SU432647A1 - Двухдвигательный следящий электропривод постоянного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматического регулированг1Я и может быть использовано в силовых приводах большой мощности , работающих в широком диапазоне скоростей . В технике регул фовани  систем большой мощности в св зи с ограниченной шкалой мощиостей двигателей спецназначенп  наход т применение схемы с использованием исполнительных двигателей, работающих на общий выходной вал системы. При жестком соединении валов исполнительных двигателей диапазон возможных скоростей наведени  двухдвигательного привода не превышает диапазона возможных скоростей каждого из двигателей. Кроме того, при жестком соединении валов двигателей оба двигател  включены в течение всего времени работы привода, независимо от величины мощности, требуемой дл  вращени  выходного вала. Дл  систем наведени , в которых работа при высоких скорост х и больших нагрузках соста вл ет небольшую часть общего времени работы (например, в приводах корабельных антенных установок), этот недостаток  вл етс  весьма существенным. Применение в кинематической цепи след щего привода механического дифференциала, входные валы которого св заны с валами исполнптельпых двигателей, управл емых от отдельных генераторов, а выходной вал соединен через дополнительный -редуктор с выходным валом системы, тюзвол ет устранить этот недостаток н при малых скорост х наведели  осуществл ть работу одним двигателем, затормозив второй дв-1гатель механическим тормоз о.м. Отключение одного из двигателей ирп малых скорост х наведенн  позвол ет не только увелпчить общий ресурс работы привода, но п расширить диапазон возможных с соростек наведени  за счет увеличен 1Я передаточного числа кинематической цепи при отключении одного из двигателей. Однако при стабилизации каждого из двигателей совместно с соответствующим преобразователем по известным схе-мам (раздельные дл  каждого двигател  обратные по скорости, току и т. д.) из-за взаимовли ни  исполнительных двигателей друг на друга через механичеок;1Й дгифференциал довольно трудно получить качество регулировани , близкое к качеству регулировани  однодв1 гательного привода той же мощности. Кроме того, npij таком иостроении схемы приходитс  измен ть глубину обратных св зей дл  сохранени  требуемых динамических качеств при переходе на режим работы с одним двигателем.

3

С целью повышени  надежности и исключени  коммутации при переходе с работы на одном двигателе к работе на двух двигател х II наоборот в предлагаемой схеме двухдвигатсльного след щего иривода с соединением двигателей через механический дифференциал стабилизади  обоих двигателей совместно с соответствующими преобразовател ми осуществл етс  ири помощи общих обратных св зей но скорости и токам иололиительных двигателей.

Схема иредложенного след щего иривода показан-а на чертеже.

Сигнал ощибки, полученный как разность между управл ющим воздействием |3(/) и регулируе1мой координатой а(/), иостуиает ка вход усилительного устройства /. К выходу усилительного устройства / подключены обмотки упра(Влени  преобразователей 2 и 3. Преобразователи 2 и 3 соединены с исполнительными двигател м.и 4 и 5 соответственно .

Углы поворота двигателей складываютс  на механическом дифференциале 6. Выходной вал дифференциала 6 соединен с нагрузкой иривода 7 через дополнительные кинематические передачи 8. Информаци  о положении нагрузки (.регулируема  координата) снимаетс  с датчика обратной св зи 9.

Стабилизаци  привода осуществл етс  с помощью сигналов, снимаемых с последовательно соединенных тахогенераторов 10 и //, св занных с валами исполнительных двпгателей 4 и 5, и сигналов, снимаемых с сериесных сопротивлений 12 и 13, которые поступают на вход усилительного устройства 1.

Сигнал обратной св зи по скорости, сиимаемый с последовательно соедппенных тахогенераторов 10 и //, содержит составл ющие, пропорциональные скорости вращени  первого и второго входного вала дифференциала. Выбор коэффициентов пропорциональности (например , регулировка возбуждени  тахогеператоров ) обеспечивает, чтобы этот сигнал был проиорц 1онален сумме скоростей входных валов дифференциала. Тогда, с учетом свойства дифференциала, что скорость выходного вала равна сумме скоростей входных валов, можно считать, что сигнал обратной св зи по скорости, снимаемый с последовательно соединенных тахогенераторов, пропорционален скорости вращени  выходиого вала дифференциала независимо от скоростей отдельных двигателей.

В двигател х посто нного тока с независимым возбуждением ток двигател  пропорционален моменту на валу двигател . Поэтому можно записать:

КШ 1 1 «1 + диф,(1)

ЛМ2  2 /р2 а., + ,(2)

где /р1, /р2 - моменты инерции роторов, Km, коэффициент пропорциональности между токами и момента .ми двигателей, М1лиф, Мадиф-моменты на выходных валах

дифференциала, д,, и - ускорени  на выходных валах

дифференциала.

Тогда суммарна  обратна  св зь по току определитс  выражением:

R.

Уос. , .М

1ди;1

С2

(3)

- «2 + Л12диф1,

где RCI, R-C4 - величины сериесных сопротивлений 12 и 13.

При иомощи регулировочных сопротивлений 14 и 15 можио скомпенсировать различие в величинах Rc - Rci и к - , отличие в величинах моментов инерции роторов в двигател х одного класса незначительно . Тогда можно записать, что

(/ост к /р (а, - а;) + ,„ф -;+ М,,„ф,(4)

где /( - коэффициент пропорциональности.

С учетом свойства дифференциала, что моменты на входных валах равны между собой , момент на выходном валу равен их полусумме , а ускорение выходного вала - сумме ускорений входных валов. Из уравнени  (4):

УОСТ к /р (al + аз) + /„ Яд + Мс (о)

или

/Лет /t (/р -f /н) ,

где /„ - момент инерции нагрузки, приведенный к выходному валу дифференциала ,

MC - внешний момент сопротивлени , действующий на нагрузку,

а, - ускорение выходного вала.

При анализе воиросов динамики внешний момент Мс можно исключ:ить из рассмотрени  и полагать, что сигнал обратной св зи пропорционален ускорению выходного вала дифференциала.

Следовательно, можно считать, что независимо от режима работы (одним двигателем или двум ), а также в иереходных режимах при подключении или отключении одного из двигателей сигнал стабилизирующих обратных св зей остаетс  пропорциональным скорости и ускорению выходного вала дифференциала .

Из теории систем автоматического регулировани  с параллельными обратными св