SU1695156A1

SU1695156A1 - Устройство дл измерени нагрузки на валу электропривода посто нного тока

Info

Publication number: SU1695156A1
Application number: SU894709363A
Authority: SU
Inventors: Юрий Афанасьевич Тронь
Original assignee: Ю.А.Тронь
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл косвенного измерени внешнего нагрузочного момента электропривода посто нного тока и в цел х коррекции электромеханической системы. Цель изобретени - повышение точности измерени . Способ заключаетс в ведении операции взаимодействи электропривода с моделью путем реализации операции сравнени . Нагружают электропривод первым значением нагрузки, соответствующим номинальному значению, регулируют коэффициент обратного преобразовани электропривода, измер ют сигнал на выходе модели до достижени этим сигналом нулевого значени , нагружают электропривод вторым значением нагрузки, измер ют сигнал на выходе модели и измер ют нагрузку с использованием линейной функции по отношению к сигналу на выходе модели. Устройство работает следующим образом. Нагружают электропривод 12 различными значени ми момента, регулируют делителем 8 уменьшение сигнала до нулевого значени , алгебраически суммиру в сумматоре б, и сигналом модели 4 запоминают коэффициенты Б вычислительном блоке 10 и решают алгебраические уравнени . Реша уравнени , получают результат, позвол ющий определить как абсолютные значежи действующего момента нагрузки, так и его знак по отнесению к номинапьному значению . 1 мл.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для косвенного измерения внешнего нагрузочного момента электропривода постоянного тока и в цепях коррекции электромеханической системы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит электропривод 1, подключенный к нагрузке 2 и датчику 3 частоты вращения,,модель 4, первый и второй 5 и 6 сумматоры, усилитель 7, первый и второй делители 8 и 9 напряжения, вычислительный блок 10.

При этом первые выходы первого и второго 5 и 6 сумматоров объединены и образуют вход устройства, выход первого 8 делителя подключен к второму вычитающему входу второго сумматора 6, а выход второго 9 делителя подключен к второму суммирующему входу первого сумматора 5.

В качестве модели 4 используется операционный усилитель (ОУ). Первый сумматор 5 представляет собой ОУ в режиме суммирования, а второй сумматор 6 в режиме формирования сигнала разности дифференциальный усилитель. Для согласования выхода первого сумматора 5 с входом электропривода 1 используется усилитель 7 тока.

Устройство работает следующим образом.

Механическая характеристика электропривода соответствует следующему уравнению.

(ι) — КцИвх ^— К М, где ω ; Ubx и Μ - частота вращения, сигнал на выходе и момент нагрузки;

К_и - коэффициент передачи по напряжению;

К - коэффициент передачи по нагрузке;

ω = 10 U_Bx-0,1М.

Тогда, выбирая параметры модели и обратных преобразователей К_м = 10, /3= 0,04; /З_м= 0,05, получим уравнения ω( 1 4- «и Км/З/Зм ) = = Ки (1 + К-и Рм ) Ux —'Kf Μ ,

U_M(1 + K_u ββ_Μ ) = Км (1 -Ku/3)U_y+ КмКг/ЗМ ω = 12,5 Иу - 0,083 Μ ,

Um = 8,333 ( Uy - ( 10 Uy - 0,1 Μ )/3 )

Пусть сигнал управления равен U = 30 В, тогда механические характеристики электропривода и модели будут иметь вид ω = 300-0,08 М и_м = 8.333(30-(300-0,1М)/5 )

Далее, нагружают электропривод первым значением момента Μι. например, Μι = 500, при этом уравнение для модели имеет вид

U_M = 8,333 (30 - 250j^ и при начальном значении β = 0,04 Um = 166,66 В.

После этого регулируют коэффициент обратного преобразования изменением положения движка делителя 8 в сторону уменьшения сигнала на выходе модели до достижения этим сигналом нулевого значения. Очевидно, что при β = 0,12, U_M = 0.

Тогда уравнение для механической характеристики электропривода и модели будут соответствовать следующим уравнениям

281,5-0,0625 М,

Um = 8,333 (30-(300-0,1М )0,12)

Последнее уравнение представляет собой градуировочную характеристику модели по моменту нагрузки электропривода.

Что соответствует линейному алгебраическому уравнению

М = ао + 3iUm где ао и ai - параметры модели;

Um ~ сигнал на выходе модели.

Для определения искомых коэффициент тов составляют систему ао + U_Mai = Μ1, ао + U>-i2a_y = Мг, где Μι и Мг - первое и второе значения нагрузки;

Umi и имг “ первое и второе значения сигналов на выходе модели.

Из системы ао + Oai = 500 ао + 10а ί = 600 находим ао = 500, a ai = 10, следовательно уравнение, используемое для измерения нагрузки на валу электропривода, имеет вид М = 500+ 10.

Это уравнение получают в вычислительном блоке 10 путем ввода постоянных коэф- 10 фициентов, соответствующих моментам нагрузки и переменных, соответствующих измеренным сигналам на выходе модели. После осуществления решения системы линейных алгебраических уравнений параметры ао и ai модели присутствуют в вычислительном блоке в виде постоянных коэффициентов.

Очевидно, что результат, полученный в предыдущем примере, можно получить на- 20 грузив электропривод моментом, меньше номинального, например Мг = 400.

Таким образом, результат, полученный в расчетном примере, доказывает, что предложенный способ позволяет определять как 25 абсолютное значение действующего момента нагрузки, так и его знак по отношению к номинальному значению, т.е.

отклонение от номинального значения что очень важно при использовании этой информации в системах стабилизации нагрузки и в адаптивных системах, используемых. 5 например, в электроприводах обрабатывающих станков, транспортных средств, грузоподъемных механизмах и т.д.

Claims

Формула изобретения

Устройство для измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока, содержащее электропривод, датчик частоты вращения, усилитель, первый сумматор, первый и второй делители с переменным коэффициентом преобразования, о тлич а15 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй сумматор, модель электропривода и вычислительный блок, причем электропривод через усилитель соединен с выходом первого сумматора, первые входы первого и второго сумматора объединены и являются входом устройства, датчик частоты вращения через первый усилитель соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен через модель электродвигателя с входами вычислительного блока и через второй усилитель - с вторым входом первого сумматора.