SU1069115A1 - Многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма - Google Patents

Abstract

1, МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТi РОПРИВОД ОПОРНО-ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА , содержащий два электродвигател  поето нного тока, соединенные между собой через зубчатую передачу опорноповоротного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себ -два комплекта вентилей и систему импульсно-фазового управлени  с двум  выходами, каждый из которых подключен к управл ющем входу соответствукнцего комплекта вентилей , к выводам реверсивного вентильного преобразовател  параллельно подключены две цепи, каждан из которых состоит из последовательно соединенных  кор  электродвигател  и диода, причем пол рность включени  диодов в цеп х противоположна, два блока задержки и два вентил , каждый из которых включен встречнопараллельно с одним из диодов, а управл ющий электрод ка адого вентил  через блок задержки соединен с тем внходом системы импульсно-фазового управлени , который подключен к управл квдему входу соответствующего комплекта вентилей, включенном1/ согласно с этим вентилем, о т л и чающийс   тем, что, с целью повышени  энергетических показателей электропривода, в него дополнительно введены третий и четвертый диоды, инвертор, нелинейный блок и два блока регулировани  временной задержки, причем вход одного блока задержки через блок регулировани  временной задержки, инвертор и третий диод, включенный в пр мом направлении, соединен с входом нелинейного блока, вход другого блока задержки через, второй блок регулировани  временной задержки и четвертый диод, включенный в обратном направлении, соединен с входом нелинейного блока, выход которого подключен к входу системы импульсно-фазового управлени  JW 2, Электропривод по п. 1, о т л а ю щ и и с   тем, что нелинейный ч блок Д содержит семь резисторов, потен циометр, пороговый элемент два диода и два последовательносоединенных : операционных усилител , к первым входам которых подключены первый и 1 торой резисторы, к второму входу первого операционного усилител  - трео: тий резистор, шунтированный цепоч .кой из последовательно соединенных четвертого резистора и порогового элемента, в обратную св зь первого операционного усилител  включен п тый резистор, шунтированный цепочСП кой, состо щей из шестого резистора и встречно включенных двух диодов, одни силовые электроды которых объединены и подключены к выводу шестого резистора, а другие - к выводам потенциометра, движок которого соединен с вьгводом п того резистора, Ьедьмой резистор, включенный в обратную св зь второго операционного усил лител .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах зубчатых реек, опорно-поворотных устройств моделирующих стендов и опорно-поворотных механизмов роботов-манипул торов там, где необходимы высокие точности позиционировани . Извее:ген многодвигательный элект ропривод, содержащий два электродвигател  посто нного тока, ревер .сивный вентильный преобразователь, к выходным зажимам которого подключены параллельно две цепи, ка ща  из которых состоит из  кор  электро двигател  и диода, включенных после довательно, причем пол рность диодов в цеп х противоположна. Точки соединени  диодов с  кор ми электро двигателелей соединены через насыщающийс  реактор Г11 . Однако электропривод имеет невысокие энергетические показатели, обусловленные использованием насыщающегос  . реактора. Наиболее близким к изобретению  вл етс  многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма , содержащий два электродвигател  посто нного тока, соединенные между собой через зубчатую передачу опорно-поворотного механиз.ма, ревер сивный вентильный преобразователь, включающий в себ  два комплекта вен тилей и систему импульсно-фазового управлени  с двум  выходами, каждый из которых подключен к управл ющему входу соответствующего комплекта вентилей, к выводам реверсивного вентильного преобразовател  параллельно подключены две цепи, кажда  из которых состоит из последователь но соединенных  кор  электродвигате л  и диода, причем пол рность включени  диодов в цеп х противоположна два блока задержки и два вентил , каждый из которых включен встречнопаргшлельно с одним из диодов, а управл ющий вход каждого вентил  че рез блок задержки соединен с тем вы ходом- системы импульсно-фазового управлени , который подключен к управл ющему входу соответствук цего комплекта вентилей, включенному согласно с этим вентилем 121. Дл  обеспечени  выборки люфта в устройстве необходиью совместное «стречно-параллвльное включение, диодов и тиристоров. 1 Испольэованйе лиодов вместо тиристоров не обе печивает выборку люфта, поскольку даже при сигнале управлени , равном нулю, средний момент каждого двигател  равен нулю. Однако при согласной работе электродвигателей, т.е. когда их моменты однонаправлены, к одному двигателю прикладываетс  через диод полное напр жение преобразовател , а к другому - через вентиль , только его часть, определ ема  временем задержки управл ющих импульсов , что приводит к ухудщеНию энергетических показателей электропривода в целом, так как один из электродвигателей недоиспользуетс  по моменту. Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей электропривода. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многодвигательный электропривод опорно-поворотного механизма , содержащий два электродвигател  посто нного тока, соединенные между собой через зубчатую передачу опорно-поворотного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себ  два комплекта вентилей и систему иг шульсно-фазового управлени  с двум  выходами, каждый из которых подключен к управл ющему входу соответствующего комплекта вентилей, к выводам реверсивного вентильного преобразовател  параллельно подключены две цепи, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных  кор  электродвигател  и диода, причем пол рность включени  диодов в цеп х противоположна, два блока задержки и два вентил , каждый из которых включен встречнопараллельно с одним из диодов, а управл ющий электрод каждого вентил  через блок задержки соединен с тем к выходом системы импульсно-фазового управлени , который подключен к управл ющему входу соответствующего комплекта вентилей, включенному согласно с этим вентилем, дополнительно введены третий и четвертый диоды , инвертор, нелинейный блок и два блока регулировани  временной задержки, причем вход одного блока задержки через блок регулировани  временной задержки, инвертор и третий диод, включенный в пр мом направлении , соединен с входом нелинейного блока, вход другого блока задержки через второй блок регулировани  временной заде|1жки и четвертый диод  хт включенный в обратном направлении, соединен с входом нелинейного блока, выход которого подключен к входу системы иг тульсно-фазового управлени . Кроме того, нелинейный блок содержит семь резисторов, потенциометр, пороговый элемент, два диода и два последовательно соединенных операционны с усилител , к первым входги которы}с подключены первый и второй резисторы, к второму входу первого операционного усилител  - третий резистор, шунтированный цепочкой из , последовательно соединенных четвертого резистора и порогового элемента , в обратную св зь первого операционного усилител  включен п тый резистор, шунтированный цепочкой, состо щей из шестого резистора и чвстречно включенных двух диодов, одни силовые электроды которых объе динены и подключены к выводу шестого резистора, а другие - к выводам потенциометра, движок которого, соединен с выводом п того резистора, седьмой резистор, включенный в. обратную св зь второго операционного усилител , . . На фиг. 1 представлена схема электропривода; на фиг. 2 - схема нелинейного блока; на фиг. 3 - выходные характеристики нелинейного блока (а), блока задержки (,б) , блоков регулировани  временной задержки (в) J, на фиг. 4 - диаграммы, .по с н ющие работу устройства. Мнргрдвигательный электропривод содержит электродвигатели 1 и 2 соединенные между собой через зубча тую передачу 3 опорно-поворотного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себ  комплекты 4 и 5 вентилей и систему импульсно-фазового управлени  с дву м  выходами, кажднй из которых подключен к управл ющему входу комплек тов 4 и 5 вентилей, к выводам ревер сивного вентильного преобразовател  параллельно подключены две цепи, кажда  из которых состоит соответст венно из последовательно соединенных  кор  электродвигател  1 и 2 и диода 7 и 8, причем пол рность вклю чени  диодов 7 и 8 в цеп х противоположна , блсжи 9 и 10 задержки и вентили 11 и 12, каждый из которы включен встречно-параллельно соотве ственно с диодом 7 и 8, а управл ющий электрод вентилей 11 и 12 через соответствующий блок 9 и 10 задержк соединен с выходом системы 6 импуль но-фазового управлени . Кроме того, электропривод содержит диода 13 и 14, инвертор 15, нелинейный блок 16 и блоки 17 и 18 ре гулировани  временной Зсщержки, причем вхад блока 9 задержки через блок 17 регулировани  временной задержки , инвертор 15 и диод 13, . включенный в пр мом направлении, соединен с входом нелинейного ка 16, вход блока 10 задержки через блок 18 регулировани  временной задержки и ДИОД 14, включенный в обратном направлении, соединен с входом нелинейного блок 16, выход которого подключен к входу CHCTei«i 6 импульсно-фазового управлени . Нелинейный блок 16 содержит резисторы 19 - 23, потенциометр 24, пороговый элемент, выполненный в виде стабилитрона 25, диоды 26 и. 27 и операционные усилители 28 и 29, к первым входам которых подключены соответственно резисторы 30 и 31, к второму входу операционного усилител  28 подключен резистор 19, шунтированный цепочкой из последовательно соединенных резистора 20 и стабилитрона 25, в цепь обратной св зи операционного усилител  28 включен резистор 21, шунтированный цепочкой, состо щей из резистора и встречно включенных диодов 26 и 27, одни силовые электроды которых объединены и подключены к выводу резистора 22, а другие - к выводам потенциометра 24, движок которого соединен с выводом резистора 21, резистор 23, включенный в цепь обратной св зи операционного усилител  29,; Электропривод работает следующим образом. . При нулевом значении управл ющего сигнала Ukj О вентильный преобразователь генерирует разнопол рные импульсы тока (фиг. 4а) за счет поочередной работы комплектов 4 и 5 вентилей. Начальна  уставка времени задержки tj ( ij - врем  задержки импульсов управлени  вентил ми 11 И 12 относительно импульсов управлени  вентил ми комплектов 4 и 5) выбираетс  такой, чтобы не происходило включение вентилей 11 и 12. При этом положительный, пульсирующий ток (фиг. 46), протекающий по  корной цепи электродвигател  .1, создает положительный момент, а ток электродвигател  2 (фиг. 4в) - отрицательный момент, т.е. за счет равных и противонаправленных моментов электродвигателей 1 и 2 осуществл етс  выборка зазора. При возрастании управл ющего сигнала Uy от О до 1 (фиг.З) напр жение на выходе нелинейного блока 16 также линейно возрастает с темпом, необходимым дл  формировани  требуемых моментных характеристик электродвигателей 1 и 2, , Характеристика блоков 17 и 18 гулировани  временной задержки такова , что при O-iUijil напр жение на их выходе равно нулю и врем  задерж-. ки, равное начальной устапке, остаетс  неизменным. Поэтому при этих значени х сигнала управлени  Uij формирование суммарной моментной характеристики электропривода происходит только.за счет изменени  выпр мленного напр жени  преобразовател . Причем увеличение положительного момента электродвигател  1 и уменьшение отрицательного момента электродвигател  2 обусловлено возрастанием положительного напр жени  комплекта 4 вентилей и уменьшением отрицательного напр жейи  комплекта 5 вентилей .

При 1) момент и средний ток электродвигател  2 (фиг. 4д) равны О, а момент электродвигател  2 создаетс  только положите л ьньами импульсами тока (фиг. 4г), так как вентиль 11 Не включаетс .

Дальнейшее увеличение управл ющего сигнала 2 не вызывает значительного изменени  напр жени  на выходе нелинейного блока 16 и, как следсгвие, значительного увеличени  момента электродвигател  1, который форгдаруетс  напр жением комплекта 4 вентилей. В интервале формирование требуемой суммарной моментной характеристики электропривода осуществл етс  в основном характеристикой электродвигтел  2. Это происходит следующим образом.

При напр жении управлени  напр жение на выходе блоков 17 и 1 регулировани  временной задержки

yвeличивaeтlc  указанное напр жение, поступа  на. управл к ций вход блокюв 9 и 10 задержки, уменьшает врем  задержки tj до нул , т.е. вентили управлени  поступают одновременно и на вентили комплектов 4 и. 5 и на вентили 11 и 12, что обеспечивает увеличение среднего тока электродвигател  2.

При Uv.j% 2 токи обоих электродвигателей равны и они развивают одинаковые Моменты. Диоды 13 и 14, а так же инвертор 15 служат дл  вьщелени  модул  управл ющего напр жени , поступающего на вход блоков 17 и 18 регулировани  временной задержки.

Таким образом, предлагаемый электропривод при Мсшых сигналах управлени  развивает противонаправленные моменты, что позвол ет выбрать люфт в зацеплении, а при больших сигналах управлени  моменты электродвигателей совпадают по знаку и они развивают дополн к цие друг друга моменты.

Claims (2)

1. МНО ГОДВИГ АТЕ Л ЬНЫЙ Э ЛЕКТ- i РОПРИВОД ОПОРНО-ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА, содержащий два электродвигателя постоянного тока, соединенные между собой через зубчатую передачу опорноповоротного механизма, реверсивный вентильный преобразователь, включающий в себя'два комплекта вентилей и систему импульсно-фазового управления с двумя выходами, каждый из которых подключен к управляющемувходу соответствующего комплекта вентилей, к выводам реверсивного вентильного преобразователя параллельно подключены две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якоря электродвигателя и диода, причем полярность включения диодов в цепях противоположна, два блока задержки и два вентиля, каждый из Которых включен встречнопараллельно с одним из диодов, а управляющий электрод каждого вентиля 'через блок задержки соединен с тем выходом системы импульсно-фазового управления, который подключен к управляющему входу соответствующего комплекта вентилей, -включенному согласно с этим вентилем, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения энергетических показателей электропривода, в него дополнительно введены третий и четвертый диоды, инвертор, нелинейный блок и два блока регулирования временной задержки, причем вход одного блока задержки через блок регулирования временной задержки, инвертор и третий диод, включенный в прямом направлении, соединен с входом нелинейного блока, вход другого блока задержки через, второй блок регулирования временной задержки и четвертый диод, включенный в обратном направлении, соединен с входом нелинейного блока, вы ход которого подключен к входу систе*_о мы импульсно-фазового управления.. S

2. Электропривод по π. 1, о т л ι чающийся тем, что нелинейный блок содержит семь резисторов, потен циометр, пороговый элемент,два диода и два последовательно'соединенных операционных усилителя, к первым входам которых подключены первый и второй резисторы, к второму входу первого операционного усилителя - третий резистор, шунтированный цепочной из последовательно соединенных четвертого резистора и порогового элемента, в обратную связь первого операционного усилителя включен пятый резистор, шунтированный цепочкой, состоящей из шестого резистора и встречно включенных двух диодов, одни силовые электроды которых объединены и подключены к выводу шестого резистора, а другие - к выводам потенциометра, движок которого соединен с выводом пятого резистора, Ьедьмой резистор, включенный в обратНУЮ связь второго операционного у сил лителя.

Н-рш··

СП