Позиционный электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

переход привода из режима равноускоренного движения в режим равнозамед- ленного движения, при этом изменяется знак суммарного входрюго сигнала однополярньгх усилителей 7 и 8, и в

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в позиционных электроприводах механизмов.

Целью изобретения является улуч- шение качества переходных процессов в позиционном электроприводе.

На фиг.1 приведена функциональная схема позиционного электропривода; на фиг.2 - графики, поясняю- щие его работу.

Позиционный электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к преобразователю 2, задатчик 3 положения, датчики положения 4 и ско рости 5, элемент 6 сравнения, входы которого соединены с выходами задат- чика 3 и датчика 4 положения, два од нополярных усилителя 7 и 8 с двумя входами,.два ключа 9 и 10, два ло- гических элемента ИЛИ 11 и 12, четыре компаратора 13-16 с двумя входами, датчик 17 ускорения, задатчи- ки максимальных значений ускорения 18 и скорости 19, квадратор 20.

Первые входа первого 7 и второго 8 однополярных усилителей соединены с выходом элемента 6 сравнения, вторые входы первого 7 и второго 8 однополярных усилителей соединены с выходом квадратора 20, вход которого подключен к выходу датчика 5 скорости и к первым входам первого 13 четвертого 16 компараторов, вторые входы которых соединены с выходами задатчика 19 максимального значения скорости, выход датчика 17 ускорени соединен с первьши входами второго 14 и третьего 15 компараторов, вторые входы которых подключены к выхо дам задатчика 18 максимальных значений ускорения, выходы первого 13 и второго 14 компараторов соединены с входами первого 11 логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа

этом случае обеспечивается перемещение привода в заданное положение за минимальное время , т. е, уменьшается инерционность управления 2 ил.

9, выходы третьего 15 и четвертого 16 компараторов соединены с входами второго логического элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа 10, выходы первого 7 и второго 8 однополярных усилителей соединены с информационными входами соответственно первого 9 и второго iO ключей, выходы которых подключены к входам преобразователя 2.

На фиг.2 графики 21, 22 и 23 характеризуют изменение ускорения, скорости и перемещения электропривода от исходного к заданному положению .

Позиционный электропривод работает следующим образом.

При поступлении с выхода задатчика 3 положения сигнала, пропорционального требуемому заданному положению Cj j, на выходе элемента 6 сравнения появляется сигнал рассогласования 9 cj-q), где ( - текущее значение положения. Этот сигнал поступает на входы первого 7 и второго 8 однополярных усилителей, причем вследствие однополярности указанных усилителей на выходе одного из них будет нулевой сигнал (например, на выходе второго однополярного усилителя 8), а на выходе второго из них (например, первого усилителя 7) вследствие большого коэффициента усилителей практически скачком появится максимальное напряжение (например, отрицательное), которое через открытый ключ 9 поступает на вход тирис- торного преобразователя 2 и вызывает нарастание ускорения электропривода .(график 21 на фиг.2) с интенсивностью, определяемой малыми постоянными времени преобразователя и двигателя .

Ускорение Г. электрогфивода быстро достигнет максимального значения f , ,

которое определяется сигналом задат- чика 18 ускорения, при этом на выходе второго 14 компаратора появляется сигнал, который через первый логический элемент ИЛИ 11 поступает на управляющий вход первого ключа 9 и запирает его, исключая тем самым возможность дальнейшего нарастания величины ускорения, которое поддерживается на максимальном уровне в скользящем режиме при высокой частоте переключения второго компаратора 14 и первого ключа 9. Скорость электропривода W при этом увеличивается по линейному закону (график 22 на 4иг.2), а рассогласование уменьшается по параболическому закону (график 23). Когда скорость достигнет максимального значения Q , определяемого выходным сигналом задатчика 19 скорости, на выходе первого 13 компаратора появляется сигнал, который через первый логический элемент ИЛИ И поступает на управляющий вход первого ключа 9, запирая его, и перево- дит электропривод в скользящий режим поддержания постоянного максимального значения скорости при высокой частоте переключения первого 13 компаратора и первого 9 ключа, ускорение падает до нуля (график 21) а рассогласование положения уменьшается на этом участке движения по линейному закону (график 23).

На выходе квадратора 20 формирует ся сигнал, пропорциональный в любой момент пути торможения электропривода от текущего значения скорости при максимальном значении ускорения и определяемый квадратичной завися- мостью от величины скорости 9

±12

-г-- со . На указанных этапах движе- f

ния этот сигнал меньше выходного сигнала элемента 6 сравнения. Когда в процессе перемещения рассогласование по положению станет меньше указанног пути торможения 9 0 , суммарные сигналы на входах первого 7 и второго 8 однополярных усилителей 6 - 6 из- меняют свой знак на обратный, выходной сигнал первого 7 однополярного усилителя станет равным нулю, выходной сигнал второго 8 од 5ополярного усилителя практически скачком увели- чится до максимального значения со знаком, противоположным выходному сигналу первого 7 однополярного уси

лителя. Аналогично описанному ускорение электропривода будет увеличиваться, достигнет максимального значения (с противоположным знаком), включается в работу третий компаратор 15, который через второй 12 логический элемент закрывать и открывать второй ключ 10, поддерживая в скользящем режиме максимальное значение ускорения, скорость электропривода будет линейно уменьшаться до нуля ( 22), рассогласование по положению по параболи- тиче ской зависимости также уменьшается до нуля, причем, поскольку переключение происходило в момент времени, когда рассогласование по пути Q равнялось пути торможения привода с максимальным ускорением, скорость и рассогласование по путн достигнут нулевого значения одновременно, за минимально возможное время, суммарные входные сигналы первого 7 и второго 8 однополярных усилителей станут равяыми нулю, уменьшается до нуля ускорение привода, который будет оставаться в заданном положении.

Если задаваемое перемещение меньы

величины

Q .

CM

то в процессе

движения скорость электропривода не будет достигать максимального значения Ы,

но при уменьшении рассогсо,

ласования для величины

а

У .-

вод будет сразу переходить из режима равноускоренного движения в режим равнозамедленного движения (при этом изменяется знак суммарного входного сигнала однополярных усилителей 7 и 8), т.е. и в этом случае обеспечивается перемещение электропривода в заданное положение за минимальное время (первый 13 и четвертый 16 компараторы при этом не участвуют в управлении приводом и схема может быть упрощена за счет исключения компараторов 13 и 16, логических элементов 11 и 12 и задатчика 9 максимальной скорости.

Если электропривод практически всегда (или в большинстве случаев) работает при задаваемых значениях пеWM

ремещекия с, то схема может быть

е

упрощена за счет исключе1гая квадратора 20 (на входах однополярных усилнтелсй 7 и 8 будут сравнивапзся текущее значение рассогласования по пути н максимальное при переходе к равнозамедленному движению значишь- сигнала).

11редлагаем лй электропривод позволяет уменьшить инерционность управления и улучшить качество переходных процессов.

Формула изобретения

Позиционный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к тиристорному преобразователю, за- датчик положения, датчики положения и скорости, элемент сравнения, входы которого соединены с выходами задат- чика и датчика положения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества переходных процессов, в .него введены два однополярных усилителя с двумя входами, два клк.ча два логических элемента ИЛИ, четыре компаратора с двумя входами, датчик ускорения и задатчики максимальных значений ускорения и скорости, квадратор, причем первые входы первого

и второго однополнрргых усилителей соединены с выходом элемента сравнения, вторые входы первогг и второго одно- полярных усилителей соединены с выходом квадратора, вход которого подключен к выходу датчика скорости и к первым входам первого и четвертого компараторов, вторые входы которых

соединены с выходами задатчика максимального значения скорости, выход датчика ускорения соединен с первыми ,входами второго и третьего компараторов, вторые входы которых подключены к выходам задатчика максимальных значений ускорений, выходы первого и второго компараторов сое- динены с входами первого логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого ютюча, выходы третьего и четвертого компараторов соединены с входами второго логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, выходы первого и второго однополярных усилителей соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выходы которых подключены

к входам преобразователя.

I

, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в позиционных электроприводах механизмов. Цель изобретения - улучшение качества переходных процессов. Устройство содержит электродвигатель 1 , преобразователь 2, задатчик 3 положения , датчик 4 положения, датчик 5 скорости, элемент 6 сравнения. Кроме того, в устройство введены однополяр- ные усилители 7 и 8, ключи 9 и 10, логические, элементы ИЛИ 11 и 12, компараторы 13-16, датчик 17 ускорения, задатчики макс, значений ускорения 18 и скорости 19, квадратор 20. Введение указанных блоков обеспечивает (Л

Редактор М.Бандура

Составитель В.Трофименко

ТехреД Г.Гербер Корректор М.Пожо

Заказ 4424/56Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4