SU1100702A2

SU1100702A2 - Electric drive

Info

Publication number: SU1100702A2
Application number: SU833534496A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Забуга; Юрий Николаевич Лопатин; Владимир Валентинович Суханов; Сергей Васильевич Ченцов
Original assignee: Красноярский Политехнический Институт
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-06-30

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт. св. № 649116, отличающийс тем, что, с целью улучшени динамических характеристик, в него дополнительно введены источник управл ющего напр жени управл емый ключе-, вой элемент, задатчик интенсивности четыре микропереключател и блок управлени режимами, первый выход которого соединен с управл ющим входом преобразовател частоты, а второй выход - с управл ю1цим входом управл емого ключевого элемента, через который выход источника управл ющего напр жени соединен с входом задатчика интенсивности вьЬсод которого соединен с входом задающего генератора регулируемой частоты, выход которого соединен с первым входом блока управлени режимами, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам задающего гененатора посто нной частоты и источника управл ющего напр жени , четвертый, п тьй, шестой и седьмой входы блока управлени режимами подключены к соответствующем микропереключател м.ELECTRIC DRIVE St. No. 649116, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics, a control voltage source, a controlled key element, an intensity control unit, four microswitches, and a mode control unit, the first output of which is connected to the control input of the frequency converter, are additionally introduced into it. and the second output is from the control input of the controlled key element, through which the output of the control voltage source is connected to the input of the intensity control unit whose output is connected to the input beyond variable frequency generator, the output of which is connected to the first input of the mode control unit, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the master generator of a constant frequency and the source of the control voltage, the fourth, fifth, sixth and seventh inputs of the mode control unit are connected to appropriate microswitch

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в промышленных установках с малыми скорост ми движени рабочего органа требукндих улучшенных динаьшческих характеристик электропривода, например , манипул торах роботов, механизмах подачи и др.The invention relates to electrical engineering and can be used in industrial installations with low speeds of movement of the working body of the required improved dynastic characteristics of the electric drive, for example, robot manipulators, feeding mechanisms, etc.

По основному авт. св. № 649116 известен электропривод, содержащий .индукторную машину двойного питани одна обмотка статора которой подключена к преобразователю, имеющему два управл ющих входа соответственно по частоте и амплитуде выходного напр жени , последний из которых соединен с выходом корректирующего элемента, вход которого соединен с выходом фазового детектора, задаюш 1й генератор регулируемой частоты, друга обмотка статора подсоединена к источнику возбуждени , например к сети или преобразователю, вход которого подключен к выходу задающего генератора посто нной частоты, треть обмотка измерительна размещена в рабочем зазоре машины, сумматор , входы которого подключены сооветственно к измерительной обмотке и к датчику тока возбуждени маши{п , выход сумматора соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с измерительной обмоткой toAccording to the main author. St. No. 649116 is known for an electric drive comprising a dual-power induction machine; one stator winding of which is connected to a converter having two control inputs respectively in frequency and amplitude of the output voltage, the latter of which is connected to the output of the correction element, the input of which is connected to the output of the phase detector, the 1st frequency controlled oscillator, the other stator winding is connected to the excitation source, for example, a network or a converter, the input of which is connected to the output of the master gene Ator constant frequency, a third of the measuring coil is arranged in the working gap of the machine, an adder whose inputs are connected to the measuring soovetstvenno winding and the sensor drive current wave to {n, the adder output being coupled to the first input of the phase detector, a second input of which is connected to the measuring winding to

Известное устройство электропривода переменного тока не обеспечивает необходимое качество переходных процессов при нестационарных услови х эксплуатации: первоначальном включении электропривода, пуске на максимальную скорость, реверсе, динамическом торможении и останове. В этих случа х при больших значени х разности частот напр жений питани обмоток двигатель переходит из синхронного в асинхронный режим . с колебательным характером переход-ч ных процессов.The known device of the AC drive does not provide the necessary quality of transients under non-stationary operating conditions: initial switching on of the drive, starting at maximum speed, reverse, dynamic braking and stopping. In these cases, at large values of the frequency difference between the supply voltages of the windings, the motor changes from synchronous to asynchronous mode. with the oscillatory nature of transition processes.

Цель изобретени - улучшение динамических характеристик.The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics.

Поставленна цель достигаетс тем что в электропривод дополнительно введены источник управл кицего напр жени , управл емый ключевой элемент, задатчик интенсивности, четыре микропереключател и блок управлени режимами, первый выход которого соединен с управл ющим входом преобразовател частоты, а второй выход с управл ющим входом управл емого ключевого элемента, через которьм выход источника управл ющего напр жени соединен с входом задатчика интенсивности , выход которого соединен с входом задакщего генератора регулируемой частоты, выход которого соединен с первым входом блока управлени режимами, второй и .третий входы которого подключены соответственно к выходам задакицего генератора посто нной частоты и ис7 точника управл ющего напр жени , четвертый, п тый, шестой и седьмой входы блока управлени режимами под ключены к соответствующим микропереключател м .The goal is achieved by additionally introducing a control voltage source, a controlled key element, an intensity controller, four microswitches and a mode control unit, the first output of which is connected to the control input of the frequency converter, and the second output of the control input the key element through which the output of the source of control voltage is connected to the input of the intensity control unit, the output of which is connected to the input of the backward generator, an adjustable hour The output of which is connected to the first input of the mode control unit, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the reference frequency generator and the control voltage source, the fourth, fifth, sixth and seventh inputs of the mode control unit are connected to corresponding microswitch m.

На фиг. 1 изображена функциональна схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - схема блока управлени режимами.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed electric drive; in fig. 2 is a diagram of a mode control unit.

Электропривод содержит задающий генератор 1 регулируемой частоты, преобразователь 2, соединенный с обмоткой 3 управлени машины 4 двойного питани . Обмотка 5 возбуждени подключена к преобразователю 6, который соединен с задающим генератором 7 посто нной частоты. Измерительна обмотка 8 имеет число пар полюсов такое же, как у обмотки возбуждени . Измерительна обмотка 8 соединена с одним входом сумматора 9, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 10, второй вход которого соединен с измерительной обмоткой 8. Корректирующий блок 11 содержит фазовый детектор 10 и корректирукидай элемент 12. Выход фазового детектора 10 соединен с корректирующим элементом 12 блока управлени преобразовател 2, управл ниций вход которого соединен с первым выходом блока 13 управлени режимами, второй выход которого соединен с управл ннцим входом ключевого элемента 14, через который выход источника 15 управл ющего напр жени соединен с входом задатчика 16 интенсивности, выход которого соединен с входом задающего генератора 1 регулируемой частоты, выход которого соединен с перзю входом блока 13, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 7, третий вход блока 13 соединен с выходом источника 15 управл ющегоThe electric drive contains a controlled frequency master oscillator 1, a converter 2 connected to the control winding 3 of the dual-power machine 4. The excitation winding 5 is connected to a converter 6, which is connected to a master oscillator 7 of constant frequency. The measuring winding 8 has a number of pole pairs the same as that of the field winding. The measuring winding 8 is connected to one input of the adder 9, the output of which is connected to the first input of the phase detector 10, the second input of which is connected to the measuring winding 8. Corrective unit 11 contains the phase detector 10 and the correction element 12. The output of the phase detector 10 is connected to the correction element 12 the control unit of the converter 2, the control input of which is connected to the first output of the mode control unit 13, the second output of which is connected to the control input of the key element 14 through which the output The source 15 of the control voltage is connected to the input of the intensity setting device 16, the output of which is connected to the input of the master oscillator 1 of adjustable frequency, the output of which is connected to the input of the unit 13, the second input of which is connected to the output of the master generator 7, the third input of the block 13 is connected to the output control source 15

напр жени , четвертый и п тый входы блока 13 соединены соответственно с микропереключател ми 17 и 18 огра ничени движени рабочего органа, шестой и седьмой входы блока 13 соединены соответственно с микропереключател ми 19 и 20 упоров. Пре образователь 6 с задающим генератором 7 образуют источник 21 возбуждени , в качестве которого в простей шем случае может быть использована сеть промьшшенной частоты.the voltages, the fourth and fifth inputs of the unit 13 are connected respectively to the microswitches 17 and 18 of the working body movement limit; the sixth and seventh inputs of the unit 13 are connected respectively to the microswitches 19 and 20 of the stops. Transducer 6 with master oscillator 7 forms an excitation source 21, in the capacity of which, in the simplest case, an industrial frequency network can be used.

Блок 13 управлени режимами содержит нуль-компара;тор 22, элемен23 выбора состо ни ключевого элемента 14, переключатель 24 задани частоты преобразовател 2, инвертор 25, первый и второй элементы 2И-ИЛИНЕ соответственно 26 и 27. При этом первый и второй входы блока 13 образованы первым и вторым входами переключател 24, третий вход блока 13 образован входом нуль-компаратора 22, четвертый и п тый входы блока 13 образованы соответственно первой и второй парами входов второго элемента 2И-ИЛИ-НЕ, шестой и седьмо входы блока 13 объединены между собой и соединены с третьим входом переключател 24, выход которого образует выход блока 13, второй выход которого образован выходом элемента 23, один из входов которого соединен с выходом второго элемента 2И-ИЛИ-НЕ 27, а другой соединен с четвертым входом переключател 24, один из первой пары входов первого элемента 2И-ИЛИ-НЕ 26 соединен с чевертым входом блока 13, а другой через инвертор 25 соединен с вькодом нуль-компаратора 22, выход которого соединен с одним из второй пары входов элемента 26, а другой - с п тым входом блока 13.The mode control unit 13 contains null comparators; a torus 22, a state element for selecting the state of the key element 14, a frequency setting switch 24 of the converter 2, an inverter 25, the first and second elements 2ANDINE, respectively, 26 and 27. The first and second inputs of the block 13 formed by the first and second inputs of the switch 24, the third input of the block 13 is formed by the input of the null comparator 22, the fourth and fifth inputs of the block 13 are formed respectively by the first and second pairs of inputs of the second element 2I-OR-NO, the sixth and seventh inputs of the block 13 are interconnected and soy dinene with the third input of the switch 24, the output of which forms the output of the block 13, the second output of which is formed by the output of the element 23, one of the inputs of which is connected to the output of the second element 2I-OR-NOT 27, and the other is connected to the fourth input of the switch 24, one of the first the pair of inputs of the first element 2I-OR-HE 26 is connected to the alternating input of block 13, and the other through inverter 25 is connected to the code of the zero comparator 22, the output of which is connected to one of the second pair of inputs of element 26, and the other to the fifth input of the block 13.

Электропривод работает следующим образом..The drive works as follows ..

Индукторна машина 4 двойного питани обеспечивает электромагнитную редукцию скорости с заданным передаточным соотношением при Наличии напр жени управлени и напр жений возбуждени на соответствуюдах обмо ках управлени 3 и возбуждени -5, расположенных на статоре.The inductor machine 4 dual power provides electromagnetic speed reduction with a predetermined gear ratio at the presence of control voltage and excitation voltage at the corresponding control and control winding 3 located on the stator.

Разомкнутое состо ние микропереключателей 17, 18, 19 и 20 соответствует положению рабочего органа, например манипул тора, в разрешен-.The open state of the microswitches 17, 18, 19 and 20 corresponds to the position of the operating element, for example the manipulator, in the allowed mode.

ной зоне движени . При этом состо нии на управл ющий вход управл е , мого ключевого элемента 14 поступает напр жение, обеспечивающее егоzone of motion. In this state, the control input of the control key element 14 is supplied with a voltage ensuring its

замыкание, в результате чего достигаетс подключение входа задатчика 16 интенсивности к выходу источника 15 управл ющего напр жени . При наличии информации на втором входе блоa short circuit, as a result of which, the input of the intensity setter 16 is connected to the output of the source 15 of the control voltage. If there is information at the second entrance block

ка 13 о том, что на обмотку возбуждени подано напр жение, осуществл етс автоматическое подключение выхода задающего генератора 1 регулируемой частоты к управл ющему входу по частоте преобразовател 2 путем замыкани в блоке 13 первого входа с первым выходом. В результате этого обеспечиваетс подача управл ющего воздействи по частоте на преобразо0 ватель 2 и скорость вращени ротора измен етс заданным образом, т.е. в соответствии с законом, вырабатываемым источником 15 управл ющего напр жени .13 that a voltage is applied to the field winding, the output of the adjustable frequency master oscillator 1 is automatically connected to the frequency control input of the converter 2 by closing in the first input unit 13 with the first output. As a result, a control frequency is applied to the converter 2 and the rotor speed changes in a predetermined manner, i.e. in accordance with the law, produced by the source 15 of the control voltage.

Задатчиком 16 интенсивности обеспечиваетс заданное изменение управл ющего воздействи , а следовательно , и частоты питани обмотки 3 управлени , что позвол ет сформировать апериодический по характеру с заданной посто нной времени переходный процесс по скорости электропривода. При заходе рабочего органа, например манипул тора, вThe intensity setting device 16 provides a predetermined change in the control action, and consequently, the frequency of the power supply to the control winding 3, which makes it possible to form an aperiodic transient process according to the speed of the electric drive with a given time constant. When a working body, for example a manipulator, enters

5 запрещенную зону замыкаетс микропереключатель ограничени двигател (17 или 18 в зависимости от направлени движени ), блок 13 размы-, кает ключ 14, при этом управл ющий5, the motor restriction microswitch (17 or 18 depending on the direction of movement) closes the forbidden zone, unit 13 opens the key 14, while the control

0 сигнал измен етс от исходного до нулевого, а частота обмотки 3 управлени измен етс соответственно от исходной до близкой к частоте0, the signal changes from initial to zero, and the frequency of control winding 3 changes accordingly from initial to close to frequency.

обмотки 5 возбуждени , тем самымwinding 5 excitation, thereby

5 обеспечиваетс режим динамического, торможени при движении рабочего органа от микропереключател ограничени движени к упору. При заходе рабочего органа на микропереключа0 тель упора (19 или 20 в соответст вии с направлением движени ) управл емый переключатель 24 блока 13 переключает вход преобразовател 2 с выхода задающего геиенатора 1 ре5 гулируемой частоты на выход задающего генератора 7 посто нной частоты. В результате этого на обмотки управлени 3 и возбуждени 5 подаютс $110 напр жени одинаковой частоты, что обеспечивает режим синхронного сто ни электропривода с заданным моментом прижати к упору. При изменении знака управл ющего напр жени с выхода блока 15 измен етс его знак и на третьем входе блока 13, при этом вход преобразовател 2 отключаетс от выхода задающего генератора 7 посто нной частоты и соедин етс с выхо .дом задающего генератора 1 регулируемой частоты, а ключ 14 замыкаетс , что переводит электропривод в режим слежени . Обратна св зь по углу нагрузки при стабилизации мгновенного скорости работает аналогично обратной св зи в известном электроприводе переменного тока. Применение предлагаемого устройства позвол ет избежать возникновени колебательных переходных процессов и обеспечить апериодический характер их протекани при высоком быстродействии, что вл етс важным требованием, предъ вл емым к электроприводам ответственных производных механизмов, в частности роботов.5, a dynamic, braking mode is provided when the working member moves from the microswitch to limit movement to the stop. When the working device enters the microswitch of the stop (19 or 20 in accordance with the direction of movement), the control switch 24 of the unit 13 switches the input of the converter 2 from the output of the master geyenator 1 of the variable frequency to the output of the master oscillator 7 of the constant frequency. As a result, the windings of the control 3 and the excitation 5 are supplied with $ 110 voltage of the same frequency, which provides the mode of synchronous stand of the electric drive with a given moment of pressing against the stop. When the sign of the control voltage changes from the output of the block 15, its sign changes at the third input of the block 13, and the input of the converter 2 is disconnected from the output of the fixed frequency generator 7 and connected to the output of the adjustable frequency generator 1, key 14 closes, which places the actuator in tracking mode. Feedback in angle of load when stabilizing the instantaneous speed works similarly to feedback in a known AC drive. The application of the proposed device allows to avoid the occurrence of oscillatory transients and to ensure the aperiodic nature of their flow at high speed, which is an important requirement for electric drives of the important derivative mechanisms, in particular robots.

Claims

ELECTRIC DRIVE by ed. St. No. 649116, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics, a control voltage source, a controlled key element, an intensity adjuster, the input of which is an input of the intensity adjuster bb, whose input is connected to the input of the control oscillator of adjustable frequency, the output of which is connected to the first input of the control unit, is additionally introduced into it modes, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the master oscillator of constant frequency and the source of control voltage, the fourth, fifth, sixth and the seventh inputs of the mode control unit are connected to „1100702