SU436424A1 - Способ пуска и торможения электропривода постоянного тока с люфтом в кинематическойпередаче - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам управлени  электроприводами механизмов с большими моментами инерции и с люфтом в кинематической передаче.

Момент приводного двигател  таких механизмов в переходных режимах пуска и останова имеет в основном динамическую составл ющую , необходимую дл  преодолени  инерции движущихс  масс.

Редукторы, соедин ющие двигатель с механизмом , в силу конструктивных особенностей обычно имеют люфт в передаче. При высоких значени х передаточного числа, что имеет место при многоступенчатых редукторах, люфт достигает значительной величины. Поэтому на некоторое врем  разгона, а также торможени  двигатель выходит из сцеплени  с механизмом . Поскольку  корь двигател  имеет значительно меньший момент инерции, чем сам механизм, он за это врем  успевает существенно увеличить (при разгоне) или снизить (при торможении) свою скорость, а следовательно , и запас кинетической энергии. После окончани  выбора люфта двигатель входит в зацепление с механизмом, причем этот процесс сопровождаетс  ударом из-за различи  скоростей двигател  и механизма, а также вследствие того, что механизм из-за значительного момента инерции не может резко изменить-свою скорость.

При вхождении в зацепление скорости двигател  и механизма выравниваютс  за счет перехода кинематической энергии двигател , запасенной при выборе зазора, в потенциальную энергию деформаций, что может вывести механизм из стро .

В механизм с большими моментами инерции рабочих органов большое значение имеет также характер нарастани  ускорени  после

окончани  выбора люфта и последующего перехода к рабочему движению, поскольку от его интенсивности зависит последующий рывок в передаче (рывок определ етс  производной от ускорени  по времени). Поэтому

плавность нарастани  (спадани ) ускорени  (разгон и соответственно торможение) играют важную роль в пуско-тормозных режимах механизмов с большим моментом инерции.

Существующие способы пуска и останова электроприводов механизмов с больщим моментом инерции и люфтом в передаче не обеспечивают должной плавности нарастани  (спадани ) ускорени  после окончани  выбора зазора. Это приводит к завышенным значени м рывков в механизме после выбора зазора , что отрицательно сказываетс  на работе механизма в целом (например, к недопустимой раскачке ковша у одноковшового экскаватора ).

Кроме того, завышение значени  рывков отрицательно сказываютс  на состо нии людей (например, наход щихс  на поворотной платформе экскаватора).

Предлагаемый способ пуска и останова электропривода посто нного тока с люфтом в кинематической передаче позволит при высокой эффективности ограничени  ударов ограничить рывки в механизме после окончани  выбора зазора и при последующем переходе к полезному движению.

Дл  уменьшени  ударов в передаче скорость двигател  во врем  выбора люфта должна нарастать (при разгопе) или спадать (при торможении) плавно, ускорение при этом должно выбиратьс  из условий ограничени  приращени  кинетической энергии (за врем  выбора люфта) на безопасном уровне. В рабочем же режиме после выбора люфта ускорение должно быть максимально допустимым . Поэтому переход от режима выбора люфта (минимальное ускорение) к рабочему (максимально допустимое ускорение) должен производитьс  путем плавного нарастани  ускорени  во времени дл  того, чтобы рывок в передаче не превышал допустимой величины . Наилучший характер нарастани  ускорени  пр молинейный; при этом величина рывка посто нна.

С целью уменьшени  ударов и рывков в кинематической передаче постепенное увеличение и уменьшение напр жени  на  коре электродвигател  производ т в параболической зависимости от времени.

Действительно, при параболическом характере кривой нарастание скорости при разгоне выбор люфта происходит на начальном участке параболы, практически не отличающемс  от лр мой линии и на .котором укорение невелико и посто нно.

По мере окончани  выбора зазора и перехода к рабочему режиму нарастание скорости происходит круче. Ускорение, следовательно, возрастает плавно по линейному закону, а рывок посто нен и ограничен допустимым значением.

При параболическом законе «арастани  напр жени  на  коре двигател  во времени t по этому же закону практически растет его скорость

V U,

где К - посто нна  величина, определ ема 

параметрами привода.

Ускорение а, как производна  от скорости V по времени

а - 1U,

при этом растет во времени пр молинейно (т. е. плавно). Рывок же р, т. е. производна  от ускорени  а по времени

р 2К,

 вл етс  посто нным и ограниченным.

Па чертеже приведена схема одного из вариантов устройств, реализующего предложенный способ.

Схема содержит: релейный элемент 1, инте5 гратор 2, задающую обмотку управлени  возбудител  генератора 3, обмотку отрицательной обратной св зи по напр жению генератора 4, возбудитель генератора 5, независимую обмотку возбуждени  генератора 6, генератор 0 с критическим самовозбуждением 7, параллельную обмотку возбуждени  генератора 8, приводной двигатель механизма 9, тахогенератор 10. Прин ты следующие обозначени : Us - сигнал задани ; L/oc - сигнал отрица5 тельной обратной св зи по скорости.

Генератор 7 имеет две обмотки возбуждени : параллельную 8, включенную на  корь и имеющую параметры критического самовозбуждени , и независимую 6, включенную на 0 выход возбудител  5.

Напр жение генератора с критическим самовозбуждением при питании независимой обмотки напр жением, посто нным по величине , нарастает по закону:

5Ur aU.f,

где Ur - текущее значение напр жени  генератора;

Us - напр жение по обмотке независи0мого возбуждени ;

а - коэффициент пропорциональности, определ емый параметрами генератора;

t - врем ; 5 а спадает по закону:

Uf -. t/r. -

Задающий сигнал f/з поступает на вход релейного элемента 1, выходное напр жение которого f/p посто нно и не зависит от величины задающего сигнала. Выходное напр жение релейного элемента определ етс  наличием или отсутствием сигнала на его входе. Посто нное выходное напр жение релейного

5 элемента поступает на вход интегратора 2.

Выходное напр жение интегратора t/и, измен ющеес  по закону (при L/p const):

,

поступает на вход возбудител  генератора 5. Напр жение на независимый обмотке генератора при этом измен етс , согласно выражению

„-Pf/p-/,

где р - коэффициент усилени  возбудител .

Таким образом, напр жение генератора при разгоне измен етс  по параболическому закону:

.Uy-i k-t

где k a.-Up.

По этому же параболическому закону из65 мен етс  и скорость двигател  поворота 9 с

независимым возбуждением, питающегос  от генератора 7. Параметры параболы настраиваютс  из условий обеспечени  минимальных ускорений в процессе выбора зазоров и ограничени  до допустимой величины ускорени  в конце разгона. Когда скорость двигател  достигает заданной величины, сигнал обратной св зи 110 скорости /ос становитс  равным 110 величине задающему сигналу. При этом сигнал релейного элемента 1 исчезает и его выходное напр жение становитс  равным нулю . Процесс интегрировани  прекращаетс , и интегратор фиксирует накопленное за врем  разгона напр жение.

Отрицательна  обратна  св зь по напр жению генератора фиксирует напр жение генератора , а следовательно, и скорость двигател  на полученном уровне.

Процесс торможени  начинаетс  при снижении (или сн тии до нул ) задающего сигнала . При этом сигнал обратной св зи по скорости становитс  больше сигнала задани  и результирующий входной сигнал релейного элемента мен ет знак; на его выходе по вл етс  посто нное напр жение, равное по величине выходному напр жению при разгоне, но с обратным знаком (-Ур). Напр жение генератора спадает по параболическому закону с теми же параметрами параболы, что и при разгоне:

f/r и,, - Ш

Таким образом, как при разгоне, так и при торможении реализуетс  параболический закон изменени  напр жени  генератора и скорости двигател , что обеспечивает ограничение ударов и рывков в кинематической передаче в процессе выбора люфтов.

15

Предмет изобретени 

Способ пуска и торможени  электропривода посто нного тока с люфтом в кинематической передаче путем соответственно увеличени  или уменьшени  напр жени  на  коре электродвигател , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  ударов и рывков в кинематической передаче, увеличение и уменьшение напр жени  производ т в параболической зависимости от времени.