Позиционный электропривод производственного механизма Советский патент 1985 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления приводами, выпол няющими перемещение исполнительного вала производственного механизма на заданную величину при высоких тре бованиях к точности отработки задания, например для привода механизмов валковой подачи линий поперечного реза рулонной стали, приводов вспомо гательных механизмов прокатных станов .и т.п. Известен позиционный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, последовательно включенные регуляторы положения, скорости и тока двигателя, в котором происходит сравнение на входе регулятора положения сигналов заданного и действительного пути перемещения механизма Cl . Недостаток электропривода - относительно невысокая точность отработки перемещения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является позиционный электропривод производственного механизма, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабжённый датчиками скорости и положения и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скоро ти и положения с цифроаналоговым пр образователем, вход которого подключен к блоку задания перемещений че рез арифметическое устройство, второ вход которого связан сдатчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока 2}. Однако для ликвидации перерегули рования, обусловленного чистым запа дьшанием реакции тиристорного преоб разователя, уменьшают коэффициент усиления регулятора положения. Всле ствие этого при заданнойточности время цикла отработки перемещений увеличивается, что снижает производительность механизма. Цель изобретения - повышение про изводительности механизма при задан ной точности отработки перемещений. Поставленная цель достигается тем, что в позиционный электропривод производственного механизма, содержащий электропривод постоянного тока, снабженный датчиками ско40Iрости и положения и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к блоку заданий перемещений через арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, введены блок ограничения, два ключа, дополнительньй цифроаналоговый преобразователь и блок задания сигнала коррекции, выход которого через последовательно соединенные первьм ключ, управляющим входом связанный с выходом регулятора скорости, дополнительный цифроаналоговьй преобразователь под- ключен к первому входу блока ограничения, другим входом и выходом соединенного соответственно с выходом и входом регулятора положения, при этом второй ключ своим выходом подключен к третьему входу арифметического устройства, а информационным и управляющим входами соответст-венно - к выходу блока задания сигнада коррекции и к выходу датчика тока. На чертеже представлена функциональная схема электропривода. Позиционный электропривод производственного механизма содержит электродвигатель 1 постоянного тока, снабженный датчиком 2 скорости и датчиком 3 положения и соединенный через датчик 4 тоКа с тиристорным преобразователем 5, связанным через регулятор 6 тока, регулятор 7 скорости и регулятор 8 положения с цифроаналоговым преобразователем 9, вход которого подключен через арифметическое устройство 10, второй вход которого связан с датчиком 3 положения, к блоку 11 задания перемещений. Арифметическое устройство 10 и цифроаналоговьй преобразователь 9 образует цифровую часть системы. Выходы датчика 2 скорости и датчика 4 тока соединены соответственно с регулятором 7 скорости и регулятором 6 тока. Электропривод содержит также последовательно соединенные блок 12 задани сигнала коррекции, первьй ключ 13, управляющим входом связанный с выходом регулятора 7 скорости, дополнительный |;иф юанало3говый преобразователь 14, усилитель 15, подключенный к первому входу блока 16 ограничения, другим входом и выходом подключенного соответственно к выходу и входу регулятора 8 положения, а также второй ключ 17, выходом связанный с третьим входом арифметического устройства 10, информационным и управляющим входами соответственно - с выходом блока 12 задания сигнала коррекции и датчиком 4 тока. Датчик 4 тока, регуляторы 6, 7 и 8 тока скорости и положения, усилитель 15, блок 16 ограничения могут быть выполнены на элементах унифицированной блочной системы регуля- оров.. В качестве датчика 2 скорости может использоваться тахогенератор постоянного тока, а в качестве датчика 3 положения может применяться дискретный фотоэлектрический датчик перемещения. Блоки 11 и 12 задания, арифметическое устройство 10 цифроаналоговые преобразователи (преобразователь код-напряжение) 9 и 14, ключи 13 и 17 могут выполняться на элементах унифицированной бло ной системы регулирования дискретного типа и логических элементах серии Т или И. В качестве элементной базы цифро вой части системы можно также ис. пользовать комплекс микросредств уп равляющей вычислительной техники. Позиционньй электропривод работает следующим образом. В момент запуска электропривода на очередной цикл на первый вход арифметического устройства 10 поступает с выхода блока 11 задания пере мещения сигнал, пропорциональный величине S заданного перемещения мех низма. Одновременно на второй вход арифметического устройства 10 через ключ 13 поступает с обратным знаком формируемый в блоке 12 сигнал коррекции о S , пропорциональный про изведению значения наибольшей скоро ти перемещения механизма на максимальное значение времени запаздывания реакции тиристорного преобразов теля 5. Таким образом, на первом этапе процесса происходит отработка перемещения S-(9S. При этом на вхо f(e арифметического устройства 10 сравнивают сигналы заданного S -(fS 40 .4 . и действительного S пути перемещения, измеренного датчиком 3 положения. Сигнал управления с выхода арифметического устройства 10 через цифроаналоговый преобразователь 9 и регулятор 8 положения поступает на вход регулятора 7 скорости, где сравнивается с сигналом действительной скорости, измеряемой датчиком 2. Сигнал с выхода регулятора 7 поступает в качестве сигнала задания на один из входов регулятора 6 тока, на второй вход которого приходит сигнал обратной связи от датчика 4 тока Под действием выходного напряжения регулятора 6 растет напряжение тиристорного преобразователя 5 и электродвигатель 1 разгоняется с заданным током. В момент равенства значения недоработанного пути перемещения исполнительного вала половине отношения квадрата его скорости к ускорению результирующий сигнал на входе регулятора 7 обращается в ноль, меняет свой знак, что приводит к смене знака сигнала зАдания тока. При этом открывается ключ 17, формируемьй в блоке 12 сигнал коррекции поступает на вход цифроаналогового преобразователя -14, далее усиливается и поступает на вход блока 16 ограничения, врезультате . чего происходит ограничение выхода регулятора 8 положения до величины Upn 5 определяемой выражением Upfl о S К w,cin К рп , где Кцао - коэффициент цифроаналогового преобразователя, Крп - коэффициент усиления линейной части регулятора положения. В , когда под действием указанной смены знака задания ток электродвигателя 1 изменяет свой знак, ключ 13 запирается и сигнал задания на входе арифметического устройства 10 увеличивается на величину cJS. Время чистого запаздывания тиристорного преобразователя представляет случайную величину, распределен- ную в интервале от О до L . Поэтому, если команда на торможение провода подана в момент, соответствующий г с максимальному запаздыванию L Сл , S отрабатывается перемещение без учета введенной коррекции, причем на всем пути торможения регулятор 7 скорости находится в насыщении, что обеспечивает оптимальную форму тормозного тока. Если же момент подачи команды на торможение соответствует запаздыванию , то регулятор 7 скорости выходит из насыщения в момент, когда величина недоработанного пути соответствует введенной коррекции с . При этом доработка oS 40 также осуществляется при высоком К,„ , Таким образом, в этом крайнем случае отработка практически всего тормозного пути осуществляется при оптимальном токе. Использование изобретения в электроприводе валковой подачи линии поперечного реза рулона стали для изготовления пластин магнитопроводов трансформаторов дает возможность повысить производительность линии не менее чем на 8%.

ПОЗИВДОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА, содержащий электродвигатель постоянного тока, снабженный датчиками скорости и положения и соединенный через датчик тока с тиристорным преобразователем, связанным через регуляторы тока, скорости и положения с цифроаналоговым преобразователем, вход которого подключен к блоку задания перемещений через арифметическое устройство, второй вход которого связан с датчиком положения, а выходы датчиков скорости и тока соединены соответственно с регуляторами скорости и тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения производительности механизма при заданной точности отработки перемещеггий, в него введены блок ограничения, два ключа, дополнительный цифроаналоговый преобразователь и блок задания сигнала коррекции, выход которого через последовательно соединенные первый ключ, управляющим входом О) связанный с выходом регулятора скорости, дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу блока ограничения, другим входом и выходом соединенного соответственно с выходом и входом регулятора положения, при этом ел второй ключ своим выходом подключен к третьему входу арифметического устройства, а информационным и уп4;: равляющим входами соответственно к выходу блока задания сигнала коррекции и к выходу датчика тока.