SU1697242A1

SU1697242A1 - Электромеханический след щий привод посто нного тока

Info

Publication number: SU1697242A1
Application number: SU894756399A
Authority: SU
Inventors: Евгений Ефимович Шорников; Евгений Максимович Овчинников; Игорь Викторович Акулинин; Андрей Борисович Коновалов
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения Научно-производственного объединения "Точность"
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах приборной автоматики. Целью изобретени вл етс повышение точности привода. Электромеханический след щий привод посто нного тока содержит последовательно соединенные измеритель 1 рассогласовани , первый вход которого вл етс входом привода, регул тор 2 положени , регул тор 3 скорости, усилитель мощности 5, электродвигатель 6 посто нного тока, редуктор 7 и объект управлени 8, а также датчики положени 9 и скорости 10, входы которых соединены кинематически с объектом управлени 8, а выходы - соответственно с вторыми входами измерител 1 рассогласовани и регул тора 3 скорости. В данном устройстве повышение точности осуществл етс за счет обеспечени принципа одно- профильного зацеплени в зубчатых передачах редуктора, что снижает момент трени посредством односторонней выборки люфта на его выходном валу возвратной пружиной 11. котора одновременно осуществл ет функции реверса привода при управлении электродвигателем посто нного тока одним транзисторным ключом от од- нопол рного источника питани и компенсации ошибки привода от воздействи момента нат жени возвратной пружины в- соответствии с требуемым законом управлени в скоростном контуре.1 ил, С

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах приборной автоматики.

Целью изобретения является повышение точности привода. 5

На чертеже представлена функционально-кинематическая схема предлагаемого электромеханического следящего привода постоянного тока.

Привод содержит измеритель 1 рассогласования, первый вход которого является входом привода. Выход измерителя 1 рассогласования соединен с входом регулятора 2 положения, выход которого подключен к первому входу регулятора 3 скорости. Выход последнего соединен с входом интегратора 4, выход которого подключен к входу транзисторного ключа 5. Выход последнего соединен с якорной обмоткой электродвигателя 6 постоянного тока. Вы- 20 ходной вал электродвигателя 6 с помощью редуктора 7 кинематически соединен с объектом 8 управления и входами датчика 9 положения и датчика 10 скорости. На выходном валу редуктора 7 закреплен один конец возвратной пружины 11, а другой конец возвратной пружины 11 закреплен на корпусе редуктора 7, Выход датчика 9 положения соединен с вторым входом измерителя 1 рассогласования. Выход датчика 10 30 скорости подключен к второму входу регулятора 3 скорости,

Привод работает следующим образом.

Сигнал задающего воздействия поступает по входному каналу на измеритель 1 рассогласования, где он сравнивается с сигналом обратной связи с датчика 9 положения объекта вуправления. Сигнал рассогласования (ошибки) с выхода измерителя рассогласования поступает на вход регулятора 2 положения, осуществляющего его усиления и.коррекцию в соответствии с требуемым законом управления в позиционном контуре привода.

Сигнал с выхода регулятора 2 положе- 45 ния поступает на первый вход регулятора 3 скорости, на второй вход которого подается сигнал скоростной обратной связи с выхода датчика 10 скорости объекта 8 управления, где осуществляется выделение сигнала скоростной ошибки привода и его коррекция в соответствии с требуемым законом управления в скоростном контуре привода. Скорректированный сигнал с выхода регулятора 3 скорости поступает на интегратор 4, осуществляющий устранение статической ошибки скоростного контура привода, обусловленной воздействием момента возвратной пружины 11. Сигнал с выхода интегратора 4 поступает на вход транзисторного ключа 5, где осуществляется модуляция сигнала высокочастотным опорным напряжением треугольной формы и усиление по мощности. С выхода транзисторного ключа 5 модулированный и усиленный по мощности сигнал одной полярности поступает на якорную обмотку электродвигателя 6 постоянного тока.

При отсутствии на входе скоростного контура сигнала с выхода транзисторного ключа 5 на делитель 6 поступает напряжение со скважностью у₀, зависящей от момента натяжения возвратной пружины 11 и 15 определяемой по зависимости

Г. -100% .

у См Un где Мпр - момент натяжения возвратной пружины 11;

g - передаточное число редуктора 7;

Ra - сопротивление якорной обмотки электродвигателя 6;

Un “ напряжение питания электродвигателя 6;

См ^_ коэффициент передачи по моменту электродвигателя 6.

При положительном сигнале на входе скоростного контура текущее значение скважности сигнала с выхода транзисторного ключа 5 у >у₀. При отрицательном сигнале на входе скоростного контура текущее значение скважности сигнала с выхода 35 транзисторного ключа 5 у < у₀> в этом случае движение объекта 8 управления происходит под воздействием момента натяжения возвратной пружины 11, а сигнал с выхода транзисторного ключа 5 лишь регулирует40 величину управляющего момента возвратной пружины 11, Следовательно, электродвигатель 6 постоянного тока с помощью редуктора 7 перемещает объект 8 управления в одном направлении. Возвратная пружина 11, концы которой закреплены на выходном валу редуктора 7 и его корпусе, осуществляя одностороннее поджатие выходного вала редуктора, обеспечивает однопрофильное зацепление его зубчатых 5θ колес, т.е. выбирает мертвый ход редуктора. Одновременно возвратная пружина 11 перемещает объект 8 управления в противоположном электродвигателю 6 направлении. Применение одного транзисторного 55 ключа 5 для управления электродвигателем 6 предохраняет редуктор от выхода из зацепления его зубчатых колес, что могло бы приводить к возбуждению и дополнительным ошибкам привода.

Таким образом, введение в электромеханический следящий привод постоянного тока возвратной пружины с закреплением ее концов на корпусе и выходном валу редуктора и интегратора в скоростной контур, 5 а также выполнение усилителя мощности в виде транзисторного ключа позволяет выполнять редуктор привода без люфтовыбирающих колес и нерегламентируемой величиной мертвого хода с обеспечением 10 принципа однопрофильного зацепления, посредством односторонней выборки люфта на его выходном валу, что обусловливает следующие положительные свойства:

значительное увеличение точности от- 15 работки входных воздействий и плавности движения выходной координаты привода за счет уменьшения основного возмущающего воздействия для приборной системы момента трения как его средней величины, 20 так и переменной составляющей (неравномерности) в зависимости от значения выходной координаты;

стабилизацию точностных характеристик привода при температурных воздейст- 25 виях за счет обеспечения принципа однопрофильного зацепления во всех темпе ратурных условиях (стабилизация момента трения редуктора).

Claims

Формула изобретения

Электромеханический следящий привод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласования, первый вход которого является входом привода, а выход соединен с входом регулятора положения, выход которого подключен к входу регулятора скорости, последовательно соединенные усилитель мощности, электродвигатель постоянного тока, редуктор и объект управления, а также датчики положения и скорости, входы которых соединены кинематически * с объектом управления, а выходы - соответственно с вторыми входами измерителя рассогласования и регулятора скорости, отличающи й с я тем, что, с целью повышения точности привода, в него введены интегратор, вход которого соединен с выходом регулятора скорости, а выход - с входом усилителя мощности, выполненного в виде транзисторного ключа, и возвратная пружина, концы которой закреплены соответственно на корпусе объекта управления и выходном валу редуктора.