SU1198726A1 - Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism - Google Patents

Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism Download PDF

Info

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
Application number
SU843742372A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Valerij Ya Tkachenko
Original Assignee
Mo Inzh Str Kb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mo Inzh Str Kb filed Critical Mo Inzh Str Kb
Priority to SU843742372A priority Critical patent/SU1198726A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1198726A1 publication Critical patent/SU1198726A1/en

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

(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)

Формула изобретенияClaim Электропривод с упругой связью между электродвигателем и механизмом, содержащий электродвигатель, блок задания максимального динамического момента, выход которого соединен с блоком формирования задания динамического момента, и контур регулирования момента с управляемым преобразователем, к выходу которого подключен электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, точности и производительности за счет исключения колебанийAn electric drive with an elastic coupling between the motor and the mechanism containing the motor, a block for setting the maximum dynamic moment, the output of which is connected to the block for generating the task of the dynamic moment, and a control loop for the moment with a controlled converter, the output of which is connected to the motor reliability, accuracy and performance by eliminating fluctuations в упругой связи и сокращения времени переходных процессов, блок формирования задания динамическогоin elastic bonding and reducing the time of transient processes 5 момента реализует зависимость 5 moment realizes dependence пуpoo 6 ехр6 exp 10ten где Т,where is t "Y =27^= 27 ^ период собственных колебаний в упругойnatural period in elastic 15 связи·, 15 communication · Мдедкс- максимальныйMdedks - maximum динамический момент; dynamic moment; с - жесткость упру20 гой связи*,c is the rigidity of the elastic bond *, Ь - текущее время,B is the current time Зд ,7« “ соответственно моменты инерции электродвигате25 ля и механизма,Rear, 7 "" respectively, the moments of inertia of the electric motor 25 la and mechanism, его выход соединен с вычитающим входом контура регулирования момента, к суммирующему входу которого подклю чен блок задания максимального дина30 мического момента.its output is connected to the subtractive input of the control circuit of the moment, to the summing input of which is connected the block for setting the maximum dynamic torque. 77 9 9 II 4ΞΞΗ II 4ΞΞΗ
1212 Фиг.11 33 11987261198726
SU843742372A 1984-05-25 1984-05-25 Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism SU1198726A1 (en)

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)

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