SU1679593A1 - Способ ограничени динамических нагрузок электродвигател и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах , работающих с частыми перегрузками и стопорени ми. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности ограничени  динамических нагрузок в режиме стопорени  и повышени  надежности. Согласно данному способу с помощью датчика 8 измер ют момент нагрузки, сравнивают момент нагрузки с величиной стопорного момента на входе второго суммирующего усилител  12 и измен ют значение стопорного момента по определенной зависимости , реализуемой усилителем 9, диодами 11 и 13. 2 с.п. и 1 з.п,ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к средствам ограничени  нагрузок электродвигателей, работающих с частыми перегрузками и стопорени ми, например электроприводов землеройных машин , горнодобывающих машин, нажимных винтов прокатных станов и др.

Цель изобретени  - повышение эффективности ограничени  динамических нагрузок в режиме стопорени  электродвигател  и повышение его надежности.

На фиг.1 приведена схема устройства дл  осуществлени  способа; на фиг.2 - схема датчика момента нагрузки; на фиг.З приведена зависимость стопорного момента от момента нагрузки.

Устройство дл  ограничени  динамических нагрузок электродвигател  содержит последовательно включенные регул тор 1 скорости с управл емым блоком 2 ограничени  в цепи его обратной св зи и регул тор 3 момента двигател , датчики 4 скорости и

момента 5 двигател , подключенные ко входам соответственно регул тора скорости 1 и регул тора 3 момента двигател , тири- сторный преобразователь 6, выход которого подключен к двигателю 7, датчик 8 момента нагрузки, первый суммирующий усилитель 9, к одному входу которого подключен источник 10 задани  максимального значени  стопорного момента, а на втором входе включен первый диод 11, второй суммирующий усилитель 12 и второй диод 13, причем два входа второго суммирующего усилител  12 подключены к выходу датчика 8 момента нагрузки и к выходу первого суммирующего усилител  9, выход второго суммирующего усилител  12 через первый диод 11 подключен к второму входу первого суммирующего усилител  9, выход которого подключен к управл ющему входу блока 2 ограничени  через второй диод 13. Датчик 8 момента нагрузки (фиг.2) выполнен на одном операционном усилителе 14 с резистором 15 в

СО

с

о

XI

о ел о со

обратной св зи с включенным между неинвертирующим входом и общей точкой усилител  конденсатором 16 с резистором 17, подключенным к инвертирующему входу, и двум  резисторами 18 и 19, неинвертирующим входом подключенными к неинвертирующим входам, причем инвертирующий вход и первый неинвертирующий резистор- ный вход усилител  подключены к выходу датчика 4 скорости, а второй неинвертирующий резисторный вход подключен к выходу датчика 5 момента двигател .

Согласно данному способу с помощью датчика 5 измер ют момент двигател , задают стопорное значение момента Мет с по- мощью блока 2 ограничени  в цепи обратной св зи регул тора скорости, сравнивают эти величины, и по достижении моментом двигател  величины момента стопорного, вызываемого увеличением момента нагрузки, двигател  уменьшают скорость приводного двигател , ограничива  тем самым максимальные значени  момента нагрузки. Дл  увеличени  эффективности ограничени  нагрузок задают максимальное значение стопорного момента МСтэ с помощью источника 10 задани  максимального значени  стопорного момента, выходной сигнал которого подают через первый суммирующий усилитель 9 и второй диод 13 на управл ющий вход блока 2 ограничени , измер ют момент нагрузки с помощью датчика 8, сравнивают момент нагрузки Мн с текущей величиной стопорного момента МСт (входным сигналом управл ющего блика 2 ограничени ) с помощью второго суммирующего усилител  12 и измен ют значение стопорного момента в соответствии с приведенной выше зависимостью с помощью первого суммирующего усилител  9 и диодов 11 и 13. При этом, если момент нагрузки меньше величины стопорного момента Мн Мет, то стопорный момент сохран ет величину максимального значени  Мет МСтз (горизонтальный участок характеристики на фиг.З), поскольку диод 11 при этом заперт. Если в процессе стопорени  момент нагрузки станет больше стопорного момента Мн МСт, то величину стопорного момента измен ют согласно зависимости Мет Мстэ - К(Мн-Мст) (ДИОД 11 при ЭТОМ открываетс ). Поскольку с увеличением Мн измен етс  величина Мет, вход ща  и в правую часть этой зависимости, то зависимость стопорного момента от момента нагрузки определ етс  при этом выражением

Мет

Мстз К. Мн 1 -К

(крутой участок характеристики на фиг.З, построенный дл  К 0,9). Таким образом, даже небольшое увеличение момента нагрузки по сравнению с максимальным

стопорным моментом дает быстрое уменьшение стопорного момента, а вследствие этого и момента двигател , что обеспечивает быстрое снижение скорости двигател  и эффективное ограничение динамических

нагрузок. При уменьшении стопорного момента до нул  К(Мн-Мст) Мстз сохран ет это нулево.е значение (фиг.З) вследствие запирани  диода 13.

Устройство дл  осуществлени  способа

ограничени  нагрузок электропривода работает следующим образом.

На два входа второго суммирующего усилител  12 подают сигналы, пропорциональные моменту нагрузки Мн (с выхода датчика 8 момента нагрузки) и стопорному моменту Мет (входной сигнал управл емого блока 2 ограничени ), с противоположными знаками. На выходе второго суммирующего усилител  12 формируют разность

этих сигналов с коэффициентом К: К(МН- -МСт). Если эта разность отрицательна (при Мн Мет), то знак выходного сигнала второго суммирующего усилител  12 запирает диод 11 и на второй вход первого суммирующего усилител  9 поступает нулевой сигнал , а на первый его вход подают выходной сигнал источника 10 задани  максимального значени  стопорного момента МСтз. который через первый суммирующий усилитель

9 и открытый при этом диод 13 поступает на управл ющий вход блока 2 ограничени , обеспечива  задание максимального значени  стопорного момента дл  электродвигател  (горизонтальный участок характеристики на фиг.З), т.е. обеспечиваетс  реализаци  первого значени  стопорного момента из приведенной выше зависимости , определ емой данным способом.

Если момент нагрузки превысит

заданное значение стопорного момента (Мн Мстэ), то выходной сигнал второго суммирующего усилител  12 помен ет знак, диод 11 откроетс , и на второй вход первого суммирующего усилител  9 подают сигнал,

пропорциональный величине К(Мн-МСт). со знаком, противоположным знаку сигнала Мстз с выхода источника 10, подаваемого на первый вход первого суммирующего усилител  9. В результате с выхода первого

суммирующего усилител  через диод 13 на управл ющий вход блока 2 ограничени  подают уменьшающийс  сигнал задани  стопорного момента Мет Мстз-К(Мн-Мст). Одновременно этот уменьшающийс  сигнал подают на второй вход второго суммирующего усилител  12, вызыва  ускоренный рост выходного сигнала этого усилител  12, а вслед за этим и ускоренное уменьшение выходного сигнала первого суммирующего усилител , т.е. быстрое уменьшение стопорного момента МСт (крутой участок характе- ристики на фиг.З), что вызывает уменьшение задаваемого регул тором скорости с .- ограничителем 2 момента двигател , быстрое уменьшение скорости двигател  и эффективное ограничение динамических нагрузок. Если при этом выходное напр жение первого суммирующего усилител  9 уменьшаетс  до нул  и мен ет знак, то диод 13 запираетс  и на входе блока 2 ограничени  задание стопорного момента остаетс  нулевым.

Датчик 8 момента нагрузки может быть выполнен в соответствии со схемой, приве- денной на фиг.2. Работает он следующим образом.

На инвертирующий вход усилител  14 и иа его первый неинвертирующий вход подают выходной сигнал ш с выхода датчика 4 скорости т с масштабным коэффициентом /г, а на второй неинвертирующий вход усилител  подают выходной сигнал Цн Мд датчика 5 момента двигател  Мд с масштабным коэффициентом . Если прин ть значени  параметров резисторов 15,19,17.18 и конденсатора 16 этого датчика из условий ns rig, пу ris.

с , П8 Г19 . Ј15 . Јij . П8 + М9 Г17

где J - момент инерции привода и механизма , то выходное напр жение Удм определ етс  зависимостью:

dtl

d ш

+ (Мд- J f) Лм Мн

где Т . . Г18 + П9

Обеспечив достаточно малое значение посто нной времени Т, достаточное дл  сглаживани  помех (например, уменьшением величины емкости Cie конденсатора 16), можно с достаточной степенью точности считать, что выходное напр жение усилител  14 и всего датчика 8 пропорционально моменту нагрузки Мн.

Таким образом, данное предложение позвол ет повысить эффективность ограничени  динамических нагрузок электропривода в режиме стопорени  и тем самым

0 5

0

5 0

5

0

5

0

5

повысить надежность электропривода и механизма .

Claims (3)

1.Способ ограничени  динамических нагрузок электродвигател , согласно которому измер ют момент двигател , задают стопорное значение момента, сравнивают эти величины и по достижении моментом двигател  стопорного значени , вызываемого ростом момента нагрузки, уменьшают скорость приводного двигател , а также измер ют момент нагрузки на двигатель и измен ют значение стопорного момента, отличающийс  тем. что, с целью повышени  эффективности ограничени  динамических нагрузок в режиме стопорени  и повышени  надежности, сравнивают момент нагрузки с текущей величиной стопор- ного момента и измен ют значение стопорного момента в соответствии с зависимостью:

При Мн S Мп Ma ( Мс«при Мн Мл

Me - К (Мн - МсО при К (М„ - МС1) Ь М:т ,

где МСт и Мстз - текущее и максимально заданное значени  стопорного момента: Мц - момент нагрузки двигател : К - посто нный коэффициент.

2.Устройство дл  ограничени  динами- ческих нагрузок электродвигател , содержащее последовательно включенные регул тор, скорости с управл емым блоком ограничени  в цепи его обратной св зи и регул тор момента двигател , датчики г.ко- рости и момента двигател , подключенные к входам соответствующих регул торов, ти- ристорный преобразователь, выход которого предназначен дл  подключени  к  корной обмотке электродвигател , а вход- к регул тору момента, датчик момента нагрузки , первый суммирующий усилитель, к первому входу которого подключен источник задани  максимального значени  стопорного момента, а на втором входе включен первый диод, второй суммирующий усилитель и второй диод, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности ограничени  динамических нагрузок в режиме стопорени  и повышени  надежности, два входа второго суммирующего усилител  подключены к выходу датчика момента нагрузки и к выходу первого суммирующего усилител  через второй диод, выход второго суммирующего усилител  через первый диод подключен к второму входу первого суммирующего усилител , выход которого подключен к управл ющему входу блока ограничени  через второй диод.

3. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, чр датчик момента нагрузки двигател  содержит один операционный усилитель с резистором в обратной св зи,

конденсатор включенный между неинвер- 5 сти, а второй неинвертирующий вход под- тирующим входом усилител  и его общей ключей к выходу датчика момента

ственно к инвертирующему и двум неинвертирующим входам, причем инвертирующий вход усилител  и первый неинвертирующий вход соединены с выходом датчика скоро

точкой, резисторы, подключенные соответ- ®-2

электродвигател .

Фие.1