SU903804A1 - След щий электропривод - Google Patents

Description

(54) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

1

Изобретение относитс  к системе автоматического регупировани  и может быть использовано в радиостроении и приборостроении.

Известен след щий электропривод, содержащий в цепи управлени  испопнитет1Ь- ным эпектродвигатепем сегаьсин и синхронный тахогенератор 11.

Однако кинематически взаимосв занный тахогенератор не удовлетвор ет требовани м по надежности из-за сложности кинематики, и па точности, иэ-за несовпадени  характеристик усипитепей, примен емых в электронной схеме управлени .

Наиболее бпизким по технической сущности к предпагаемому  вл етс  спед - ща  система, содержаща  датчик и приемник , выход которого через усигштепь подключен к испопнитепьному эпектродвигатепю , эпектронную схему управлени , вход которой подключен к датчику, ft выход - к:уси1штегао, причем ротор испопнитепьного двигател  через редуктор

св зан с вращающимс  элементом дат- чика 2.

Claims (2)

1. К недостаткам известного устройства относ тс  ограниченна  точность спеже- ни , поскольку при изменении нагрузки или скорости вращени  возникает разность угловых положений входного и выходного валов в виде ощнбки, величиной до - где и - число электрической редукции дл  многопопюсных датчиков или передаточное отношение между чувствительной осью объекта и датчиком. Известна  спе- д ша  система предназначена дл  работы в устройствах автоматики и вычислительной техники, где требовани  к ее динамической точности понижены, учитываетс  пишь ее статическа  точность при отработке угла рассогласовани , а не в динамике переходных процессов, таким образом допускаетс  использование двух каналов регулировани  грубого и точного, что в случае непрерывной работы след щего электропривода в широ- :ком диапазоне изменени  скорости приводит к посто нным колебани м угпа рассог пасовани . Кроме того, работа приводного электродвигател  при неизменном моменте нагрузки в услови х мен ющейс  скорости требует пропорционального изменени  мощности на его валу, что может быть обеспечено описанной системой при неизменном коэффициенте усилени  усилител  путем изменени  угла рассогласовани  и при уветшчении скорости, практически переходом на грубый канап слежени , а также к перерегулированию, т.е. ошибка снижени  может достигнуть 360. К недостаткам системы можно отнести большое число соединительных проводов, посколько св зь между датчиком и приемником осуществп етс  не только сигнальными пини ми, но и двухпроводной пинией питани , что большой удаленности датчика от приемника иногда неприемлемо, а также относите1изно сложную электронную схему управлени  и наличие электромеханического переключающего блока, что снижает надежность системы. Цегаь изобретени  - повышение точности слежени , устойчивости в широком диапазоне скоростей и надежности работы Эта цель достигаетс  тем, что в след щий электропривод, содержащий датчик и приемник углового положени , кинематически св занный через редуктор с исполнительным двигателем, введены последовательно соединенные выпр митель, пороговое устройство и электронный ключ, выходом подключенный к двигателю, и последовательно соединенные детектор огибающей, формирователь импульсов, одновибратор , интегратор, выход которого соединен с инверсным входом порогового устройства, причем вход выпр мител  подключен к выходу приемника углового положени , а вход детектора огибающей - к выаюду датчика углового положени . На фиг. 1 представлена блок-схема след щего электропривода; на 2 временные диаграммы, по сн ющие процесс; на фиг. 3 - то же, при увеличиваю щейс  скорости. След щий электропривод содержит датчик 1 и приемник 2 угпового положени , соединенные пинией св зи, иапример се ь синную пару в трансформаторном режиме, исполнитепьный эпектродвигатепь посто нного тока, кинематически св занный черюз редуктор 4 с приемником 2 угло вого положени , последовательно соединённые детектор огибакицей 5, формироватетш 6 импупьсов, одновибратор 7 и интегратор 8, выпр митель 9, подключенный к выходу приемника 2 угпового положени , пороговое устройство 1О, управл ющий вход 11 которого подключен к выходу выпр мител  9, инверсный опорный вход 12 - к выходу интегратора 8, а выход - ко входу ключа 13, выход которого подключен к исполнительному электродвигателю 3 посто нного тока. След щий привод работает следующим образом. Пульсируклций магнитный поток об , мотки возбуждени  сельсин-датчика 1 индуцирует в лучах обмотки синхронизации ЭДС. fcyriax г fvv,ax cos(0(j - lao) COS (Qg 1- iao°), 5 ctTtcKx наибольшее действующее значение ЭДС, возникающее в луче обмотки синхронизации; угол поворота ротора датчика относительно нулевого положени . Линейна  ЭДС, индуцируема  во втором и третьем лучах обмотки синхронизации сельсин-датчика 1, модулируетс  по закону 2,5 Ew,ax sin (alht t Lg), где h - скорость вращени  ротора, об/ед. времени; начальное смещение ротора сельсин-датчика 1. Таким образом, огибающа  линейной ЭДС несет информацию о скорости вращени  ротора сельсин-датчика 1. Данный сигнал поступает на входы детектора огибающей 5, выполненного в виде последовательно соединенных двухполупёриодного выпр мител  и зар дной цепи (на схеме не показаны)- на выходе которого образуетс  пульсирующий сигнал, форма которого и частота соответствует огибающей линейной ЭДС, т.е. соответствует скорости вращени  ротора сельсин-датчика 1. В обмотке возбуждени  приемника 2 наводитс  выходна  ЭДС промодулированна  по закону 6 -максик альное значение вы , ходной ЭДС; -угол расеогласовани  между приемником н датчиком. мотки возбуждени , выпр мленное выпр мителем 9, поступает на управп к ший вход 11 порогового устройства 10 . в виде импульсов, частотой следовани  1ОО Гц и амплитудой, завис щей от угла рассогласовани . При определенном угле рассогласовани  9, на определенном уровне срабатывани  порогового устройства 10, на -выходе последнего формируетс  сери  импульсов, отпирающа  ключ 13, который подает питающее напр жение на исполнительный двигатель 3 и доворачивает его ротор до согласованного положени . Врембнные диаграммы выходного сигнала выпр мител  пред- . ставлены на фиг. 2а, где вепичина ампли туды Eg дана при посто нном угле рас ,согласовани  6, а 6 и , - пороги срабатывани  порогового устройства 10, на фиг. 26 и в показаны импульсы напр жени  питани  двигател  3 - (аЬ, формируемые последовательно соединенными пороговым устройством 10 и ключом 13 из импульсов выпр мленного напр жени , поступающего с выпр мител  9. Из временных диаграмм (фиг. 2) еледует , что при одном и томже угпе рассогласовани  0 путем изменени  порога срабатывани  порогового устройства 10 можно изменить ширину импульсов напр жени  питани  исполнительного электродвигател  и мощность, развиваемую на его валу. С другой стороны, дл  увеличени  скорости вращени  вала исполнительного электродвигател  требуетс  уменьщение скважности импульсов напр жени , питанлцих электродвигатель 3, т.е. увеличение их длительности при посто нном периоде следовани , что в свою очередь увеличиваети мощность на его валу, при посто нном моменте нагрузки. При выбранном способе формировани  импупьсов управлени  электродвигател  3 это возможно путем увеличени  угла рассогласовани  9 при увеличении скорости при посто нном пороге сравнени  C cohst порогового устройства Ю, т.е. уве/шченй  амплитуды сигнала EQ, что приводит к .колебани м угпа 9 в зависимости от ско рости слежени  или - уменьшению динамической точности. Регупирование порога срабатывани  порогового устройства 10 в зависимости от скорости привода |(v) позвоп ет при неизменной амппитуде выходного сигнала приемника 2,. т.е. при неизменном угпе зависимости скважности импульсов питани  эпектродвигатёп  3 (дпитепьность импульсов питани ) от скорости привода и пр мой зависимости привода в соответствии с изменением его скорости. Данна  функциональна  св зь обеспечиваетс  путем формировани  опорного напр жени , поступающего на инверсный опорный вход 12 порогового устройства ,10, в зависимости от скорости слеже ,ни . Дл  этого на выходы детектора огибающей 5 поступает линейное напр жение с линии синхронной св зи датчика 1 с приемником 2. Детектор огибающей 5 выполнен в виде последовательно соеди- ненныхдвухполупериодного выпр мител  , и зар дной цепи (на схеме не показаны) подключен ко входу формировател  6. например порогового элемента, который импульсирующий сигнал с выхода детектора огибающей 5 преобразует в пр моугольные импульсы, частота следовани  которых равна частоте пульсации. Сформированный сигнал поступает на вход одновибратора 7 (например, задержанноо мультивибратора), на выходе которо ° формируютс  импуПьсы, нормирован ью по длительности (определенной хро ирукшей цепью одновибратора), с часто следовани , равной частоте входного сигнала. Импульсы с выхода одновибратора7 поступают на вход интегратора 8, на выходе которого вырабатываетс  посто нное напр жение, уровень которого соответствует интегралу напр жени  на входе з& период следовани  импульсов. Временные диаграммы описанного про увеличивающейс  скорости приведены на фиг. 3, где UQ - пульсирующий сигнал на выходе детектора огибающей 5; ф - порог срабатывани  формировател ; Dm - импульсы на выходе формировател  6; Т .- период следовани  (Т Т, Т ... при V, /г Vj). UOQ - нормированные по длительности и амплитуде импульсы на выходе одновибратора (Тц const); Uu - напр жение на выходе интегратора (заштриховано) при увеличивающейс  скорости. Опорное напр жение, величина которого пропорциональна  скорости слежени , поступает на инверсный опорный вход 12 порогового устройства 1О. Пороговое устройство 10 выполнено на основе дифференциапьного усйпитеп  с гпубокой положитепьной обратной св зью , пр мой вход которого  вл етс  управл ющим 11 входом порогового устройства 10, а к инверсному входу усипигел  через инвертор подключен опорный аход 12 порогового устрюйства. Таким эбразом, при изменении скорости опорное напр жение на инверсном входе диф ференциапьного усилител  мен етс  в обратной зависимости по отношению к скорости , что приводит к .уменьшению порогов срабатывани  порогового устройства 1О при увеличении скорости привода. Конкретное испопнение порогового устройства 10 на схеме фиг. 1 не раскрыто и может иметь другие варианты. Пороговое устройство 10 вырабатывает пр моугольные импульсы, управл ющие к;1ючом 13, который коммутирует цепь питани  исполнительного электродвигател  3, например  корную пепь двигател  посто нного тока, при этом длитель ность импульсов напр жени  питани  электродвигател  равна длительности импульсов управлени , Котора  определ етс  скоростью слежени . .Поскольку фронты выпр мленных сину соидальных сигналов на небольших участках , практически линейны, можно прин ть что пороговое устройство Ю управл етс  с выпр мител  9 импульсами треуголь ной формы. Таким образом, осуществл етс  ШИрОТНО-импульсна  модул ци  пи- тани  электродвигател  3 импульсами, длительность которых зависит от скорости привода, при посто нной частоте следовани  f CS 1ОО Гц. С ростом длительности импульсов растет мощность на валу электродвигател  3, что при посто нном моменте нагрузки обеспечивает пропорциональное возрастание скорости. На фиг. 2 представлены времен шш диаграммы, по сн кшие процесс ; а - сигнал, поступак ций на вход порогового устройства lOj 5 - управлени  двигателем при пониженной скорости приводи | - импульсы управлени  двигателем 3 при повышенной скорости привода , - порог срабатывани  при скорое ти %. i, - порог срабатывани  при скорости . - напр женке иатаии  дв гатеет, при этс. Vj ; Уг 90 4 Изменением порога срабатыванию Е порогового устройства 1О в обратной зависимости по отношению к скорости привода обеспечиваетс  регулируема  обратна  св зь, что позвол ет обеспечить посто нство угла рассогласовани  при мен ющейс  в широком диапазоне скорости слежени , и следовательно повысить динамическую точность. Устойчивость системы обеспечиваетс  выбором пределов изменени  порога Е. Надежность предлагаемого электропривода -увеличиваетс  путем исключени  электромеханического переключающего и уменьшением количества проводНИКОЕ св зи приемника с датчиком. Таким образом, включение в предлагаемый след щий электропривод последовательно соединенных детектора огибаю- щей входы которого подключены к линии св зи датчика с приемником, формировател , одновибратора и интегратора, а также выпр мител , подключенного к вы- оду приемника, порогового устройства, управл ющий вход которого подключен к выходу выпр мител , инверсный опорный вход - к выходу интегратора, а выход через ключ - к исполнительному электродвигателю , позвол ет повысить точность, устойчивость и надежность работы привода в широком диапазоне скоростей. Формула изобретени  След щий электропривод, содержащий датчик и приемник углового положени , кинематически св занный через редуктор с исполнительным двигателем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  .точности спежени , устойчивости в широком диапазоне скоростей и недежности работы, в него введены последовательно соединенные выпр митель, пороговое устройство и элэктронный ключ, выходом подключенный к двигателю, и последоватегаьно соединенные детектор огибающей, формирователь импульсов. одновибратор, интегратор, выход которого соединен с инверсным входом порогового устройства, причем вход выпр мител  подключен к выходу приемника углового положени , а вход детектора огибающей - к выходу датчика углового положени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 433447, кп. G 11 В 5/00, 1974.
2. 2.Авторское свидетепъство СССР № 318906, KI1. G 05 В 11/06, 1971 (прототип).

   а Et

   N

   /

   /