Электропривод с упругой механической связью
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах драглайнов, кранов, лифтов. Электропривод построен по принципу подчиненного регулирования с регуляторами 5,6 скорости и тока и снабжен узлом 9 параллельной коррекции , соединенным своим входом с выходом датчика 7 скорости, а выходом с входом регулятора тока 6. Эффективное гашение колебаний обеспечивается не только при работе на линейном участке характеристики регулятора скорости, но и при работе на участке ограничения, причем не только при больших значенияхкоэффициента соотношения массу , но и при малых их значениях, близких к единице. Предложение позволяет уменьшить длительсл с: ность переходного процесса на этапе перехода к установившемуся движению на 25-40%. 2 ил. ю :д .tc
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) А1
g1) 4 Н 02 Р 5/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Рие. 4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3810944/24-07 (22) 11.11.84 (46) 07.12.86; Бюл. 9 45 (71) Московский ордена Трудового
Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (72) В.Я.Ткаченко (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) Патент Франции Ф 2260224, кл. Н 02 P 5/00, 1975.
Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Ти-ристорные системы электропривода с упругими связями. — Л.: Энергия, 1979, с. 80-83. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С УПРУГОЙ МЕХАНИЧКСКОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах драглайнов, кранов, лифтов. Электропривод построен по принципу подчиненного регулирования с регуляторами 5,6 скорости и тока и снабжен узлом 9 параллельной коррекции, соединенным своим входом с выходом датчика 7 скорости, а выходом— с входом регулятора тока 6. Эффективное гашение колебаний обеспечивается
Ь не только при работе на линейном участке характеристики регулятора скорости, но и при работе на участке ограничения, причем не только при больших значениях коэффициента соотношения масс/, но и при малых их значениях, близких к единице. Предложение позволяет уменьшить длительность переходного процесса на этапе перехода к установившемуся движению на 25-40Х. 2 ил.
1275723 (3) Хл + Тм где
ТА
MH(IL+ IN)
Т
М Я„
Х,+ Хм — механичесКм К.дс
КдКм
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам с упругой связью между двигателем и механизмом, и может применяться в электроприводах драглайнов, кранов, 5 лифтов, подъемников, испытательных стендов, бумагоделательных машин, промьш ленных роботов и манипуляторов.
Цель изобретения — повышение эффективности гашения колебаний в упру- 10 гои связи и уменьшение длительности переходных процессов.
На фиг.1 приведена функциональная схема электропривода; на фиг.2 — временные диаграммы, характеризующие
oão работу.
Злектропривод с упругой механической связью 1 между механизмом 2 и электродвигателем .3 содержит управляемый вентильный преобразователь 4, 20 в цепь управления которого включены соединенные последовательно регуляторы 5 и 6 скорости и тока электродвигателя, подключенные к их входам датчики 7 и 8 скорости и тока, соответ-2 ственно, и узел 9 параллельной коррек;ции, соединенный входом с выходом датчика 7 скорости. Узел 9 параллельной коррекции содержит апериодические звенья 10 и 11 и сумматоры 12 и 30
13 вход первого из которых является входом узла параллельной коррекции, а выход подключен к входу сумматора
13 и входу апериодического звена 10 выход последнего соединен с входами сумматоров 12 и 13 и входом апериодического звена 11, выход которого подключен также к входам сумматороь 12 и 13, а выход последнего, служащий выходом узла, подключен к входу сумматора 12 и входу регулятора. 6 тока.
На фиг.2 приведены для режима разгона электропривода графики изменения момента И и упругои связи (график
14), скорости уА электродвигателя (график 15) и скорости и,„механизма (график 16), а также для сравнения график 17 изменения скорости электродвигателя и механизма при абсолютно жесткой связи между ними. 50
Электропривод работает следующим образом.
Коэффициенты усиления апериодических звеньев 10 и 11 выбираются равными единице, а их постоянные времени— равными постоянной времени упругой связи
1 1 -1п
Т,=:Т = С (— -+- — )
I где С вЂ” жесткость упругой связи;
I,Iö — моменты инерции двигателя и механизма.
При этом их передаточные функции определяются зависимостью иа . = ЦИ = 1 (1)
3„= 6„= 1+ рт где 0, и U — выходные сигналы апериодических звеньев 10 и 11 соответственно.
Коэффициенты усиления сумматоров
12 и 13 по всем входам выбираются согласно следующим уравнениям, характеризующим зависимость их выходных сигналов 11 и Ц „ от входных сигналов:
2(g g ) м Ц (У 1)Ц с -,тР Ц Т дс
cg
+ 2(1-1;„) (.,— .,); (2) к оэ ффициен т со отн ошения масс; коэффициент затухания колебаний в упругой связи; требуемый коэффициент затухания колебаний, который по оптимизации электропривода по техническому оптимуму выбирается равным 2/2; кая постоянная времени электропривода, численно- равная времени разгона абсолютно жесткой системы до номинальной скорости а„ при но" минальном моменте двигателя Ид, передаточный коэффициент датчика скорости; коэффициент пропорциональности между установившимися значениями момента
1275 электродвигателя и входного сигнала регулятора тока.
При этом зависимость сигнала обратной связи U с от выходного сиг- 5 нала датчика скорости U с определяется передаточной функцией
1+2(„T„p + Т„ гр
Если принять постоянные времени апериодических звеньев равными Тц=
= Т„Ц, то узел 9 параллельной коррекции может быть упрощен за счет ис- 15 ключения связи между выходом сумматора 13 и выходом сумматора 12 при сохранении указанной зависимости.
При подаче »а вход регулятора 5 скорости сигнала U задания скорости его выходной сигнал U< практически скачком увеличивается до максимального значения и остается постоянным. Учитывая, что параметры движения электропривода в зависимости от входного сигнала регулятора тока
Us„ =(Бр — Uoc) определяются переда точными функциями (при малой инерционности контуров регулирования тока и скорости по сравнению с постоянной ЗО времени упругой связи) (10)
П,(p) 11 с /КАс
3 - 1
Мц
Пвурэ.т м
У K(p) 35
Выбором величины коэффициента усиления регулятора скорости обеспечивается плавное уменьшение момента в упругой связи и плавный переход ско40 рости электродвигателя и механизма к установившемуся значению (фиг.2) .
Графики построены для характерных для электроприводов поворота и перемещения груза экскаваторовти кранов: м
0 05; II = 1 2 Тм/Т = 10; КРс
0,Ç Т„/Т„.
1+2 4 Т р+Т р
K(p) А 1
Usi.р.т /Ка с рТм
3 1 1 (5) в, (р) 2
Х йР+ НР .. (6)
5, (р)
1 1+2 Т р а Ы (7) рт„п, (р) ыл. 1 йЫ
Цр /Кд рТщ
"рс /К4 с
< м 1 1+ 2 „Т„
Пвi.р.т /Кд.с РТм K(p) K(p) =1+2(тр+Тр с у тетом сигнала обратной связи с выхода узла 9 параллельной коррекции, определяемого передаточной функцией (4),.можно установить, что в указанном режиме изменение параметров движения электропривода характеризуется передаточными функциями
723 4 где 0<(р) = 1 + 2(,Т р + Т р2, т. е. обеспечивается изменение параметров движения с требуемым коэффициентом затухания (, = 12/2. При этом момент И» в упругой связи плавно с перерегулированием меньше пяти процентов возрастает до установившегося значения (график 14), а скорости двигателя и (график 15) и механизма сд„„ (график 16) также плавно переходят к линейно нарастающему графику (к равноускоренному движению) .
При приближении скорости электродвигателя к установившемуся значению регулятор скорости переходит на линейный участок его характеристики и изменение параметров движения электропривода при этом характеризуется передаточными функциями
Мц g-1 вТ
Л вЂ” . Ей= (8)
U„K„g O,(р) де D2(p) = 1 + (2 Т+ — — )р +
Тм с
2(тр Т Т„, 2 ТцТм
+ (Т + )P + P
К> Кр
Предлагаемый электропривод обеспечивает эффективное гашение колебаний .не только при работе на линейном участке характеристики регулятора
"корости (при переходе к установившемуся значению скорости), но и при работе на участке ограничения (пере- ход к равноускоренному движению), а также исключаются ошибки реального дифференцирования, используемого в известном электроприводе, что повышает эффективность гашения колебаний.
723
20 изобретения
Формула
Ф gg
Составитель В,Кузнецова, Техред Л.Олейнжк Корректор И.Муска
Редактор В.Петраш
Заказ 6579/55 Тираж б31 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
5 1275
Причем эффективное гашение колебаний обеспечивается не только при больших значениях коэффициента соотношения масс, но и при малых их значениях, близких к единице. Изобретение позволяет уменьшить длительность переходного процесса на этапе перехода к установившемуся движению на 25-4Î7., причем, как следует из сравнения с графиком
1? изменения скорости для абсолютно 10 жесткой системы, наличие упругости приводит к отставанию скорости только на 1,3 Ту, что повышает производительность.
Таким образом, изобретенче обеспе- 15 чивает повышение эффективности гашения колебаний в упругой связи между двигателем и механизмом и повышение производительности.
Электропривод с упругой механичес кой связью, содержащий электродвига25 тель постоянного тока, подключенный к управляемому вентильному преобразователщ, в цепь управления которого включены соединенные последовательно регуляторы скорости и тока электродвигателя, подключенные к их входам датчики скорости и тока и узел параллельной коррекции, соединенный своим входом с выходом датчика скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний в упругой связи и уменьшения длительности переходных процессов, узел параллельной коррекции содержит два апериодических звена и два сумматора, вход первого из которых является входом узла параллельной коррекции, а выход подключен к входу второго сумматора и входу первого апериодического звена, выход последнего соединен с входами первого и второго сумматоров и входом второго апериодического звена, выход которого подключен также к входам первого и второго сумматоров, а вы.ход последнего, служащий выходом узла, подключен к входу первого сумматора и входу регулятора тока.
