SU1557633A1 - Устройство дл контрол мертвого хода механической передачи электропривода - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромашиностроению. Цель изобретени  - повышение точности безразборного контрол  мертвого хода - достигаетс  за счет оперативного измерени  электромеханической посто нной времени электродвигател  Т_дв при измерении мертвого хода α в процессе эксплуатации электродвигател . Электропривод дополнительно снабжен интегрирующей цепью, узлом выделени  экстремума напр жени , электронным ключом, инвертором, двум  элементами И, триггером и счетчиком с индикацией. Дл  вычислени  Т_дв используетс  второй вычислитель, выходные данные которого примен ютс  дл  коррекции расчета α первым вычислителем. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению , а именно к устройствам измерени  мертвого хода механизмов электроприводов посто нного тока.

Цель изобретени  - повышение точности безразборного контрол  мертвого хода,

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  контрол  мертвого хода механической передачи; на фиг,2 - электрическа  схема индикатора экстремума напр жени ; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

Устройство дл  контрол  мертвого хода механической передачи электропривода содержит последовательно соединенные датчик 1-  корного тока электродвигател  2, формирователь 3 им-. пульсов триггер 4, логический элемент И 5, счетчик 6 с индикацией и вычислитель 7. Второй вход логическо-

го элемента И 5 подключен к выходу генератора 8 импульсов. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные интегрирующую цепь 9, узел 10 вы влени  экстремума напр жени , электронный клпч 11, инвертор 12, второй логический элемент И 13, второй триггер 145третий логический элемент И 15, второй счетчик 16 с индикацией и второй вычислитель 17. Вход интегрирующей цепи 9 подключен к выходу датчика 1  корного тока электродвигател , выход электронного ключа 11 соединен с вторым входом второго триггера 14. Выход формировател  3 импульсов подключен к второму входу второго логического элемента И 13, Выход генератора 8 импульсов подключен к второму входу третьего логического элемента И 15. Первый вычислитель 7 снабжен вторым входом,

ел ел м

о

00 00

подключенным к выходу второго вычислител  17. Электродвигатель 2 через механическую передачу 18 соединен с нагрузкой 19.

Устройство работает следующим образом.

Перед началбм процесса измерени  мертвый ход &i механической передачи 18 устанавливают в максимальное положение . Запоминающий конденсатор( С индикатора 50. экстремума напр же ни  (фиг,2) ключом S предварительно разр жают . Генератор 8 импульсов вырабатывает импульсы и8 с периодом следо- вани  Тц (фиг.Зд), которые подаютс  на второй .вход логического элемента И 5 и на второй вход логической схемы И 15, На первом входе логического элемента, И 5 и на первом входе логи- ческой схемы И 15 сигналов нет, и они закрытм, так как на выходах триггеров 4 и 14 присутствуют низкий потенциал . На второй вход логического элемента И 13 подаетс  высокий потенциал и (Ј (фиг.Зн), но на первом входе логического элемента И 13 потенциал низкий и он закрыт.

Б момент времени t (фиг.З) запускаетс  приводной двигатель 2. В обмотке  кор  двигател  2 возникает импульс пускового тока, который вызывает импульс напр жени  на датчике 1 u(t)U + utT, где U - напр жение на датчике 1 в установившемс - режиме работы двигател  2 при холостом ходе; &U - приращение напр жени  на датчике 1 в пусковом режиме. Фронт импульса напр жени  датчика 1 подаетс  на формирователь 3 импульсов, - где дифференцируетс , усиливаетс  и ограничиваетс . Сформированный-импульс напр жени  формировател  3 u3(t,) подаетс  на вход триггера 4 и переводит его в состо ниег характериэуе- мое высоким потенциалом на выходе U4.(tj). С выхода триггера 4 высокий потенциал u$(t,) подаетс  на первый вход логического элемента И 5, который с момента времени t пропускает импульсы, вырабатываемые генератором 8 импульсовг на счетчик 6, который начинает счет импульсов„ Выходной сигнал интегрирующей КС-цепи 9 в момент времени t, остаетс  равным нулю: Uq(t)0, следовательно, выходные ( сигналы индикатора 10 экстремума напр жени  и электронного ключа 11 остаютс  равными нулю: u 0(ti)0 и

u 44 (Ц )0 а на выходе инвертора 12 остаетс  высокий потенциал 111г(1:), который поступает на второй вход логического элемента И 13. На первый вход логического элемента И 13 в момент времени tf поступает импульс u(tt) с формировател  3 импульсов, и логический элемент И 13 пропускает его на второй вход триггера 14 и переводит его в состо ние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе ). c выхода триггера 14 высокий потенциал ) подаетс  на первый вход логического элемента И 15, который с момента времени t, пропускает импульсы, вырабатываемые генератором 8 импульсов, на счетчик 16

который начинает счет импульсов. I

- , В интервале времени t, ; t t

(фиг.З) двигатель 2 приходит во вращение , пусковой ток и напр жение на датчике 1 u( уменьшаетс  по экспоненте . Тихоходный вал механической передачи 18 не двигаетс , так как мертвый ход не выбран. Счетчик 6 производит счет импульсов, пос гупающих с генератора 8 импульсов, через открытый- логический элемент 5. Входной сигнал счетчика и6 показан на фиг.Зе. В интервале времени t t с t выходной сигнал интегрирующей цепи 9 и на- нарастает.

Выходной сигнал датчика I имеет

вид u,(t) &U по Лапласу

Ае

+U, его изображение

u /чч - J&J.UL. +

U(S) 1 +TAB-S s

где S - оператор Лапласа,

Передаточна  функци  интегрирую-, щей RS-цепи 9 имеет вид

W(S)

J

i -ГтхГ

)

где - рассчитанна  и известна  с высокой степенью точности посто нна  времени интегрирующей НС-цепи 9.

Величина посто нной времени Т интегрирующей КС-цепи 9 выбираетс  из услови  Тде т.

Изображение по Лапласу выходного сигнала интегрирующей КС-цепи 9 имеет вид

«, (S 7 ит s) (T+f s У + sTT+TsT

Выполнив обратное преобразование Лапласа, находим оригинал мгновенного значени  выходного сигнала и л (г) интегрирующей КС-цепи 9:

«,0-з ( -е 4ТД& Т

i + U( ) -(1)

) +

Вз в первую производную от выражени  (l), приравн в ее нулю, после преобразований получаем трансцендентное выражение дл  определени  времени достижени  экстремума t3 (фиг.36)

гналом UQ

интегрирующей

(- ТАЬ т

гп гр

Tv+Ss E А кп

Ъ

гдеК &и/и- кратность пускового напр жени  на датчике 1 в режиме холостого хода двигател  2, величина Kfj определ етс  с высокой точностью перед установкой двигател  2 в изделие t где он выполн ет свои рабочие функции.

В интервале времени t( t Ј t выходной сигнал и у интегрирующей RC-цепи 9 апериодически нарастает до экстремального значени  и поступает на индикатор 10 экстремума, электрическа  схема которого представлена на фиг.2. Через диод V (фиг,2) зар жаетс  запоминающий конденсатор С (фиг,2) до мгновенного значени  выходного сигнала и- интегрирующей RC-цепи 9. Напр жени  на обоих входах операционного усилител  (фиг.2) остаютс  одинаковыми и мен ютс  синхронно, поэтому выходной сигнал и 10 (фиг.Зж) индикатора экстремума напр жени  остаетс  равным нулю, следовательно, в интервале времени t 4 i t : t счетчик 16 осуществл ет счет импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов. Через открытый логический элемент

И 15, Входной сигнал счетчика 16 показан на фиг.Зл,

При t t мгновенное значение выходного сигнала UQ (фиг.Зб) интегрирующей RC-цепи 9 становитс  меньше экстремального значени , диод V (фиг,2) индикатора 10 экстремума напр жени  закрываетс , так как напр жение на запоминающем конденсаторе С (фиг,2) становитс  больше выходного сигнала и и

1557631

10

и

15

20

интегрирующей RC-цепи 9. На выходе операционного усилител  (фиг,2) индикатора 10 -экстремума напр жени  по вл етс  выходной сигнали 0 (фиг.Зж), который подаетс  на электронный ключ 11 и переводит его в состо ние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе i ц (фиг.Зз), Выходной сигнал с электронного ключа 11 поступает на первый вход триггера 14 и инвертор 12, который закрывает логический элемент И 13 по второму входу. Триггер 14 переходит в состо ние с низким потенциалом на выходе и, (фиг.Зк), закрывает логический элемент И 15. Поступление импульсов с генератора 8 импульсов н вход счетчика 16 прекращаетс  (фиг.Зл). В счетчике 16 записано число импульсов т, сосчитанное за врем  достижени  экстремума выходным сигналом и9 (фиг.Зб) интегрирующей RC-цепи 9:

t у - t

t-i tnT,

И

(3)

5

которое подаетс  на вычислитель 17,

Вычислитель 17 по известным значени м Ц, Т и К п производит расчет численным методом величины Тдц из

0 трансцендентного выражени  (2) , При подстановке в выражение (2) Т и Сэ в секундах результат определени  электромеханической посто нной времени двигател  Тд6 получают также в

секундах. Величина Тде из вычислител  17 поступает в вычислитель 7. В интервале времени С с t - tъ (фиг.З) двигатель 2 продолжает вращение , пусковой ток и напр жение на

Q датчике 1 и продолжает уменьшатьс  по экспоненте (фиг.За), тихоходный вал механической передачи 18 остаетс  неподвижным, так как мертвый ход еще не выбран. Счетчик 6 про5 должает счет импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов через открытый логический элемент И 5, Входной сигнал u ) счетчика 6 показан на фиг.Зе.

В момент времени tj (фиг.З) мертвый ход выбран, приводитс  во вращение тихоходный вал механической передачи 18, нагрузка на двигатель 2 скачкообразно возрастает, что вызывает импульс тока  кор  двигател  2 и импульс напр жени  на датчике 1 u,(t«,), фиг.За, Импульс напр жени  датчика 1 поступает на формирователь 3 импульсов, который вырабатыва0

ет второй импульс u(tj,). Так как логический элемент И 13 закрыт, то импульс u.j(t-}) с формировател  3 импульсов поступает только на триггер 4 и переводит его в состо ние нулевого потенциала на выходе и4(ц), фиг.Зг, Нулевой потенциал выхода триггера 4 подаетс  на логический элемент И 5 и закрывает его0 Поступление импульсов Ug (фиг.Зд) с генератора 8 импульсов на вход счетчика 6 прекращаетс , В счетчике 6 записано число , импульсов п, сосчитанное за врем  выбора мертвого хода сЈ

пТи,(4)

ча ч и

которое подаетс  на вычислитель 7, Вычислитель 7 реализует функцию вычислени  мертвого хода

njrt

d ( ТАВ),

(5)

25

где ST. - номинальна  скорость вращени  двигател  1, об/мин{ Тдв- электромеханическа  посто нна  времени двигател  1, с; Ти - период повторени  импульсов

генератора 8, с1,

п - количество импульсов, сосчитанное счетчиком 9, - вели- 30 чина безразмерна . При подстановке в формулу (5) величин в укааанных размерност х результат вычислени  мертвого хода получают в градусах 35

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  мертвого хода механической передачи электропри-дд вода, содержащее последовательно соединенные датчик  корного тока-электро- двигател , формирователь импульсов, триггер, логический элемент И, счетчик с индикацией и вычислитель, вто- 45 рой вход логического элемента И под2Q

   5

   ключен к выходу генератора импульсов, а вычислитель реализует функцию

   A- VTAB ),

   отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности безразборного контрол  мертвого хода, в него введены последовательно соединенные интегрирующа  цепь, узел вы влени  экстремума напр жени , электронный ключ, инвертор, второй логический элемент И, второй счетчик с индикацией и второй вычислитель, вход интегри5 рующей цепи подключен к выходу датчика  корного тока электродвигател , выход электронного ключа соединен с вторым входом второго триггера, выход формировател  импульсов подключен к

   Q второму входу второго логического элемента И, выход генератора импульсов подключен к второму входу третьего логического элемента И, первый вычислитель снабжен вторым входом, подключенным к выходу второго вычислител , реализующего функцию

   TAa+lASLlI

   JLJAfe. 1п (

   Че -тт

   ),

   де об - мертвый ход;

   Q - номинальна  скорость вращени  электродвигател ; электромеханическа  посто нна  времени электродвигател  ;

   период повторени  импульсов генератора импульсов; количество импульсов, подсчитанных первым счетчиком; врем  достижени  экстремума напр жени J посто нна  времени интегрирующей цепи;

   кратность пускового напр жени  электродвигател .

   А8

   И

   п -

   t -

   Т к . fpi/f .1

   Uttf

   7V

   l

   oUft

   фиё.2