SU1436254A1 - Electric drive with resilient mechanical link - Google Patents
Electric drive with resilient mechanical link Download PDFInfo
- Publication number
- SU1436254A1 SU1436254A1 SU864070406A SU4070406A SU1436254A1 SU 1436254 A1 SU1436254 A1 SU 1436254A1 SU 864070406 A SU864070406 A SU 864070406A SU 4070406 A SU4070406 A SU 4070406A SU 1436254 A1 SU1436254 A1 SU 1436254A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- speed
- current
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводах кранов, драглайнов. Целью изобретени вл етс упрощение схемы и наладки электропривода и по- вьшение эффективности гашени колебаний Б упругой св зи в услови х нестабильности собственной частоты этих колебаний. Устройства содержит интегратор 9, вход которого подключен к выходу датчика 7 тока, а выход - к второму входу сумматора 8. Выход сумматора 8 соединен с входом регул тора 4 скорости и с входом регул тора 5 тока, В данном устройстве обеспечиваетс гашение колебаний в услови х нестабильности собственной частоты колебаний, так как демпфирующий сигнал на выходе узла параллельной коррекции формируетс в функции скорости и тока электродвигател в соответствии с реальным значением этой частоты, 2 ил. ьThe invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of cranes, draglines. The aim of the invention is to simplify the design and adjustment of the electric drive and increase the efficiency of vibration damping of the elastic coupling in the conditions of instability of the natural frequency of these oscillations. The device contains an integrator 9, the input of which is connected to the output of the current sensor 7, and the output to the second input of the adder 8. The output of the adder 8 is connected to the input of the speed regulator 4 and to the input of the current regulator 5, This device provides for the suppression of oscillations the instability of the natural frequency of oscillations, since the damping signal at the output of the parallel correction node is formed as a function of the speed and current of the electric motor in accordance with the actual value of this frequency, 2 sludge. s
Description
14;14;
О9O9
ОдOd
ьэuh
9U2.19U2.1
ИзбЪретёние относитс к электротехнике , а именно к электроприводам с упругой св зью между двигателем и механизмом, и может найти примене- ние в электроприводах драглайнов, кранов, подъемников, испытательных стендов и бумагоделательных машин.The selection relates to electrical engineering, namely, electric motors with elastic coupling between the motor and the mechanism, and can be used in electric drives of draglines, cranes, hoists, test benches and papermaking machines.
Цель изобретени - упрощение схем и наладки электропривода и повышение эффективности гашени колебаний в упругой св зи при нестабильности собственной частоты этих колебаний.The purpose of the invention is to simplify the schemes and commissioning of the electric drive and increase the efficiency of vibration damping in elastic coupling with the instability of the natural frequency of these vibrations.
На фиг. 1 приведена функциональна схема электропривода; на фиг. 2 графики переходного процесса при разгоне электропривода, по сн ющие его работу.FIG. 1 shows a functional diagram of the drive; in fig. 2 graphs of the transition process during acceleration of the electric drive, which show its work.
Электропривод (фиг. 1) с упругой механической св зью 1, содержащий электродвигатель 2 посто нного тока аодшюченш к У1фа в «щему преобра- йовате ю 3, в цепь зшравлени которого включены соедииенные последовательно регул то| ы скорости 4 и тока 5, по кйкгчёишйе к входам соответствующих регул торов датчики скррорт 6 и тока 7, 8 также сумматор 8, сое- даненный однш своим входом с выходом датчика б скорости, а вьосодом - с вторым входом регул тора 5 тока, и инвертор 9, СВОИМ входом подключенный к выходу датчика 7 тока, а выходом - к второму входу сумматора 8, выход которого соединен также с входом регул тора 4 скорости, при этом посто нна времени интегратора 9 Т выбираетс равной ,An electric drive (Fig. 1) with an elastic mechanical coupling 1 containing a direct current electric motor 2 is connected to the U1F in the transducer 3, and the reference circuit includes sequential adjustments | Speed 4 and current 5, for kykgchёishyy to the inputs of the corresponding regulators sensors skrrort 6 and current 7, 8 also an adder 8, connected by one of its input with the output of the sensor b speed, and vyosod - with the second input of the current regulator 5, and an inverter 9, its input connected to the output of current sensor 7, and the output to second input of adder 8, the output of which is also connected to the input of speed controller 4, while the time constant of integrator 9 T is chosen equal to
м m
A A
Т . il4-J: M.K«jLT. il4-J: M.K "jL
« КмКд.с "KmKd.s
где , К. - передаточные коэффициенты датчиков скорости и тока; 1 - моменты инерцииwhere, K. - transfer coefficients of the speed and current sensors; 1 - moments of inertia
электродвигател и механизма;electric motor and mechanism;
К - коэффициент пропор- циональноети мелду током и моментом электродвигател . На фиг. 2 приведены два режима разгона электропривода графика изменени момента М ч) в упругой св зи (график 10), скорости ЮдЭлектродвигател (график 11) и скорости WM механиэма (график 12), а также дл сравнени (график 13) изменени скорости электродвигател и механизма при абсолютной св зи между . K - coefficient is proportional to the network by the current and torque of the electric motor. FIG. 2 shows two modes of acceleration of the electric drive of the graph of the change in the moment M h) in the elastic coupling (graph 10), the speed of the UE electric motor (graph 11) and the velocity WM of the mechanism (graph 12), as well as for comparison (graph 13) changes in the speed of the electric motor and mechanism absolute connection between.
Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.
Посто нна времени интегратора 9 выбираетс равной механической посто нной времениThe time constant of the integrator 9 is chosen equal to the mechanical time constant.
мm
.- м1БА1..- m1BA1.
(1)(one)
д.сd.s.
численно равной времени разгона электропривода с абсолютно жесткой св зью между электродвигателем и механизмом до номинальной скорости с номинальным моментом.numerically equal to the acceleration time of the electric drive with an absolutely rigid connection between the electric motor and the mechanism to the rated speed with the nominal torque.
где Кwhere k
К.TO.
Л.С fLc f
А BUT
- передаточные коэффициенты датчиков скорости 7 и тока 8,| 1 . - моменты инерции- gear ratios of speed sensors 7 and current 8, | one . - moments of inertia
электродвигател и механизма;electric motor and mechanism;
Сд Ф - коэффициент пропор- )циональности между током и моментом электродвигател . При выборе коэ1|)фициентов усилени сумматора 8, равными единице, по обоим входам его выходное напр жение определ етс уравнениемSd F is the proportionality factor between the current and the motor moment. When selecting coe1 |) of the amplifiers of the adder 8 equal to one, its output voltage is determined by both inputs
и.and.
КTO
4.Т4.T
1«;5;-Кл.си;, . (2)1 "; 5; -Kl.si ;,. (2)
4040
35 где35 where
Ч ток электродвигател ; р - оператор Лапласа. Учитыва , что св зь между током I g и скоростью л электродвигател определ етс зависимостьюH motor current; p is the Laplace operator. Considering that the relationship between the current I g and the speed l of an electric motor is determined by the dependence
КАKa
Ы.тYt
АГ--Р.liL aJlElIk : .. (3)AG - P.liL aJlElIk: .. (3)
U2 vTvP+T pYU2 vTvP + T pY
где Тwhere t
С vC v
Г 1д1/« G 1d1 / "
м 1 дт --7-г посто нна m 1 dt - 7-g constant
V 1С(Ц+1л,)Л времени упругой св зи; жесткость упругой св зи; относительный коэффициент затухани колебаний в упругой св зи;V 1С (Ц + 1л,) L time of elastic connection; elastic stiffness; the relative attenuation coefficient of the oscillations in the elastic coupling;
1 + -- -коэффициент отноЛ шени масс. 1 + - ratio to mass
Из вьфажений (2) и (3) исходит, что выходное напр жение сумматора 8 определ етс следующей передаточной функцией относительно скорости электродвигател СОд:From the simulations (2) and (3), it is assumed that the output voltage of the adder 8 is determined by the following transfer function with respect to the speed of the SD motor:
.Убк. piTi(i3l)..Ubk. piTi (i3l).
.c.c
.1+1ЬТ,рч-Т,|р.1 + 1ТТ, rh-T, | р
Выходной сигнал сумматора 8 поступает на вход регул тора 5 тока с коэффициентом К и на вход регул тора 4 скорости с коэффициентом К, которые подлежат выбору.The output signal of the adder 8 is fed to the input of the current regulator 5 with the coefficient K and to the input of the controller 4 of the speed with the coefficient K, which are to be selected.
При подаче на вход регул тора А скорости сигнала и задани скорости его выходной сигнал U р практически скачком увеличиваетс до максимального значени , определ емого ограничением его выходного напр жени , и остаетс посто нным. Учитыва , что параметры движени электропривода в зависимости от входного сигнала регул тора 5 тока Uex.pT ирс-1 рк.К определ ютс передаточными функци ми (при малой инерционности контура регулн- ровани тока по сравнению с посто нной времени упругой св зи)When a signal A is applied to the input of the regulator A and the speed is set, its output signal U p almost abruptly increases to the maximum value determined by the limitation of its output voltage, and remains constant. Taking into account that the motion parameters of the electric drive, depending on the input signal of the current regulator 5 Uex.pT Irs-1 pk K, are determined by the transfer functions (with a small inertia of the current control loop as compared to the constant elastic time)
СмCm
ЬГгHgg
Г-1G-1
f f
1one
,,
1 1 f м 1 +2 ,, р+Т§р l 1 1 f m 1 +2 ,, p + T§p l
- 1 1+2 - 1 1 + 2
BX.F кГс pT« T p+if; BX.F kGs pT «T p + if;
с учетом вли ни на регул тор скорости вьгходного сигнала, определ емого передаточной функцией (4), можно установить, что в указанном режиме изменени параметров движени электропривода характеризуетс передаточными функци миtaking into account the effect on the speed controller of the output signal determined by the transfer function (4), it can be established that in the indicated mode of change of motion parameters of the electric drive is characterized by transfer functions
MV MV
7 с«Ф7к;;7 with “F7k ;;
tiltil
иand
1one
цc
Di(p) .i 4 1 . Il2b TvElTvltiDi (p) .i 4 1. Il2b TvElTvlti
РС/КАС рТл, D;(P)PC / CAS rtl, D; (P)
hi l. PChi l. PC
Uo. /КдсWow. / Cds
рТд, D(p)rTd, D (p)
где D,(p)where D, (p)
У -Y -
Tv(-l)Tv (-l)
гg
K,p (11)K, p (11)
Как следует из выражени (11), дл обеспечени требуемого относительного коэффицие21та затухани JAs follows from expression (11), to provide the required relative attenuation coefficient J
(например, ( 2/2) коэффициент(for example, (2/2) coefficient
осс то1436254Oss To1436254
обратной св зи К, характеризующий вли ние выходного сигнала сумматора 8 на регул тор 5 тока, следует выбирать из зависимостиfeedback, characterizing the effect of the output signal of the adder 8 on the current regulator 5, should be selected from
(4)(four)
2(т, Т2 (t, t
-5у )Хм-5u) hm
vTrfT vTrfT
(12)(12)
10ten
При этом момент My в упругой св зи плавно с перерегулированием меньше 5% возрастает до установившегос значени (фиг. 2, график 10), а скорости двигател ui (график 11) IS и механизма ы,(график 12) так же плавно переход т к нарастающему графику (к равноускоренному движению),At the same time, My, in elastic coupling, smoothly with overshoot less than 5% increases to a steady-state value (Fig. 2, graph 10), and engine speed ui (graph 11) IS and mechanism s, (graph 12) also smoothly transition to progressive graphics (to equally accelerated motion),
При приближении скорости электропривода к установившемус значению регул тор 4 скорости переходит на линейные участки его характеристики, а изменение параметров движени электропривода с учетом воздействи выходного сигнала сумматора 8 на вход регул тора 4 скорости при этом характеризуетс передаточными функци миWhen the speed of the electric drive approaches the steady-state value, the speed controller 4 goes to the linear sections of its characteristics, and the change in the motion parameters of the electric drive, taking into account the effect of the output signal of the adder 8 on the input of the speed controller 4, is characterized by transfer functions
2020
2525
MjiMji
30 thirty
д.тdt
21-121-1
гg
ТмTm
))
(13)(13)
и777кi777k
U)A li2 5 y T iTvXE А .сU) A li2 5 y T iTvXE A. S
оДр)Odr)
(14)(14)
Ii2JijLTitE Ii2JijLTitE
%с/Кдр где Do(p)% s / CDR where Do (p)
В/г(р)V / g (p)
1 2 iVi;: (15)1 2 iVi ;:: (15)
Т« -рсT “-rs
4040
ij:(rO(K,-K,p ij: (rO (K, -K, p
(16)(sixteen)
,&ЙЕ1., & BE1.
KpcKpc
45 Изменение структуры электропривода на этом этапе движени требует и другого подхода к выбору его параметров , который может быть вибран, например , по заданным значени м коэффи50 циентов Вышнеградского, которые целесообразно выбирать равными 2,2-2,4, Значени этих коэффициентов при указанных в выражении (16) коэффициентах характеристического уравнени систе55 мы определ ютс зависимост ми45 Changing the structure of the electric drive at this stage of movement also requires a different approach to choosing its parameters, which can be vibran, for example, given the values of the Vyshnegradsky coefficients, which it is advisable to choose equal to 2.2-2.4. expression (16) of the coefficients of the characteristic equation of the system, we are determined by the dependencies
, . А , BUT
К}.(17)K}. (17)
22
тt
у (y (
ВAT
+ IlS+ IlS
VV
ф1цf1ts
л рсl pc
Из выражени (18) можно определить предельное значение коэффициен- та усилени регул тора скорости, при котором обеспечиваетс требуемый характер , переходного процесса с малыми перерегулировани ми, причем при малом значении относительно коэффициента затухани S;,, колебаний в упругой св зи можно воспользоватьс прибли женной зависимостьюFrom the expression (18) it is possible to determine the limiting value of the gain factor of the speed regulator, at which the required character is achieved, a transient process with small overshoots, and with a small value relative to the attenuation coefficient S ;, oscillations in elastic coupling, one can use addiction
V . ±Л V. ± L
л ot :;l ot:;
рсpc
котора дает несколько заниженное значение предельной величины коэффициента Крс t а запас по величине этого коэффициента будет тем самым больше, чем больше относительный коэффициент затухани 1, и чем больше инерционность контура регулировани тока. Из выражени (17) можно определить требуемое значение коэффициента К (т.е. коэффициента усили регул тора 4 скорости по выходному сигналу сумматора 8) дл обеспечени требуемого характера переходного процесса при некоторых соотношени х параметров электропривода значение этого коэффициента может быть близким к нулю, что эквивалентно св зи между выходом сумматора 8 и входом регул тора 4 скорости.which gives a slightly underestimated value of the limiting value of the coefficient Kpc t, and the margin on the value of this coefficient will be thereby greater, the greater the relative attenuation coefficient 1, and the greater the inertia of the current control loop. From expression (17), one can determine the required value of the coefficient K (i.e., the force coefficient of the speed controller 4 through the output signal of the adder 8) to ensure the required character of the transition process with some ratios of the drive parameters, the value of this coefficient can be close to zero, which equivalent to the connection between the output of the adder 8 and the input of the speed controller 4.
к, .r i(rl) (20)k, .r i (rl) (20)
1436254614362546
скорости дл абсолютно жесткой системы , наличие упругости приводит к (18) отставанию скорости только на 1,3 То при обеспечении эффективного демпфировани колебаний.speed for an absolutely rigid system, the presence of elasticity leads to (18) the speed lag of only 1.3 T0, while ensuring effective damping of oscillations.
Предлагаемое устройство позвол ет упростить.электропривод за счет того, что узел параллельной коррекции вы10 полнен на двух элементах и уменьшено количество св зей между элементами. Упрощаетс также наладка электропривода за счет уменьшени количества настраиваемых параметров узла парал с лельной коррекции до одного (посто нна времени интегратора).The proposed device allows to simplify the electric drive due to the fact that the parallel correction unit is complete on two elements and the number of connections between the elements is reduced. Adjustment of the electric drive is also simplified by reducing the number of adjustable parameters of the parallel correction node to one (the integrator time constant).
Одновременно повышаетс эффективность гашени колебан: й в услови х (19) нестабильности собственной частотыAt the same time, the efficiency of quenching is increased: d under conditions (19) of instability of the natural frequency
20 колебаний (например, при изменении высоты подвеса груза кранов и экскаватора , изменени длины каната подъемника и лифта и т.п.), поскольку демпфирующий сигнал на выходе узла па25 раллельной коррекции формируетс в функции скорости тока электродвигател в соответствии с реальным значением этой частоты .20 oscillations (for example, when changing the height of the suspension of cranes and excavator, changing the length of the hoist rope and elevator, etc.), since the damping signal at the output of the parallel correction node is formed as a function of the motor current speed in accordance with the actual value of this frequency.
30thirty
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864070406A SU1436254A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Electric drive with resilient mechanical link |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864070406A SU1436254A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Electric drive with resilient mechanical link |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1436254A1 true SU1436254A1 (en) | 1988-11-07 |
Family
ID=21238759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864070406A SU1436254A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Electric drive with resilient mechanical link |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1436254A1 (en) |
-
1986
- 1986-05-26 SU SU864070406A patent/SU1436254A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Борцой Ю.А. и Соколовский Г.Г. Тиристориые системы электропривода с упругими св з ми. - Л.: Энерги , 1979, с. 59, 80-83. Авторское свидетельство СССР 8 1275723, кл. Н 02 Р 5/06, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Akpolat et al. | A practical approach to the design of robust speed controllers for machine drives | |
Chen et al. | Application of voice coil motors in active dynamic vibration absorbers | |
Akpolat et al. | Dynamic emulation of mechanical loads using a vector-controlled induction motor-generator set | |
KR102248547B1 (en) | Position Control System and Control Method Using First Order Deadbeat Observer | |
KR19990029563A (en) | Elevator speed control device | |
JPS6125630B2 (en) | ||
US4684856A (en) | Method and drive for elevator DC drive motor stabilization | |
SU1436254A1 (en) | Electric drive with resilient mechanical link | |
Liaw et al. | A VSS speed controller with model reference response for induction motor drive | |
Hasegawa et al. | Robot joint angle control based on Self Resonance Cancellation using double encoders | |
Dodds et al. | Forced dynamic control of electric drives with vibration modes in the mechanical load | |
JP3288184B2 (en) | Motor control device | |
JP3360935B2 (en) | Machine resonance detection device and vibration suppression control device in motor control system | |
JPS631839B2 (en) | ||
JPS623666B2 (en) | ||
JP2736056B2 (en) | Motor speed control device | |
RU2079961C1 (en) | Fixed-load drive control device | |
JPS62211277A (en) | Speed controller for elevator | |
JP3030461B2 (en) | Method and apparatus for controlling electric motor | |
Barre et al. | Modelling and axis control of machine tool for high speed machining | |
SU1410260A1 (en) | A.c. electric drive | |
RU2007836C1 (en) | Method of control over multimotored electric drive | |
JPS6127882A (en) | Controller for speed of elevator | |
Lee et al. | Control of linear motor-based arm motion generator using active impedance implementation | |
SU1309233A1 (en) | Device for controlling electric motor for turning the excavating machine |