Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала Советский патент 1985 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокодинамичных, широкорегулируемых электроприводах поточных линий, оснащенных унифицированными системами прямого регулирования натяжения обрабатываемого упругого материала (бумажного полотна, металлической полосы и др.). Характерной особенностью таких систем является значительное изменение коэффициента передачи и постоянной времени удлинения материала в зависимости от скорости, что приводит к возникновению упругих колебаНИИ 2-го рода и нестабильной работе системыс Цель изобретения - увеличение быстродействия и стабильности электропривода в широком диапазоне скороетей. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагемого электропривода; на фиг. 2 - статическая характеристика согласующего усилителя; на фиг. 3 - логарифмические частотные характеристики системы. Электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 постоянного тока подключенный к вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включены задатчик 3 натяжения и последовательно соединенные регулятор 4 натяжения, регулятор 5 частоты вращения и регулятор 6 тока, вторые входы которых соединены соответственно с выходами датчика 7 натя жения, датчика 8 частоты вращения и датчика 9 тока. Регулятор натяжения вьтолнен в виде параллельно включенных пропорционального 10 и интегриру щего 11 усилителей, соединенных свои ми выходами с входами суммирующего усилителя 12. Электропривод содержит также согласующий усилитель 13, блок 14 перемножения и корректирующую цепь15из последовательно соединенных, резисторов 16 и конденсатора 17 причем выход датчика 8 частоты вращения через согласуклций усилитель 13 подключен к одному из входов блока 14 перемножения и одному из выводов корректирующей цепи 15, второй вывод которой соединен с входом суммирующего усилителя 12. Выход датчика 7 натяжения связан с вторым входом блока 14 перемножения, выход которого подключен к входу интегрирующего усилителя 11. Статическая характеристика согласующего усилителя и,, f(U )(фиг. 2) показывает, что выбранное значение Коэффициента передачи усилителя К 1 обеспечивает равенство диапазонов изменения U и ПдсВ заданной области, ограниченной верхней ; У и нижней V скоростями материала, что необходимо для параметрической адаптации регулятора натяжения,Смещение характеристики V относительно начала координат, достигаемое за счет подачи на вход усилителя опорного натяжения V (фиг. 1), позволяет устанавливать натяжение покоя (при 0). Задание частоты вращения электропривода производится с помощью напряжения Шс, поступакнцего на вход регулятора 5 частоты вращения. Задание натяжения обрабатываемого полотна происходит при помощи напряжения , снимаемого с задатчика 3 натяжения. При этом регулятор натяжения выполняет роль корректора скорости, обеспечивая постоянства натяжения обрабатываемого материала. Изменение скорости электропривода линии приводит к вариации характеристик объекта регулирования контура натяжения (ЛАХ Wj,, фиг. 3). При этом происходит деформация ЛАХ объекта как в зоне низких частот, так и в окрестности частоты упругих колебаний оо. Подавление резонансного пика ЛАХ W,, на частоте u),; осуществляется при помощи RG-коррекции (соответствующая ЛАХ коррекции Wк. показана на фиг.З). Для компенсации деформации характеристики Wp в. зоне-низких частот необходима подстройка постоянной времени регулятора натяжения при сохранении постоянства динамического коэффициента усиления , С учетом этого передаточная функция адаптивного регулятора натяжения имеет вид Г. -Г-РИ 1 / W.« (Р), где TO ft К - коэффициент, пропорциональный скорости электроприода и реализуемый блоком 14 переножения . При выборе р,д и 0 на нижней корости значение К - 1 ЛАХ адаптивного регулятора W на верхней и нижней скоростях привода и результирующая ЛАХ-разомкнутой АРСН Ур лредставлены на фиг. 3, откуда видно, что предлагаемая система имееет высо кую стабильность динамических характеристик в заданном диапазоне рабочих скоростей. Достигнутое быстродействие системы, характеризуемое ее частотой среза , достаточно для удовлетворения требований, предъ ляемых к .,. электроприводам агрегатов рассматриваемого класса. Проведенные исследования показывают что в предлагаемом устройств обеспечивается вь сокое быстродействие и стабильность функционирования электропривода в широком диапазоне скоростей. Применение предлагаемой системы автоматического управления натяжением упругого материала особенно эффективно в многодвигательных электроприводах поточных линий целгаолознобумажнойу металлургической, химической и других отраслей промьшшенности, где необходимо обеспечить высокое качество динамики в широком диапазоне регулирования скоростей.

4

ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАТЯЖЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО УПРУГОГО МАТЕРИАЛА, содержащий электродвигатель постоянного тока подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены задатчик натяжения и последовательно соединенные регуляторы натяжения, частоты вращения и тока, входы обратных связей которых соединены соответственно с выходами датчиков натяжения, частоты -. вращения и тока, при этом регулятор натяжения выполнен в виде параллельно включенных пропорционального и интегрирующего усилителей, соединенных своими выходами с входами суммирующего усилителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и стабильности в широком диапазоне скоростей, в него введены согласующий усилитель, блок перемножения и корректирующая цепь из последовательно соединенных резистора и.конденсатора, причем выход датчика частоты вращения через согласующий усилитель подключен к одному из входов блока перемножения и одному из выводов корректируннцей цепи, второй вьшод которой соединен с третьим входом суммирую щего усилителя, выкод датчика натяжения связан с вторым входом блока перемножения, выход которого подклю-; чен к входу интегрирующего усилителя регулятора натяжения, динамические коэффициенты усиления Ак и постоянные времени -С и ir соответственно регулятора натяжения и корректирующей цепи определяются из условия (rt 2lCi| 0 2У2КуК, . to so где К KV механико-технологичес / кие параметры материала. Од KH коэффициент передачи CO обратной связи контура i« 4 натяжения; TM механическая постоян;D ная времени электропривода; Twcпостоянная времени натяжения материала; TZ,эквивалентная малая постоянная времени контура регулирования частоты вращения; ; , -1 - частота упругих колебаний 2-го рода.