Задатчик интенсивности для быстродействующего электропривода Советский патент 1984 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводами механизмов подач металлорежущих стаков .

По основному авт.св. № 900389 известен задатчик интенсивности для быстродействующего электропривода, содержащий усилитель, с насьпдением, дифференцирующее звенои нелинейное звено с зоной нечувствительности. При этом выход усилителя с насыщением подключен к входу дифференцирующего звена, выход которого соединен с нелинейным звеном с зоной нечувствительности, а к входу усилителя с насыщением подключен выход нелинейного звена ClJ.

Недостатком этого устройства является то, что динамические свойства электропривода с данным задатчиКом интенсивности невысоки, даже если сигнал с выхода дифференцирующего звена не превышает величину зоны нечувствительности нелинейного звена и передаточная функция задатчка интенсивности имеет вид безынерционного звена. При этом выходной сигнал задатчика интенсивности не форсирует переходные процессы в быстродействующем электроприводе.

Цель изобретения - улучшение динамических свойств электропривода путём оптимизации процесса регулирования выходного сигнала задатчика интенсивности.

Указанная цель достигается тем, что в задатчик интенсивности для быстродействующего электропривода дополнительно введены релейный элемент и последовательно соединенные второе диференцирующее звено и ключевой элемент, выход которого соединен с вторым входом усилителя с насыщением, управляющий вход ключевого элемента подключен через релейный элемент к выходу нелинейного звена с зоной нечувствительности, а вход второго дифференцирующего звена подключен к первому входу усилителя с насыщением, являющемуся входом задатчика.

На чертеже представлена схема задатчика интенсивности для быстродейдтвующего электропривода.

Задатчик интенсивности содержит усилитель 1 с насьицением, выход которого подключен к входу дифференцирующего звена 2, соединенного своим выходом с нелинейным звеном 3 с зоной нечувствительности, выход которого подключен к входу усилителя 1 с насыщением, релейный элемент 4, второе дифференцирующее звено 5 и ключевой элемент 6, при этом вход второго дифференцирующего звена 5 подключен к первому входу усилителя,1 с насыщением, а выход к входу ключевого элемента 6, выход которого соединен с входом усилителя 1 с насыщением, а управляющи вход через релейный элемент 4 подключен к выходу нелинейного звена 3 с зоной нечувствительности.

Задатчик интенсивности работает следующим образом.

Выходной сигнал усилителя 1 с насыщением подается на дифференцирующее звено 2, которое предназначено для определения производной выходного сигнала задатчика интенсивности . Сигнал с дифференцирующего звен 2 поступает на нелинейное звено 3. В зависимости от величины производной выходного сигнала задатчика интенсивности на выходе нелинейного звена 3 сигнал есть или нет. Сигнал с выхода нелинейного звена 3 поступает на вход усилителя 1 с насыщением и на вход релейного элемента 4 На вход усилителя 1 с насыщением поступает также сигнал, пропорциональный производной входного сигнала задатчика интенсивности.

Осуществляется это с помощью второго дифференцирующего звена 5, входом подключенного к первому входу усилителя с насыщением, являющемуся входом задатчика и ключевого элемента 6, который осуществляет включение и отключение сигнала, пропорционального производной от входного сигнала задатчика интенсивности (сигнал с выхода дифференцирующего звена 5 ).

Если в задатчике интенсивности производная выходного сигнала (сигнал на выходе дифференцирующего звена 2 ) превышает пороговое значение, а именно, величину зоны нечувсвительности нелинейного звена 3, выходной сигнал этого звена поступает на вход усилителя 1 с насыщением и на вход релейного элемента 4, на выходе которого формируется сигнал , осуществляющий включение ключевого элемента 6. При этом сигнал с выхода второго диф,ференцирующего звена 5. не поступает на вход усилителя 1 с насыщением. При этом передаточная функция задатчика интенсивности имеет вид

К.

-iTv7T

И

где К - коэффициент передачи усилителя 1 с насыщением; Т - постоянная дифференцирования дифференцирующего звена 2.

Передаточная функция задатчика интенсивности для быстродействующего электропривода идентична передаточной функции известного задатчика интенсивности. При этом происходит ограничение скорости изменения выходного сигнала задатчика интен сивности, благодаря чему эффективно уменьшается величина перерегулирования по скорости в быстродействующем электроприводе.

При малых скоростях изменения задающего сигнала задатчика интенсивности, что имеет место при гармоническом входном сигнале малой частоты и амплитуды, величина сигнала, получаемого на выходе дифференцирующего звена 2, не превышает зону нечувствительности звена 3. При этом сигнал на выходе звена 3 и на выходе релейного элемента 4 отсутствует, ключевой элемент 6 закрыт и сигнал с выхода второго дифференцирующего звена 5 поступает на вход усилителя 1 с насыщением. Передаточная функция задатчика интенсивности в данном режиме имеет вид

Н(,, (ZJ

где 2 - постоянная дифференцирования второго дифференцирующего звена,

т.е. передаточная функция задатчика имеет вид форсиру.ющего звена, и на вход регулятора скорости быстродействующего электропривода с выход задатчика интенсивности подается ка сам входной сигнал задатчика интенсивности, так и его производная в виде положительной параллельной связи. Это обеспечивает улучшение динамических свойств электропривода путем форсировки переходных процессов, а также производит расширение

полосы пропускания электропривода при малых амплитудах входного гармо нического сигнала.

Настройка величины зоны нечувствительности нелинейного звена 3

5 осуществляется так, 4Ti на выходе этого звена сигнал появляется лишь при частоте задающего гармонического сигнала, превы11 иощей заданную по лосу пропускания в электроприводе.

0 При этом ограничение скорости изменения выходного сигнала эадатчика интенсивности осуществляется лишь на частотах, превышающих заданную полосу пропускания быстродействую5 щего электропривода. В нем улучшаются динамические свойства, а именно, уменьшается время переходных процессов в электроприводе и расши ряется полоса пропускания при малых амплитудах входного гармоничес0кого сигнала без увеличения заданной величины перерегулирования скорости в электроприводе.

Применение предлагаемого задатчика интенсивности в быстродейст5вующих электроприводах постоянного тока повышает производительность производственных механизмов, в которых устанавливается электропривод. Например, в механизмах подач метал0лорежущих станков ЧПУ повы1аается производительность труда путем улучшения динамических свойств электропривода, а именно, увеличения .полосы пропускания электропривода, особен5но при малых амплитудах входного гармонического сигнала. При этом сокращается время, затрачиваемое на обработку деталей.

ЗАДАТЧИК ИНТЕНСИВНОСТИ ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИ- ВОДА по авт.св. № 900389, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств электропривода, в него введены релейный элемент и последовательно соединенные второе дифференцирующее звено и ключевой элемент, выход которого соединен с вторым входом усилителя с насыщением, управляющий вход ключевого элемента подключен через релейный элемент к выходу нелинейного звена с зоной нечувствительности, а вход второго дифференцирующего звена подключен к первому входу усилителя с насыщением, являющемуся входом задатчика. DO эо SD