SU1198726A1 - Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism - Google Patents
Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- SU1198726A1 SU1198726A1 SU843742372A SU3742372A SU1198726A1 SU 1198726 A1 SU1198726 A1 SU 1198726A1 SU 843742372 A SU843742372 A SU 843742372A SU 3742372 A SU3742372 A SU 3742372A SU 1198726 A1 SU1198726 A1 SU 1198726A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- moment
- motor
- elastic
- electric motor
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
Изобретение позволяет повысить надежность работы, а также точность и производительность электропривода с упругой связью между электродвигателем и механизмом за счет исключения колебаний в упругой связи и сокращения времени переходных процессов. Это достигается за счет того, что указанный электроприводThe invention allows to increase the reliability of work, as well as the accuracy and performance of an electric drive with an elastic coupling between an electric motor and a mechanism by eliminating fluctuations in the elastic coupling and reducing the time of transients. This is achieved due to the fact that the specified drive
состоит из электродвигателя, подключенного к выходу контура регулирования момента с управляемым преобразователем, вход которого соединен с выходом сумматора, суммирующий вход которого подключен к выходу блока максимального динамического момента, куда также подключен вход блока формирования задания динамического момента (БФЗДМ ), выход которого соединен с вычитающим входом сумматора, при этом БФЗДМ реализует зависимостьconsists of an electric motor connected to the output of the torque control loop with a controlled converter, the input of which is connected to the output of the adder, the summing input of which is connected to the output of the maximum dynamic moment unit, where the input of the dynamic torque setting unit (BFZDM) is also connected, the output of which is connected to the subtractive input adder, while BFZDM implements the dependence
4? ,four? ,
—— бехр—— behr
период собственных колебаний в УПРУГОЙ СВЯЗИ)natural oscillation period in ELECTRIC COMMUNICATION)
- максимальный динамический момент)- maximum dynamic moment)
- жесткость упругой СВЯЗИ)- elastic stiffness rigidity)
- текущее время)- current time)
- моменты инерции соответственно электродвигателя и механизма.- moments of inertia, respectively, of the motor and mechanism.
СОWITH
0000
мm
юYu
>>
* 1198726 ** 1198726 *
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам с нежесткой связью между приводным электродвигателем й механизмом, и может применяться в электроприводах промышленных манипуляторов и роботов, горных и подьемио-транспортных маЬин, прокатныхThe invention relates to electrical engineering, in particular to electric drives with a non-rigid connection between the driving electric motor and mechanism, and can be used in electric drives of industrial manipulators and robots, mining and lifting transport vehicles, rolling
; станов и 'бумагоделательных машин,; mills and paper machines,
£Де наличие упругой связи может·£ de the presence of an elastic bond can ·
: Йлзывать колебания и значительные дополнительные, нагрузки в механизме.: Ylvat fluctuations and significant additional load in the mechanism.
Цель изобретения - повышение надежности, точности и производительности электропривода за счет исключения колебаний в упругой связи и сокращения времени переходных процессов ,The purpose of the invention is to improve the reliability, accuracy and performance of the electric drive due to the exclusion of oscillations in the elastic connection and reducing the time of transients,
На фиг, 1 и 2 изображена функциональная схема электропривода с различными вариантами выполнения блока формирования задания динамического момента} на фиг. 3 - графики изменения составляющих сигнала задания динамического момента электродвигателя во время переходного режима и соответствующий им график изменения момента нагрузки в упругой связи.FIGS. 1 and 2 depict a functional diagram of an electric drive with various embodiments of the dynamic torque setting unit} in FIG. 3 - graphs of changes in the components of the signal set of the dynamic moment of the electric motor during a transient mode and the corresponding graph of the change in the moment of load in an elastic connection.
Электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, блок.2 задания максимального динамического момента, выход которого соединен с блоком 3 формирования задания динамического момента, и контур 4 регулирования момента с управляемым преобразователем, к выходу которого подключен электродвигатель 1. При этом блок 3 формирования задания динамического момента реализует зависимостьThe actuator (Fig. 1) contains an electric motor 1, a block 2 for setting a maximum dynamic moment, the output of which is connected to a dynamic torque setting unit 3, and a torque control circuit 4 with a controlled converter, to the output of which an electric motor 1 is connected. dynamic moment assignment implements dependency
'пз \ ПУ )'pz \ PU)
- I 3 3- I 3 3
где Тпу =2йт1-т^ -~ - период собственных 1с(/а+Лл) колебаний в упругой связи·,where T pu = 2yt1-t ^ - ~ is the period of the own 1 s (/ a + Ll) oscillations in the elastic bond ·,
М - максимальный диА1С1КСM - maximum diaA1C1KS
намический момент; с — жесткость упругой связи; ί - тянущее время)namic moment; c is the elastic stiffness; ί - pulling time)
, Зм - моменты инерции электродвигателя и механизма соответственно >,, Z m - moments of inertia of the electric motor and mechanism, respectively>,
выход блока 3 формирования задания момента соединен с вычитающим входомthe output of the block 3 of the formation of the moment is connected to the subtractive input
10ten
1515
2020
2525
30thirty
3535
контура 4 регулирования момента (на чертеже контур регулирования момента изображен с сумматором 5 на входе ), к суммирующему входу которого подключен блок 2 задания максимального динамического момента..Электродвигатель 1 соединен с механизмом 6 посредством упругой связи 7.control circuit 4 of the moment (in the drawing, the control circuit of the moment is shown with an adder 5 at the input), to the summing input of which the unit 2 is set to specify the maximum dynamic moment. The electric motor 1 is connected to the mechanism 6 by means of elastic coupling 7.
Блок 3 формирования задания динамического момента в изображенном на фиг. 1 варианте выполнен на операционном усилителе 8, на входе которого конденсатор 9 и резистор 10 включены последовательно, а в цепи обратной связи конденсаторΊ1 и резистор 12 включены параллельно.The dynamic moment setting unit 3 in FIG. 1 embodiment is implemented on an operational amplifier 8, at the input of which a capacitor 9 and a resistor 10 are connected in series, and in the feedback circuits, capacitor Ί and resistor 12 are connected in parallel.
При этом обеспечивается реализация зависимости (1) при выборе параметров блока в соответствии с выражениямиThis ensures the implementation of dependency (1) when selecting block parameters in accordance with the expressions
• о К• OK
'9νιο '-•и 11 277'9 ν ιο' - • and 11 277
10ten
В изображенном на фиг. 2 варианте реализации изобретения блок 3 формирования задания динамического момента выполнен на операционном усилителе 8, конденсаторах 13 и 14 и резисторах 15 и 16. Реализация зависимости (1 ) обеспечивается путем выбора параметров входящих в блок 3 элементов в соответствии с выражениямиIn the embodiment shown in FIG. 2 embodiment of the invention, the block of forming the dynamic moment setting is performed on the operational amplifier 8, capacitors 13 and 14 and resistors 15 and 16. The implementation of the dependence (1) is provided by selecting the parameters of the elements included in the block 3 in accordance with the expressions
'14'14
^зс^ zs
1313
(з)(h)
Блок 3 формирования заданияBlock 3 formation tasks
динамического момента может бытьdynamic moment can be
выполнен и на базе микро-ЭВМ.made and based on a micro-computer.
График I7 на фиг. I характериАПPlot I7 in FIG. I characterize
зует постоянное по величине задание максимального динамического момента электродвигателя во время переходного режима, график 18 - изменение составляющей сигнала задания момента электродвигателя с блока 3, а график 19 - изменение момента нагрузки в упругой связи при использовании изобретения.The constant value setting of the maximum dynamic torque of the electric motor during the transient mode, graph 18, changes the component of the motor torque reference signal from block 3, and graph 19, changes the load torque in elastic coupling using the invention.
Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.
В переходном.режиме (например, в режиме разгона ) на выходе блока 2 задания максимального момента электродвигателя появляется сигнал,In the transient mode (for example, in acceleration mode) a signal appears at the output of block 2 for setting the maximum motor torque,
55 равный (пропорциональный) максимальному динамическому моменту,55 equal (proportional) to the maximum dynamic moment,
допустимому для данного электродвигателя привода и обеспечиваю1 198726permissible for this drive motor and provide 1 198726
тему минимальное время переходного процесса. Этот сигнал поступает на вход контура регулирования 4 момента электродвигателя и определяет первую составляющую сигнала задания этого моментаtopic is the minimum transition time. This signal is fed to the input of the control circuit 4 torque motor and determines the first component of the reference signal of this moment
МЭ1=ЛА««кс = С0"5*· M E1 = LA "" KS = C0 " 5 * ·
(4'(four'
Одновременно выходной сигнал блока 2 подается на вход блока 3 формирования задания динамического момента электродвигателя, который обеспечивает изменение сигнала на его выходе во времени согласно зависимостиAt the same time, the output signal of the block 2 is fed to the input of the block 3 forming a dynamic torque setting of the electric motor, which provides a change in the signal at its output in time according to the dependence
луlou
где =27where = 27
2 И тпу2 And t p
период собственных колебаний в упругой связи;period of natural oscillations in elastic coupling;
жесткость упругой связи; текущее время, моменты инерции электродвигателя и механизма.elastic bond stiffness; current time, moments of inertia of the electric motor and mechanism.
При этом сигнал задания момента двигателя (график 18 на фиг. 3) за время, меньшее периода собственных колебаний в 2Я раз, т.е. I =ТЛ / /2л, плавно увеличивается от нуля до значения, равного 2/е части максимального динамического момента, т.е. М^г= -|-Ммакс, а затем до окончания времени периода собственных колебаний плавно уменьшается до нуля.In this case, the motor torque reference signal (graph 18 in Fig. 3) in a time shorter than the natural oscillation period by 2 times, i.e. I = ТЛ / / 2л, smoothly increases from zero to a value equal to 2 / e of the maximum dynamic moment, i.e. M ^ r = - | -M max , and then until the end of the time period of the period of natural oscillations smoothly decreases to zero.
Выходной сигнал блока 3,'определяемый выражением (1 ), поступает на вход контура 4 регулирования момента электродвигателя со знаком, противоположным знаку сигнала задания максимального динамического момента. При этом в случае достаточно малой инерционности контура 4 регулирования момента электродвигателя по сравнению с периодом собственных колебаний в упругой связи, что имеет место для электроприводов многих из указанный выше машин, характер изменения момента. нагрузки в упругой связи определяется выражениемThe output signal of the block 3, 'defined by the expression (1), is fed to the input of the electric motor torque control circuit 4 with the sign opposite to the sign of the maximum dynamic torque setting signal. In this case, in the case of a sufficiently small inertia of the electric motor torque control circuit 4 as compared with the period of natural oscillations in the elastic coupling, which is the case for electric drives of many of the above-mentioned machines, the nature of the moment variation. load in the elastic bond is determined by the expression
у ««КС \ лу / \ пуy "ks \ lu / \ ny
(Л(L
ΑΛΑΛ
гДе g d f
собственная частота колебаний массы электродвигателя .natural frequency of the motor.
Выражение (5) вытекает из решения дифференциального уравнения \2Expression (5) follows from the solution of the differential equation \ 2
10ten
1515
2020
2525
2££ 2
ωΑτ™ ω Α τ ™
22
сиsi
се)se)
описывающего изменение во времени момента нагрузки в упругой связи, с учетом характера изменения входных воздействий М}1и М^, определяемых выражениями (1) и С4).describing the time variation of the load in an elastic connection, taking into account the nature of the change in input actions M } 1 and M ^, defined by expressions (1) and С4).
Приведенные на чертежах варианты выполнения относятся к электроприводу постоянного тока, управляемому по цепи якоря электродвигателя. Однако аналогично изобретение может быть реализовано в регулируемом электроприводе переменного тока (например, асинхронном электроприводе с тиристорным регулятором напряжения или с тиристорным преобразователем частоты ) или для электропривода постоянного тока с управлением по цепи возбуждения электродвигателя.The embodiments shown in the drawings relate to a DC motor driven by an armature circuit of an electric motor. However, similarly, the invention can be implemented in an adjustable AC drive (for example, an asynchronous drive with a thyristor voltage regulator or a thyristor frequency converter) or for a DC drive controlled by an excitation circuit of an electric motor.
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
Как следует из выражения (5 ) и соответствующего ему графика 19 на фиг. 3, при использовании изобретения обеспечивается монотонный характер изменения момента нагрузки в упругой связи во время переходных процессов, величина этого момента не превышает максимального значения, определяемого требуемым значением ускорения механизма, колебания и перерегулирования отсутствуют, что исключает дополнительные нагрузки в упругой передаче, механизме и рабочем оборудовании, тем самым повьппается надежность электрооборудования и механизма. Одновременно сведение к нулю амплитуды колебаний механизма относительно вала электродвигателя обеспечивает возможность точной остановки механизма в требуемом положении, т.е, повышает точность управления. Рассматриваемый электропривод с упругой связью между электродвигателем и механизмом позволяет одновременно уменьшить длительность переходных процессов и тем самым повысить производительность машин сAs follows from expression (5) and the corresponding graph 19 in FIG. 3, when using the invention, the monotonous nature of the load moment variation in the elastic coupling during transients is provided, the magnitude of this torque does not exceed the maximum value determined by the required acceleration rate of the mechanism, oscillation and overshoot are absent, which eliminates additional loads in the elastic gear, mechanism and working equipment Thus, the reliability of electrical equipment and machinery is increased. At the same time, reducing the amplitude of oscillations of the mechanism relative to the motor shaft to zero ensures that the mechanism can be accurately stopped in the desired position, that is, it increases the control accuracy. The considered electric drive with elastic coupling between the electric motor and the mechanism allows simultaneously reducing the duration of transients and thereby increasing the productivity of machines with
11987261198726
таким характером управления электроприводами. Он обеспечивает минимальное время переходных процессов для всех возможных непрерывных функций, характеризующих характер изменения сигналов задания момента электродвигателя, при наложении ограничений, требующем полного исключения’колебаний (нулевой амплитуды колебаний), и с этой точки зрения является' оптимальным.such a character control drives. It provides the minimum transient time for all possible continuous functions characterizing the nature of changes in the motor torque command signals, when restrictions are imposed, requiring complete exclusion of oscillations (zero amplitude of oscillations), and from this point of view is' optimal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843742372A SU1198726A1 (en) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843742372A SU1198726A1 (en) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1198726A1 true SU1198726A1 (en) | 1985-12-15 |
Family
ID=21119654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843742372A SU1198726A1 (en) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1198726A1 (en) |
-
1984
- 1984-05-25 SU SU843742372A patent/SU1198726A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4602195A (en) | Industrial robot having individual electrical three-phase drives | |
EP0047113A2 (en) | Control circuit for an industrial robot | |
US3508132A (en) | Power peak limiting control for direct current drives | |
US4446412A (en) | Method and apparatus for controlling stepper motors | |
GB1279277A (en) | A frequency changer | |
SU1198726A1 (en) | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism | |
US5359269A (en) | Torque oscillation compensation using torque transducer feedback | |
US3243598A (en) | Load division in an uninterrupted power system | |
US3458791A (en) | Adjustable speed drive system with friction compensation | |
US4906912A (en) | Apparatus for controlling the load angle of a converter | |
RU2066087C1 (en) | Direct current electric drive | |
SU714607A1 (en) | Device for damping oscillation in flexible coupling between motor and actuating mechanism | |
RU2070766C1 (en) | Dc drive with variable parameters of mechanical part | |
SU1291458A1 (en) | Frequency-controlled electric drive of independent vehicle | |
SU1644344A1 (en) | Dc electric driver | |
JPS61262099A (en) | Stepping motor drive circuit | |
RU2046536C1 (en) | Thyristor drive | |
RU1798884C (en) | Frequency-controlled electric drive | |
JPS6240098A (en) | Pulse motor control system | |
SU1239050A1 (en) | Device for damping vibrations in belt conveyer electric drive | |
SU729800A1 (en) | Dc electric drive | |
SU1099370A1 (en) | D.c. drive | |
SU760365A1 (en) | Method and device for control of electric drive with flexible coupling between motor and mechanism | |
SU1181106A1 (en) | D.c. drive | |
SU1192093A1 (en) | Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism |