Электропривод с подчиненным регулированием параметров Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления электроприводами механизмов подач металлорежущих станков.

Целью изобретения является улучшение динамических показателей электропривода по управляющему воздей- .ствию за счет расширения полосы пропускания частот электропривода.

На фиг,1 изображена блок-схема электропривода с подчиненным регулированием параметров5 на фиг.2 - характеристика порогового элемента

Электропривод содержит электро- двиг атель 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, систему управления с последовательно - включенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости 3 и тока А, к входам которых подключены соответственно выходы датчиков скорости 5 и тока 6, и последовательно включенные блок 7 сравнения и пороговый элемент 8,при этом входы блока

/ сравненрьч подключены к выходам дат- 2) тупающим только с выхода регулятора

чика 5 и задатчика 9 скорости, и дис1)ференциру101дее звено 10, а также усилитель 11 с переменным коэффици ештом усиления, выход которого подключен к входу регулятора 4 тока, вход соединен через дифференцирую- г;,ее звено 10 с задатчиком 9 скорости, а, управляго 1Г|-1й вход подключен к выходу порогового элемента 8.

Электропривод с подчиненньм рагу лированием параметров работает следующим образом.

Последовательное соединение регу лятора 3 скорости, регулятора 4 тока, преобразователя 2, электродвигателя 1 с датчиками тока б и ско- pocTij 5 образует систему подчиненного регулирования параметров.

При поступлении на вход регулятора 3 скорости сигнала задания от задатчика 9 скорости электропривод отрабатывает рассогласование между этим сигналом и сигналом обратной св,язи от датчика 5 скорости. На вхо регулятора 4 тока поступает сигнал с выхода регулятора 3 скорости,сигнал с датчика 6 тока и сигнал, пропорциональный производной от зада,ю- рдего сигнала, который поступает через дифференцирующее звено 10 и усилитель 11 с переменньм коэффициентом усилен1-ш. Причем данным сигналом образз ется положительная параллельная связь. Величина козффициента усиления усилителя 11 и соответственно величина производной от задающего сигнала регулируется в функции ошибки регулирования в электроприводе, которая формируется

блоком 7 сравнения и пороговым элементом 8.

В режиме, когда динамическая ошибка в электроприводе мала и переходная характеристика по скорости совпадает с задаинбй, сигнал рассогласования по скорости на выходе блока 7 сравнения недостаточен для срабатывания порогового элемента 8

(фиг.2). При этом на управляющий вход усилителя 11 с переменным коэффициентом усиления сигнал не поступает и усилитель 11 имеет малый коэффициент усиления. Сигнал, пропорциональный производной от задающего сигнала, на вход регулятора 4 тока также не поступает.

Электропривод отрабатывает рассогласование с заданием на ток, пос

0

3 скорости. При больших сигналах рассогласования по скорости, когда в электроприводе возникает большая динамическая ошибка, сигнал на выходе бхсока 7 сра.внения превышает порог

0

срабатывания порогового элемента 8, который своим выходным сигналом уве- личиЕ;ает коэффициент усиления усилителя 11, При этом осуществляется подача сигнала., пропорционального производной от задающего сигнала,через дифференцирующее звено 10 и усилитель 11 на вход регу штора 4 тока,- как положительной параллельной связи. Тем самьм происходит увеличение сигнала задания на ток электродви- гатетЕя и происходит форсировка переходных процессов в электроприводе. При этом ;:1;анный электропривод приобретает свойства инвариантности по управляющему воздействию. Величина продифференцированного сигнала от задатчика скорости 9, поступающего на вход регулятора 4 тока, зависит от величины рассогласования на выходе блока 7 сравнения. Чем больше величина рассогласования по скорости вращения (ошибка регулирования),тем больше II коэффициент усиления усилителя 1 1 .. В этом случае увеличивает- ся сигнал, пропорциональный произ- яодн,с)й от задающего сигнала, который как параллельная пологкительная связь поступает на вход регулятора

5

O

31

тока. При этом осуществляется фор- сировка переходного процесса в электроприводе .

Так, при гармоническом задающем сигнале эффективность (улучшение динамических показателей) устройства в электроприводе существенно увеличивается. Объясняется это следующим При гармоническом входном сигнале в электроприводе при увеличении частоты этого сигнала, на выходе дифференцирующего звена 10 сигнал резко возрастает и при больпшх ошибках регулирования по скорости вращения также резко увеличивается коэффициент усиления усилителя 11. При этом сигнал с выхода усилителя 11, усиленный в несколько раз, поступает на вход регулятора 4 тока, что приводит к повышению быстродействия при отработке гармонического задающего сигнала и расширению полосы пропускания частот. Причем, чем выше частота задающего сигнала, тем Bbmie и сигнал на выходе дифференцирующего звена 10. При равных ошибках регулирования по скорости коэффициент усиления усилителя 11 одинаковый, а сигнал на выходе усилителя 11 возрастает. Это приводит к повышению сигнала задания на ток двигателя и к повышению быстродействия при отработке гармонического сигналаТаким образом, осуществляется улучшение динамических характеристик электропривода по управляющему воздействию. Применение предлагаемого электропривода с подчиненным регулированием параметров в производственных механизмах приводит к повышению их производительности. Например, в механизмах подач металлорежущих станков с ЧПУ повышается производи- ВНИШИ Заказ 3405/54

Произв.-полигр. , г. Ужгород, ул. Проектная, 4

398194

тельность труда за счет сокращения времени,затрачиваемого на обработку деталей, которое сокращается за счет улучшения динамических свойств 5 электропривода, а именно за счет увеличения полосы пропускания частот электропривода. Резко повьш ается производительность труда при обработке деталей со сложной конфигура- 10 цией в связи с тем, что электропривод подачи станка постоянно работает в динамических режимах, фри которых предлагаемый электропривод имеет лучшие показатели.

15

Формула изобретения

Электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащий

20 электродвигатель, подключенный к регулируемому преобразователю, систему управления с последовательно включенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости и то-

25 ка, к входам которых подключены соответственно выходы датчиков скорости и тока, последовательно включенные блок сравнения и пороговьй эле

мент, при этом входы блока сравнения подключены к выходам датчика и задатчика скорости, и дифференцирующее звено, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения динамических показателей электропривода по управляющему воздействию за счет расширения полосы пропускания частот, в него введен усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу регулятора тока, вход соединен через дифференцирующее звено с задатчиком скорости, а управляющий вход подключен к выходу порого- вого элемента.

пор и пор

Фиг. 2

Тираж 631 Подписное

Изобретение относится к электротехнике и используется для управления электроприводами механизмов. Цель изобретения - улучшение динамических показателей электропривода по управляющему воздействию за счет расширения полосы пропускания частот. Электропривод с подчиненным регулированием параметров содержит электродвигатель (ЭД) 1, преобразователь 2, систему управления с регулятором скорости 3 и регулятором тока (РТ) 4, датчик скорости 5 и датчик тока 6, блок сравнения (БС) 7, пороговый элемент (ПЭ) 8, задатчик скорости 9, дифференцирующее звено 10. При возникновении большой динамической ошибки сигнал на входе БС7 превышает порог срабатьгоания ПЭ8.Чем больше величина рассогласования по скорости вращения, тем больше коэффициент усиления усилителя (У) 11. Введение У11 и поступление усиленного сигнала на вход РТ4 приводят к повышению быстродействия при обработке задающего сигнала и расширению полосы пропускания частот , Это позволяет повысить сигнал за- . Дания на ток двигателя и уменьшить динамические характеристики ЭД I. 2 ил. ю (Л ю оо со 00