SU1534719A1 - Электропривод с оптимальным управлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  электродвигател ми посто нного тока. Цель изобретени  - повышение КПД. Уо содержит первый интегратор 10, блок 12 задани  оптимальных уставок. Выход второго интегратора 26 соединен с входом первого интегратора 10, а первый вход блока 1 управлени  соединен с входом блока 12 задани  оптимальных установок. В данном устройстве обеспечиваетс  формирование оптимальной тахограммы изменени  скорости в зависимости от заданного угла поворота. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

где t - врем  работы электропривода в период времени ТОПп

cj

m

eЈ(i + I.) 2 ч J ре

На второй вход блока 12 задани  оптийальных уставок подаетс  напр жение , пропорциональное значени м величин Н й, р, , I данного электропри- Иода:

и . и

Значени  величин, вход щие в приведенное выражение,  вл ютс  посто н- флм дл  данного электропривода,

Напр жение U,,   1) подаетс  на Ьумматор 39 (фиг. 2) блока 12 задани  оптимальных уставок. На входы Пропорциональных усилителей 40 и 41 Додаетс  напр жение Uaa Пропорциональные усилители 40 и 41 имеют характеристики ,0, U44 U8Q.K4,

« J v -3.

K4 24

Сумматор 39 имеет характеристику Ubd и,в+ U40 .

Сигнал сумматора 39 подаетс  через блок 38 извлечени  квадратного

корн  с характеристикой ,-rrUjo на сумматбр 43 - с характеристикой

ffi 42 на который подаетс  напр жение с выхода блока 42 извлечени  квадратного корн , на выходе квадратора 44, имеющего характеристику () получаетс  напр жение ,, пропорциональное углу поворота е U44 .

Это напр жение через пропорцио- нальный усилитель 45 с характеристи3 I кой , м постУпает

на блок 46 извлечени  квадратного корн  с характеристикой -fU,,5, на выходе которого формируетс  напр жение , пропорциональное t . Кроме того, напр жение U44 подаетс  через пропорциональный усилитель 34 с характеристикой U34 4о К34 т на ВТ°Р°Й вход блока 49 делени  с характеристикой U,Q , на первый вход кото4 48

рого подаетс  напр жение от блока 46 через квадратор 47 с характеристикой U47 (U,|6 )а и через блок 48 умножени  с характеристикой U, ,

На выходе блока 49 делени  формируетс  сигнал, пропорциональный зна- чению рывка U г ра , который подаетс  на второй выход 27 блока 52 задани  оптимальных уставок и на первый вход блока 36 делени  с характеристикой иэб - U /U4q , на второй вход которого подаетс  сигнал пропорционального усилител  33 с характеристикой

U ЬТ31 К3 j Выходной сигнал блока 36 делени , пропорциональный величине Pi/p4l подаетс  на третий выход 23 блока 12 задани  оптимальных уставок. Напр жение IL9 подаетс  также на блок 50 умножени  с характеристикой U5o ° U4) U47 , на выходе которого формируетс  напр жение, пропорциональное величине ускорени  Јjp в преобразователе (U2 UgmeЈm). - Это напр жение также через квадратор 51 с характеристикой U51 (U)1 подаетс  на пропорциональные усилители 35 и 52 с характеристиками U,5 U5, K,

UM U5,Ksa, IC,5- j К5г 2р7  пр  жение с выхода пропорционального усилител  35 подаетс  на первый вход блока 37 делени  с характеристикой U37 « Ujj/U , на второй вход которого подаетс  напр жение U4 .

С выхода блока 37 делени  напр жение поступает на сумматор 53 с характеристикой U5J U37 + U5U ,

Выходное напр жение сумматора 53 пропорционально значению угловой скорости СОП1, которое подаетс  на первый выход 20 блока 12 задани  оптимальных уставок.

При работе электропривода при различных значени х заданного угла поворота Ј-, измен ютс  и значени  рывка РЪ, Так как глубина обратной св зи с выхода интегратора 26, при наличии там отрицательного напр жени , подаваемого через пропорциональный усилитель 24 и вентиль 23 на третий вход сумматора 17, определ етс  коэффициентом передачи усилител  24, имеющего характеристику U ,

где КЈ4 то при положитель- гирцг,

ном напр жении на выходе интегратора 26 коэффициент обратной св зи определ етс  характеристикой усилител  24 и отношением pi/pa.. Напр жение, пропорциональное этому сигналу, подаетс  на первый вход блока 21 умножени , на второй вход которого подаетс  напр жение через вентиль 22 с характеристикой

г, U14 при U6, О 71 (.0 при U446 0.

Вентиль 23 имеет характеристику Гиг4 при

0 при U . Отключение электропривода в конце цикла - точка d (фиг. 4) производитс  ключом 16, имеющим характеристику

U

16

иг) при UJD 1 О при U3 и 0.

Ключ 16, размыка сь, разрывает св зь блока задани  оптимальных уставок с сумматором 17, и сигнал задани  скорости становитс  равным нулю. Управление ключом 16 производитс  Т5 блоком 13 управлени , который имеет характеристику

U

«

при

При сн тии входного сигнала U, aO на выходе блока 13 управлени  напр жени  становитс  равным нулю (Uje 0) Входные сигналы U блока 13 управлени  (фиг. 3) преобразуютс  в логические уровни формировател  54 и 56 со следующими характеристиками

1 при (и,

U,

54

U,

56

I I

При Uij Ј О

при /U14/ 0 при UH 0

Формирователь 55 выдает импульс по фронту изменени  напр жени  на его входе с нул  в единицу, а формирователь 57, наоборот, по фронту изменени  напр жени  с единицы в нуль на его входе.

Элемент И 59 имеет характеристику

«бД и68.

Выходное напр жение сумматора 17 с характеристикой Un U1g -Uw -Uj( -Ujj подаетс  на первый релейный элемент 18 с характеристикой

U

8.

UЈm ПРИ U47 О

О при U г 0

%г при Ui ° - напр жение, пропорциональ- „

г«е uew

ное значению максимального ускорени , и формируетс  на четвертом выходе блока 12 задани  оптимальных уставок. Выходное напр жение сумматора 19 с характеристикой

55

U

и,6- и

-26

подаетс  на второй релейный элемент 25 с характеристикой

0

U,

и

Р

О при

ПРИ U 19 О е5 - J J при в О

-Upt при U,,0,

где Up, , Upt - напр жени , пропорциональные значени м рывков 0, и pi. Текущие значени  ускорени  с, измен ютс  по линии oegh (фиг.4) и формируютс  на выходе интегратора 26, а текущие значени  скорости ) измен ютс  по линии oabcd и формируютс  на выходе интегратора 10.

Напр жение % через сумматор 3 подаетс  на регул тор 4 частоты вращени  и после него на сумматор 5. Напр жение пропорционального усилител  9 соответствует заданному ус0

5

0

о

5

5

корению электропривода. I

При подаче на вход 15 от блока 11

задани  угла поворота напр жени , пропорционального заданному углу поворота вала электродвигател  1, это напр жение, пропорциональное площади фигуры, ограниченной кривой oabcd (фиг. 4), подаетс  на блок 12 и на блок 13 управлени  (клемма 15) и далее на формирователь 54 логический уровней, где устанавливаетс  уровень логической единицы. Этот уровень устанавливаетс  также на втором входе элемента И 59. При подаче напр жени  с формировател  54 на вход формировател  55 на его выходе формируетс  импульс, который подаетс  на S-вход RS-триггера 53, который устанавливаетс  по выходу в единичное состо ние, Поэт ому на выходе соединенного с ним элемента И 59 устанавливаетс  уровень логической единицы Ug 1. При этом ключ 16 замыкаетс . Напр жение блока 12, пропорциональное COW, с выхода ключа 16 подаетс  через сумма- тор 17 на первый вход, а с четвертого выхода блока 12 на второй вход релейного элемента 13, на выходе которого устанавливаетс  напр жение +Ug . Это напр жение через сумматор 19 подаетс  на релейный элемент 25, на выходе которого устанавливаетс  напр жение Up1 . При этом на выходе интегратора 26 напр жение возрастает по линии ое (фиг. 4), а на соединенном с ним интеграторе 10 - по линии оа.

Напр жение ии 00 с выхода второго интегратора 26 подаетс  через сумматор 3, регул тор 4 частоты вращени , сумматор 5, регул тор 6 тока, блок 2

регулировани  напр жени „ датчик 8 тока на электродвигатель 1, При вращении  кор  электродвигател  1 сигнал датчика 7 частоты вращени  подаетс  ч(ерез сумматор 3 на регул тор 4 частоты вращени . Сигнал датчика 8 тока глодаетс  на сумматор 5, Напр жение Интегратора 26 подаетс  через усили- ель 24, вентиль 22, блок 21 умноже- и  на вход сумматора 17.

При работе электропривода, когда

Напр жение U™ на выходе у сумматора .

. 7 станет меньше нул  за счет увеличени  напр жени  U,0 и , соединен- иый с ним нелинейный элемент 18 на своем выходе изменит пол рность сигнала на -ИЈ (врем  t0, фиг. 4), Это напр жение подаетс  на сумматор 39, на его выходе напр жение становитс  Деньте нул , и первый релейный эле- нент 25 на своем выходе измен ет напр жение на -Up4. После этого напр же }ше на выходе интегратора 26 уменьшаетс  по линии efg, а на сое- диненном с ним интеграторе 10 измер етс  по линии abc (фиг, 4), Раз- он электродвигател  1 происходит по тинии ab, а замедление по линии be,

Кроме того, напр жение и46инрег- Ьатора 26 через усилитель 24 и вентиль 23 подаетс  на третий вход сумматора 17 после точки f (фиг„ 4), Согда напр жение на выходе сумматора i 7 станет положительным за счет входного сигнала и2Э, релейный элемент 18 изменит выходное Нилр жение на

U

ЈlY

Это напр жение воздействует через сумматор 19 на релейный элемент 25, который на своем выходе устанав- ливает напр жение Up, s и на выходе интегратора 26 (точка g) напр жение начинает уменьшатьс , уменьшаетс  также напр жение на выходе интегратора 10 по линии cd. В момент дреме- ни (точка d), когда напр жение на выходе интегратора 10 станет равным нулю, этот уровень напр жени  устанавливаетс  на входе 14 блока 13 управлени  и на выходе формировател  56 логических уровней также устанавливаетс  логический нуль, при этом формирователь 57 импульса выдает импульс, который переключает RS-триггер 58 с единичного в нулевое состо ние, на выходе элемента И 59 уровень сигнала измен етс  на противоположный и становитс  равным нулю При этом ключ 16 размыкаетс , сигнал на его выходе

0

5

о 5 п ,.

становитс  равным нулю и электродвигатель 1 останавливаетс .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Электропривод с оптимальным управлением, содержащий электродвигатель посто нного тока, подключенный к блоку регулировани  напр жени , и последовательно соединенные первый сумматор о регул тор частоты вращени , второй сумматор и регул тор тока, выход которого подключен к входу блока регулировани  напр жени , датчик частоты вращени  и датчик тока  кор , выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго сумматоров , первый пропорциональный усилитель , первый интегратор, выход которого соединен с входом первого сумматора , а вход первого интегратора соединен с входом первого пропорционального усилител , блок задани  угла поворота, блок задани  оптимальных уставок, блок управлени , первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход блока управлени  соединен с входом блока задани  оптимальных уставок и выходом блока задани  угла поворота, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД s в него дополнительно введены третий сумматор, первый релейный элемент, ключ, четвертый сумматор , первый из двух входов которого соединен с входом первого интегратора , а второй вход соединен с выходом первого релейного элемента, два входа которого соединены с выходом третьего сумматора и первым выходом блока задани  оптимальных уставок, первый и второй входы третьего сумматора соединены соответственно с выходом первого интегратора и выходом ключа, умножитель, первый диод, второй диод, второй пропорциональный усилитель, вход которого соединен с входом первого интегратора,, а выход соединен с анодом первого и катодом второго диодов , катод и анод которых соединены соответственно с первым входом умножител  и третьим входом третьего сумматора , четвертый вход третьего сумматора соединен с выходом умножител , второй релейный элемент, второй интегратор, выход которого соединен с входом первого интегратора8 и вход второго интегратора соединен с выходом второго релейного элемента, два входа которого соединены соответственно с выходом четвертого сумматора и вторым выходом блока задани  опти- мальных уставок, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторым входом умножител  и первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом блока уп- равлени .
2. 2. Электропривод по п. 1, о т - личающийс  тем, что блок задани  оптимальных уставок содержит первый пропорциональный усилитель, второй пропорциональный усилитель, третий пропорциональный усилитель, первый блок делени , второй блок делени , а также последовательно соединенные первый блок извлечени  квад- ратного корн , первый сумматор, четвертый пропорциональный усилитель, п тый пропорциональный усилитель, второй блок извлечени  квадратного корн , второй сумматор, первый квад- ратор, шестой пропорциональный усилитель , третий блок извлечени  квадратного корн , второй квадратор, первый блок умножени , третий блок делени , второй блок умножени , третий квадратор, седьмой пропорциональный усилитель, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго блока делени , первый вход которого через третий пропорциональный усилитель соединен с выходом третьего квадратора, а второй вход соединен с входом первого блока делени  и выходом третьего блока делени , второй вход которого соединен с выходом второго пропорционального усилител ,

   вход которого соединен с выходом первого квадратора, вход второго квадратора соединен с вторым входом первого блока умножени  и вторым входом второго блока умножени , выход первого блока извлечени  квадратного корн  подключен к второму входу второго сумматора, второй вход первого сумматора соединен с первым входом блока задани  оптимальных уставок, подключенного вторым входом к входу первого пропорционального усилител  и входу четвертого пропорционального усилител , четвертым выходом - к выходу третьего сумматора, первым выходом - к выходу второго блока умножени , третьим выходом - к первому входу первого блока делени , второй вход которого соединен с выходом первого пропорционального усилител , а выход - с вторым выходом блока задани  оптимальных уставок.

   3, Электропривод по п. 1, отличающийс  тем, что блок управлени  содержит первый формирователь логических уровней, первый формирователь импульса, а также последовательно соединенные второй формирователь логических уровней, второй формирователь импульса, RS-триггер, элемент И, выход которого соединен с выходом блока управлени , соединенного первым входом с входом второго формировател  логических уровней, вторым входом через первый формирователь логических уровней к второму входу элемента И и входу первого формировател  импульса, выход которого соединен с вторым входом RS-триггера.

   10

   54

   55

   Фиг.З

   cpuz.z

   %

   V

   0

   to

   Ua2t

   ЗоаЛс таЦ

   V

   TL

   опт

   to

   ФМ.4