SU926747A1 - Способ управлени скоростью электропривода физиологической центрифуги и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

39 линейного во времени изменени  перегрузки . Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе управлени  скоростью электропривода физиологической центр фуги, по которому непрерывно измер ю действительное значение скоростиэле ктропривода, определ ют отклонение; действительного значени  скорости от заданного и регулируют его в сторону уменьшени , дополнительно непрерывно измер ют величину действительной перегрузки , по заданной величине скоро ти изменени  перегрузки определ ют величину перегрузки, соответствующую нижней границе рабочей зоны, по формуле «м--0.2. RMn где а величина перегрузки, соответствующа  нижней границе рабочей зоны; суммарный момент инерции эл ктродвигател  и рамы центри фуги, приведенный эл КГ м ; ктродвигател . заданна  величина скорости изменени  перегрузки, с ; допустимый предельный момен электропривода, Нм, непрерывно сравнивают величину дейст вительной перегрузки с заданной величиной устаэки перегрузки и с величиной перегрузки, соответствующей нижней границе рабочей зоны, по результатам сравнени  непрерывно формируют величину задани  текущего значени  перегрузки согласно соотношени м () при и аа.а„ (,,) при ад ау и при и Ct;) (ат9-ау) при аэ Зу, где ат величина задани  текущего значени  перегрузки; Эу заданна  величина уставки перегрузки, лежаща  в пределах рабочей зоны или рав на  нулю; ) величина задани  текущего значени  перегрузки в моме времени tt изменени  coi- ласно программе испытаний величины уставки перегрузки; t - врем , с; ад - величина действительной перегрузки , величинузадани  текущего значени  перегрузки преобразуют в величину задани  текущей скорости электродвигател  по формуле где и}т - величина задани  текущей скорости электродвигател , рад/С} и отрабатывают эту величину. В устройство дл  реализации способа управлени  скоростью электропривода физиологической центрифуги дополнительно введены первый и второй дискриминаторы, двухканальный селектор, схема совпадени , задатчик интенсивности, первый ч/i второй квадраторы, задатчик величины уставки перегрузки, задатчик величины скорости изменени  перегрузки и преобразователь дл  извлечени  квадратного корн , соединенный выходом с вторым входом регул тора скорости, а входом - с выходом задатчика интенсивности , подключенным первым входом к задатчику величины скорости изменени  перегрузки, а вторым входом к выходу двухканального селектора, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с задатчиком величины уставки перегрузки и выходом первого квадратора, подключенного входом к задатчику величины скорости изменени  перегрузки, первый управл ющий вход двухканального селектора соединен с пр мым, а второй - с инверсным выходом схемы совпадени , подключенной к выходам первого и второго дискриминаторов, первые входы которых подключены к выходу второго квадратора, соединенного входом с тахогенератором, а вторые входы соответственно - к выходу первого квадратора и к задатчику величины уставки перегрузки. На фиг. 1 приведена функциональна . схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - типова  диаграмма изменени  перегрузки в процессе испытаний; на фиг. 3 трапецеидальные временные диаграммы изменени  перегрузки. Устройство содержит электродвигатель 1 с тахогенератором 2 на валу, подключенным к первому входу регул тора 3 скорости, соединенным выходом с входом вентильного преобразовател  k, выход которого подключен к  корю электродвигател  1. Второй вход регул тора 3 скорости соединен с выходом преобразовател  5 дл  извлечени  квад ратного корн , , вход которого подключён к выходу задатчика 6 интенсивности . Информационный вход задатчика интенсивности соединен с выходом двух канального селектора 7. Информационный вход двухканального селектора 7 подключен к выходу первого квадратора 8. Управл ющие входы двухканального селектора 7 через схему совпадени  9соединены с выходами дискриминаторо 10и 11, первые входы которых подключены к выходу второго квадратора 12, вход которого соединен с тахогенератором 2. Второй вход первого дискриминатора 10 подключен к выходу первого квадратора 8, а второго дискрймина тора 11 - к задатчику 13 величины уставки перегрузки, а вход квадратора 8 соединен с задатчиком } величины ско рости изменени  перегрузки и с задатчиком 6, задатчик 13 соединен с вхо-. дом двухканального селектора 7. Способ осуществл етс  следующим образом. При линейном во времени изменении величины перегрузки а интенсивностью скорость ui и момент М электрода измен ютс  Согласно формулам . (1) М 0, У,Д- , (2) . к-а где ip - передаточное число редуктора; R - радиус рамы центрифуги; g - ускорение свободного падени  ; J - суммарный момент инерции электродвигател  и рамы цeнт рифуги, приведенный к валу электродвигател .

Как следует из формулы (2) момент электропривода М при заданной скорости изменени  перегрузки Л зависит от величины перегрузки.а и при а О М о«. Таким образом, по энергетическим возможност м электропривода принципиально нельз  обеспечить линейное во времени изменение перегрузки во всем диапазоне от О до заданной величины перегрузки д,. Рабоча  зона,т.е. зона, где возможна реализаци  линейЕсли в момент времени величина уставки перегрузки задаетс  , то в течение времени tz выполн ютс  услови  аа ау, ад а„ и величина задани  текущего значени  перегрузки формируетс  в соответствии с формулой аг : t от нул  до величины а „(сплошна  лини ) , достига  последней в момент времени t и остава сь неизменной в интервале времени t j-tj.Обеспечить заданную скорость изменени  ного во времени изменени  перегрузки, имеет ограничение по минимальной величине перегрузки. Величина перегрузки а , соответствующа  нижней границе зоны, определ етс  по формуле (2) из услови  достижени  моментом М допустимой предельной дл  электропривода величины Мр gi| J У а„ - 0,25 При определенных конструктивных параметрах центрифуги и мощности электропривода величина а зависит только от заданной скорости изменени  перегрузки f. 2 « ан К.,Iff где К., 0,25 Щ- (Ю Способ управлени  скоростью электропривода физиологической центрифуги предусматривает непрерывное измерение и сравнение действительного lOa и заданного «А, значений скорости . Величина последнего зависит от величины задани  текущего значени  перегрузки а-р и)т , где KO . (5) Величина задани  текущего значени  перегрузки а определ етс  заданной величиной скорости изменени  перегрузки V , моментом времени t и соотношением между величиной деиствительнои перегрузки ад KIJJ ц)э , где К и величинами заданной установки перегрузки ау и перегрузки, соответствующей нижней границе рабочей зоны а„ (4). Типова  диаграмма изменени  пере- . грузки в процессе испытаний (фиг. 2) состоит из отдельных треугольных и трапецеидальных, диаграмм, поэтому в альнейшем будет рассматриватьс  отельна  трапецеидальна  диаграмма изменени  перегрузки в процессе испытаний (фиг. 3). 7.9 Ч действительной перегрузки а а электропривод по своим энегетическим возможност и не в состо нии. В течекие времени tg момент электропривода равен предельному Мп и, следовательно действительна  скорость электропривода и)3 измен етс  по линейному,а действительна  перегрузка аэ по параболическому во времени законам.Следует отметить, что на этом участке clad - -4 SI, т.е. скорость изменени  величинМ действительной перегрузки не превьйыает заданную. В момент времени-12 величина действительной перег{ узки вд достигает величины Зн, соответствующей нижней границе рабочей зоны.. В интервале времени выполн ютс  условий аа ац и и величина задани  текущего значени  перегрузки а- формируетс  в соответствии с формулой а, а от а до ау, достига  последней в момент времени tj. На этом участке и, следовательно , энергетические возможности электропривода позвол ют обеспечить изменение перегрузки ад с требуемой скоростью 1-f. На интервале времени tj - t, выполн ютс  услови  аа а,., ад аи и величина задани  текущего значени  перегрузки ат остаетс  неизменной и равной ау, , т.е. а г Эу. Длительность интервала определ етс  момен- 35 том изменени  величины уставки перегрузки а у и, в частном случае, при треугольной диаграмме изменени  перегрузки может быть равной нулю. В момент времени t ц задаетс  величина уставки перегрузки ay,j 0. С этого момента выполн етс  условие и величина задани  текущего значени  перегрузки и т формируетс  . в соответствии с формулой аг , где T-Ctj) ЗУ - величина зада ;ни  текущего значени  перегрузки в MOMeHt времени tj. t, изменени  сог ласно программе испытаний величины уставки перегрузки. Величина а измен етс  с заданной скоростью л достигает нулевого значени  в момент времени tg. Величина действительной перегрузки ад уменьшаетс  с заданной скоростью if до величины ан, соответствующей нижней границе рабочей зоны, которую достигает в момент вре мени te. С этого момента из-за энер78 гетических возможностей электропривода величина действительной перегрузки ае снижаетс  по параболическому закону, достига  нулевого,значени  в момент времени ti, при этом daa и, dt Как следует из рассмотренного примера , способ управлени  скоростью Электропривода физиологической центрифуги позвол ет обеспечить с задан ., скоростью линейное во времени изменени  перегрузки в рабочем диапазоне . Скорость изменени  перегрузки в процессе испытаний не превышает заданной, что обеспечивает безо .пасность испытател . Известные способы управлени  скоростью электропривода не обеспечивают выполнени  этого услови  (фиг. 3, пунктирна  лини ). Формировани  задани  текущего значени  перегрузки в соответствии с формулой ат yt от нул  до значени  а у приводит к тому, что из-за энергетических возможностей электропривода скорость изменени  действительного значени  перегрузки ад в интервал времени t - flj превышает заданную, так как электропривод стремитс  на этом участке устранить накопившуюс  за врем  t ошибку . Учитыва , что испытани  могут Г1РОВОДИТСЯ при заданных значени х У , близких к предельным, это представл ет опасность дл  жизни испытател . Устройство работает следующим образом . Вентильный электропривод, состо щий из электродвигател  1 с тахогенератором 2 на валу, вентильного преобразовател  k и регул тора 3 скорости , обеспечивает обработки заданного текущего значени  скорости иЗу , поступающего на второй вход регул тора . I V 11Ъ( h«( f t J 9 r I Л 3 скорости, путем непрерывного сравнени  этого сигнала с величиной действительного значени  скорости и)о , поступающего с тахогенератора 2 не первый вход регул тора 3 скорости воздействи  на вентильный преобразователь k с целью уменьшени  этого отклонени . В частном случае регул  ор 3 скорости может иметь в своем составе внутренний контур регулировани  тока электродвигател . Программой испытаний задаетс  величина уставки перегрузки ау и

величина скорости изменени  перегруз ки У . Сигнал if поступает на вход первого квадратора 8, выходной сигнал которого пропорционален величине перегрузки, соответствующей нижней границе рабочей зоны а (4). Действительное значение перегрузки а э формируетс  на выходе второго квадратора 12, на вход которого поступает сигнал и)з с тахогенератора 2, пропорциональный скорости электродвигател  1 (6).

Сигнал задани  текущего значени  скорости и5т формируетс  на выходе преобразовател  5 дл  извлечени  квадратного в соответствии с сигналом задани  текущего значени  перегрузки 3(1), поступающего на его вход с выхода задатчика 6 интенсивности .

ЗадатчиК 6 интенсивности формирует выходной сигнал а линейно измен ющимс  во времени с темпом, завис щим от поступающего на вход сигнала , до достижени  входным сигналом уровн  сигнала на.информационном входе. Последний поступает с выхода двухканального селектора 7.

.

На выход двухканального селектора 7 проходит один, из сигналов a,j или ац, поступающих на его информационные входы А1 и А2 в соответствии со .

значени ми сигналов Vay, VOH на управл ющих входах VI и V2, которые определ ютс  схемой, состо щей из двух дискриминаторов 10 и 11 и схемы 9 совпадени . Таблица состо ний дл  нее

Jимеет вид.

Claims (2)

1. Работу устройства рассмотрим на примере отработки временной диаграммы изменени  перегрузки (фиг. 3).Во временном интервале 0-tg соотношение уровней входных сигналов дискриминаторов 10 и 11 соответствует № 1 ((таблица). Единичное .значение сигнаf a Va обуславливает прохождение на {выход селектора 7 сигнала а- Задатчие . 6 интенсивности формирует с заданной скоростью изменение величины задани  текущего значени  перегрузки ат, котора  достигает значе ни  Эн в момент времени t4 и остает с  неизменной в интервале . В момент tg величина действительной перегрузки достигает значени  ajj и начинает выполн тьс  условие № 2. Это означает, что единичное значение принимает сигнал Vay, а на выход селектора 7 проходит сигнал ау. С момента времени tg задатчик 6 интенсивности формирует с заданной скоростью У изменение величины задани  текущего значени  перегрузки а от а „ до ац, . Величина действительной перегрузки ад на этом участке измен етс  с заданной скоростью j , достига  значени  а у в момент времени tb. Во-временном интервале t,-tj, соотношение уровней входных сигналов дискриминаторов 10 и 11 соответствует № 3. Изменений в управл ющих сигналах Vay и VOH не происходит, и на выходах селектора 7 и задатчика 6 интенсивности сигнал равен Оу. В момент времени ti, задаетс  величина уставки перегрузки а, О, что 113 приводит к выполнению услови  № Ц, Единичное значение управл ющего сигнала Vtty определ ет прохождение на выход селектора сигнала а у д. уменьшение выходного сигнала задатчи КЗ 6 интенсивности от значени  а до О с заданной скоростью изменени  Ч Во временном интервале tij-ts величина действительной перегрузки ад умен шаетс  с требуемой скоростью Sf,достига  значени  а „ & момент времени tj. С этого момента соотношение уров ней вь(ходных сигналов соответствует N° 5, управл ющий сигнал Voyсохран ет единичное значение,-а величина дейст вительной перегрузки а а уменьшаетс  по параболическому закону. Предлагаемый способ управлени  ск ростью электропривода физиологическо центрифуги и устройство дл  его осу ществлени  обеспечивают с заданной скоростью линейное во времени измене ние перегрузки в рабочем диапазоне дл  повышени  безопасности испытател . Формула изобретени  1, Способ управлени  скоростью электропривода физиологической центрифуги , по которому непрерывно измер ют действительное значение скорости электропривода, определ ют отклонение действительного значени  скорости от заданного и регулируют его в сторону уменьшени , о т л и ч а ющ и и с   тем, что,с целью повышени  безопасности испытаний путем обе печени  линейного во времени изменени  перегрузки, дополнительно непрерывно измер ют величину действительной перегрузки, по заданной величине скорости изменени  перегрузки определ ют величину перегрузки, соответствующую нижней границе рабочей зоны, по формуле г И .- R7T4| V радиус рамы центрифуги, м; передаточное число редуктора; ускорение свободного падени , величина перегрузки, соотвeтctвyющa  нижней границе рабочей зоны; суммарный момент инерции электродвигател  и рамы центрифуги, приведенный к валу электродвигател . 7 заданна  величина скорости изменени  перегрузки, с допустимый предельный момент электропривода, Нм, непрерывно сравнивают величину действительной перегрузки с заданной величиной уставки перегрузки и с величиной перегрузки, соответствующей нижней границе рабочей зоны, по результатам сравнени  непрерывно формируют величину задани  текущего значени  перегрузки согласно соотношени м а (0«ат ац) при и н - а„ (artSa-v ay) при и при а 9 . а у и ат .) - /t () при , где величина задани  текущего значени  перегрузки ; : ау- заданна  величина уставки перегрузки , лежаща  в пределах рабочей зоны или равна  нулю; )- величина задани  текущего значени  перегрузки в момент времени t изменени  согласно программе испытаний величины уставки перегрузки; t - врем , с,аа- . величина действительной пере . грузки, величину задани  текущего значени  перегрузки преобразуют в величину задани  текущей скорости электродвигател  по формуле -i-pV гдеи)- величина задани  текущей скорости электродвигател , рад/с, и отрабатывает эту величину. 2. Устройство/дл  реализации способа управлени  скоростью электропривода физиологической центрифуги,содержащее электродвигатель с тахогенератором на валу, подключенным к первому входу регул тора скорости, соединенного выходом с входом вентильного преобразовател , выход которого подключен к  корю электродвигател , оУли чающеес  тем, что, с целью повышени  безопасности испытаний путем обеспечени  линейного во времени изменени  перегрузки, в него дополнительно введены первый и второй дискриминаторы, двухканальный селектор , схема совпадени , задатчик ин-, тенсивности, первый и второй квадраторы , задатчик величины уставки перегрузки , задатчик величины скорости изменени  перегрузки и преобразовате дл  извлечени  квадратного корн ,сое диненный выходом с вторым входом ре ул тора скорости, а входом - с выходом задатчика интенсивности, подключенным первым входом к задатчику величины-скорости изменени  перегрузки а вторым входом - к выходу двухканал ного селектора, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с задатчиком величины уставки перегрузки и выходом первого квадратора, подключенного вх дом к задатчику величины скорости из менени  перег эузки, лервый управл ющий вход двухканального селектора соединен с пр мым, а второй - с инверсным выходом схемы совпадени , подключенной к выходам первого и , второго дискриминаторов, первые входы которых подключены к выходу второго квадратора, соединенного входом с тахогенератором, а вторые входы соответственно - к выходу первого квадратора и к задатчику величины уставки перегрузки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Архипцев Ю.Ф., Крикунов В.Л. Бесконтактна  система автоматического управлени  приводом центрифуг. Бюллетень технико-экономической информации , изд-во ГОСИНТИ, 19б7, f 7.
2. 2.Иванов Г.М., Крикунов В.Л., Рейгольд Ю.Р. Комплектный тиристорный электропривод центрифуги с программным управлением. Электротехническа  промышленность , сер. Электропривод, вып. 7/51, Йнформэлектро, 1976.

   Фыг. /