока перемно· жения и подключения его выхода ко входу интегратора упрощается известный следящий электропривод с переменным моментом инерпчи.

о По сравнению с базовым объектом (следящим электроприводом с переменным моментом инерции опорно-поворотного механизма) предлагаемый следящий электропривод не зависит от изменения приведенного момента инерции электропривода. Этим самым достигается стабилизация его динамических свойств и, как следствие, более полное использование энергетических возможностей. Полученный эффект обеспечивается за счет изменения параметров самонастраивающегося регулятора скорости в функции выходной величины <-=—* адаптивного наблюдателя, ?Е· который представляет собой следящую замкнутую систему по сигналу датчика скорости электропривода.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к автоматизированному электроприводу и может быть использовано в приводах опрокидывателей, роботов-манипул торов, подъемно-качающихс  столов, кузнечно-прессовьк машин, опорно-поворотных механизмов экскаваторов и других устройств с измен ющимс  приведенным моментом инерции. Известен электропривод, выполненный по системе управл емый преобразователь двигатель с двухкоитурной системой подчиненного регулировани , содержащий регу л торы тока и скорости, датчики тока и скорости 1 . Недостатком указанного электропривода  вл ютс  значительное вли ние измен ющегос  приведенного переменного мо- г.шнта инерции на переходные п ганессы в электртприводе и, как следствие этого, значительное недоиспользование его динамических возможностей. Наиболее близким по техничос:кой ;yui- .ти  вл етс  след щий электропривод с пероменным MONtftnTOM инерции, IM пoл tonный по системе управл емый преобг ззователь-двигатель с трехконтурной системой подчиненного регулировани . Электропривод содержит регул торы тока, положени  и самонастраивающийс  регул тор скорости, датчики тока, скорости и положени . Причем управл ющий вход самонастраивающегос  регул тора скорости подклмчен к выходу наблюдател  параметра- - , который содерж1 т два блока перемножени , три сумматора и два интегратора С 21 . Недостатком данного электропривода  вл етс  его сложность. Цель изобретени  - упрощение электропривода . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в след щем электроприводе, содержаuteM последовательно соединенные регул тор положени , самонастр1а 11 аюшийс  регул тор скорости, регул тор тока, преобразователь, .двигатель с датчиком скорости и редуктор с датчиком по-южени , выход которого подключен к входу регул тора положени , выход датчика скорости подключен к второму входу самонастраивающегос  регул тора скорос и к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход датчика тока двигател  соединен со вторым в содом ре гул тора тока и с первым входом второго сумматора, второй вход которого под- к ючен к источнику опорного напр жени  а выход - к первому входу блока умнож ни , второй вход которого объединен со входом подстройки самонастраивающегос  регулйтора скорости, выход первого сумматора соединен со вторым входом блока умножени , выход которого подютючен ко входу интегратора. На чертеже приведена структурна  схема след5пцего электропривода с переменным моментом инерции; Электропривод включает управл емый преобразователь 1, двигатель 2 посто нного тока, редуктор 3, объект 4 управле ни , датчик 5 скорости, датчик 6 положени , датчик 7 тока, регул тор 8 тока, сАмонастраиваюшийс  регул тор 9 скорос ти, включающий динамическое звено 10, блок 11 умножени , функциональный преобразователь 12, регул тор 13 положени , источник 14 опорного напр жени  сумматоры 15 и 16, блок 17 умножени  интегратор 18. Электропривод работает следующим образом. На управл ю1ций вход самонастраиваю щегос  регул тора 9 скорости поступает сигнал, пропорциональный обратной велич не суммарного приведенного момента с выхода сумматора 16 и инерции преобразованный функциональным преобразователем 12 поступает на первый вход блока 11 перемножени  регул тора 9 скорости. На второй вход поступает сигнал -ошибки по скорости. При изменении момента инерции.привода измен етс  вели . чина сигнала- - , в результате чего . . t . Происходит изменение сигнала с выхода 41 унш1ионального преобразовател  12, что эквивалентно изменению параметров самонастраивающегос  регул тора 9 ско{хюти . Сигнал источника 14 опорного напр жени , пропорциональный статическому току J электропривода, и датчика 7 гока  кор  электродвигател  2 « 1ц, 1 644 просуммированные сумматором 15, формируют на его выходе сигнал динам ичесКО1Х момента электропривода Мд| « C(lj) ), где С - KOHCTpykTHBHaH посто нна  электродвигател , устанавливающа  св зь между его током и развиваемым моментом. Сигналы с выходов сумматоров 15 и 16 йоступают на входы блока 17 перемножени , который в совокупности с сумматором 16, интегратором 18, датчиком 5 скорости образует обратную св зь по скорости двигател . Посто нна  времени интегратора 18 Ьпредел етс  из услови  более высокого быстродействи  след щей системы, чем скоростного контура след щего электропривода . На входе интегратора 18 сигнал би; пропорционален величине следовательно , выходна  величина сумматора 16  вл етс  оценкой парг1метра: как из уравнени  движени  электропривода следует Idu/ Мд 1 aiuMt Таким образом, за счет исключени  одного сумматора, одного блока йеремножени  и одного интегратора из электропривода и соединени  выхода первого сумматора со вторым входом блока перемно жени  и подключени  его выхода ко входу интегратора упрощаетс  «звестиый след щий электропривод с переменным моментом инеричи. По сравнению с базовым объектом (след щим электроприводом с переменным моментом инерции етторно-поворотного механизма) предлагаемый след щий электропривод не зависит от изменени  приведенного момента инерции электропривода . Этим самым достигаетс  стабилизаци  его динамических свойств и, как следствие, более полное использование энергетических возможностей. Полученный эффект обеспечиваетс  за счет изменени  параметров самонастраивающегос  регул тора скорости в функции выходной . величины адаптивного наблюдател , который представл ет собой след5паую замкнутую систему по сигналу датчика скорости электропривода. Формула изобретени След1Ш1ий электропривод с переменным моментом инерции, содержащий последовательно сое;)иненные регул тор положе- ки , самонастраивающийс  регул тор скорости, регул тор тока, преобразователь Д а1гатель с Датчиком скорости, и редуктор с датчиком положени , выход которого подключен к входу регул тора положени , выход датчика скорости подключен к второму ВХОДУ самонастраивающегос  регул тора скорости и к первому входу первог сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход датчика тока двигател  соединен со вторым входом регул тора тока и с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , а выход - к первому входу блока умножени , второй вход которого объединен со входом подстройки самонастраивающегос  регул тора скорости, отличающийс  тем, что, с; целью упрощени  электропривода, выход перврго сумматора соединен со вторым, входом блока умножени , выход которого подк ючен ко входу интегратора. Источники информацщ, прин тые во внимание при экспертизе 1. Автоматизаци  производственных процессов. Сб., Новосибирск, 1977, с. 7,2.
2. 2. Электромеханическое обеспечение автоматических комплексов. Сб., Новосибирск , 1977, с. 28 (прототип).