Устройство для управления вентильным позиционным электроприводом постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК G05D3/00 

Изобретение относится к области автоматики, в частности к технике управления вентильными позиционными электроприводами постоянного тока с использованием замкнутой системы под чиненного регулирования, и может быть использовано для электроприводов, обеспечивающих перемещен,ие рабо чих органов механизмов на заданную величину. Целью изобретения является повышение быстродействия электропривода и расширение диапазона регулирования., На фиг.1 представлена функциональ ная схема устройства для управления вентильным позиционным электроприводом постоянного тока; на фиг.2 - характеристика функционального преобразователя в относительных единицах Устройство содержит тиристорный преобразователь , электродвигатель 2, датчик 3 тока, регулятор 4 тока, второй сумматор 5, регулятор 6 частоты вращения, датчик 7 частоты вращения, первый сумматор 8, блок 9 задания перемещения, блок 10 памяти, датчик 11 положения, регулятор 12 положения, комбинационньй сумматор 13, функциональньш преобразователь 14, триггер 15, элемент НЕ 16, соответственно второй и первый логические элементы И 17 и 18, соответг-ственно второй и первый коммутаторы 19 и 20 напряжения, соответственно второй и первый источники 21 и 22 по стоянного регулируемого напряжения, соответственно третий и четвертый сумматоры 23 и 24, Д S - рассогласование по положению, соответствующее моменту начала торможения двигателя . Электродвигатель 2 связан с тирис торным преобразователем 1. В цепи якоря электродвигателя 2 включен дат чик 3 тока, который совместно с регу лятором 4 тока и вторым сумматором 5 образует внутренний контур системы управления - контур регулирования то ка цепи якоря электродвигателя. Следующий контур системы - контур регулирования частоты вращения, образуют регулятор 6 частоты вращения, датчик 7 частоты вращения и первый сумматор 8, Вкещний контур системы контур регулирования положения вклю чает в себя блок 9 задания перемеще34ния, датчик 11 положения и регулятор i 2 положения. Устройство функционирует следуюпшм образом. Уставка задания S j вводится с по- мощью блока 9 задания перемещения на вход комбинационного сумматора 13, на другой вход которого подается от датчика 1 положения сигнал, соответствующий фактическому положению механизма S. Комбинационный сумматор 13 определяет на своих выходах соответственно абсолютнзто величину рассогласования по положению /AS/: /iS/ |S - S/, и знак S ( u S), причем , при iS 0; S;,,(uS) 0, при u S О. Одновременно с вводом уставки задания на первый вход блока 10 памяти, поступает от блока 9 задания перемещения управляющий сигнал, по которому блок 10 памяти осуществляет запоминание информации, поступающей на его другой вход, т.е. значение /AS/, которое в начальный момент времени совпадает с величиной начального рассогласования по положению /uSo/ . Сигнал /4So/ поступает на вход функционального преобразователя 14, реализующего зависимость В, f( /U SQ/) которая обеспечивает предельный апериодический процесс . отработки любых перемещений с заданной точностью позиционирования. Выходной сигнал uS, функционального преобразователя 14 поступает на вход сумматора 23, на другой вход которого подается сигнал, соответствующий абсолютной величине /иS/. Выходной сигнал сумматора 23, представляющий собой разность ( /Л Б/ - uS,,), с помощью триггера 15 преобразуется в импульсный сигнал, амплитуда которого соответствует 1 при /uS/ йВ„ на участке разгона и О при /uS/i А S на участке торможения электродвигателя. На участке разгона при положитель-; ном значении начального рассогласования по положению Д S О входные сигналы логического элемента И 17, соответствующие 1, обуславливают единичный сигнал на его вьЬсоде, что вызывает срабатьшание коммутатора 19

3

напряжения. При этом выходной сигнал (+Upf,.j, ) источника 21 постоянного регулируемого напряжения, соотвествующий установившейся частоте вращения электродвигателя tij,,,, посту пает на второй вход сумматора 24.

Одновременно нулевой сигнал на первом входе логического элемента И 18 обуславливает нулевой сигнал н его выходе, по которому коммутатор 20 напряжения не срабатывает, и на первый вход сумматора 24 поступает нулевой сигнал,

В результате выходной сигнал сумматора 24 (+Upp jgj ), равный сумме ег входных сигналов, поступает в качестве уставки задания частоты вращения на первый вход первого суммат ра 8 и вызывает разгон электродвигателя.

Когда в процессе отработки перемещения установится соотношение )й5)ёЛ8ц, сигнал на выходе сумматора 23 изменит знак. При этом на выходе триггера 15 формируется нулево сигнал, который вызывает появление нулевого сигнала на выходе логического элемента И 17, что приводит к отключению коммутатора 19 напряжения . На входах сумматора 24 формируются нулевые сигналы, что вызывает появление на его выходе нулевого сигнала задания частоты вращения, торможение и остановку двигателя после отработки перемещения.

При отрицательных значениях на чального рассогласования по положе нию i S О устройство функционирует аналогично, но в этом случае на участке разгона срабатьгоает коммутатор 20 напр5гжения и не срабатьшает коммутатор 1 9 напр51жения. При этом на выходе сумматора 24 формируется сигнал противоположного знака (-Upn, ии), вырабатываемый источником 22 постоянного регулируемого напряжения, что вызывает разгон привода в обратном направлении.

В результате выходной сигнал регулятора положения определяется выражением

Таким образом, за счет мгновенного изменения выходного сигнала ре619344

гулятора положения в момент начала торможения двигателя время отработ ки перемещения получается минимально возможным, определяемым быстро5 действием внутренних контуров регулирования частоты вращения и тока цепи якоря. Применение комбинационного сумматора позволяет отрабатывать как положительные, так и отрицатель10ные зна,чения начального рассогласования по положению, что расширяет диапазон регулирования.

Формула изобретения

15

Устройство для управления вентильным позиционным электроприводом постоянного тока, содержащее блок задания перемещения, связанный первым

и вторым выходами с первым и вторым входами регулятора положения соответственно, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, .последовательно соединенные

регулятор частоты вращения, второй сумматор, регулятор тока, тиристорный преобразователь и двигатель, выход которого связан с датчиком положения и датчиком частоты вращения, в

цепи якоря двигателя включен датчик тока, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход датчика частоты вращения подключен к второму входу первого сумматора, выход датчика положения - к третьему входу регулятора положения, выход,первого сумматора соединен с входом регулятора частоты вращения, причем регулятор Положения включает в

себя последовательно соединенные блок памяти и функциональньй преобразователь, первый источник постоян-. ного напряжения и третий сумматор, а первый йход блока памяти подключен к первому входу регулятора положения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода и расширения диапазона регулирования, регулятор положения дополнительно содержит последовательно соединенные комбинационный сумматор, элемент НЕ, первый элемент И, первый коммутатор и четвертый сумматор, последовательно

соединенные триггер, второй элемент И и второй коммутатор, а также второй источник постоянного напряжения, выход которого подключен к

5

второму входу второго коммутатора, связанного выходом с вторым входом четвертого сумматора, выход функционального преобразователя связан с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу комбинационного сумматора и второму входу блока памяти, а выход - к входу триггера, второй вход второго элемента И соединен с первым выходом комбинационного сум2619346

матора, а первый вход - с вторым входом первого элемента И, выход первого источника постоянного напряI жения подключен к второму входу пер5 вого коммутатора, выход четвертого сумматора соединен с выходом регулятора положения , а первый и второй входы комбинационного сумматора - с вторьм и третьим 10 входами регулятора положения соответственно.

Изобретение относится к автома.тике, в частности к технике управления вентильными позиционными электроприводами постоянного тока с использованием замкнутой системы под чиненного регулирования, и может быть использовано для электроприводов, обеспечивающих перемещение рабочих органов механизмов на заданную величину, Целью изобретения является повьшение, быстродействия электропривода и расширение диапазона регулирования. Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве применен регулятор положения, который содержит комбинационный сумматор, функциональный преобразователь, триггер, инвертор, два логических элемента И, два коммутатора напряжения, два источника постоянного регулируемого напряжения, два сумматора. Рес SS гулятор положения обеспечивает мгно(Л венное ступенчатое изменение сигнала задания частоты вращения в момент начала торможения двигателя, предельный апериодический процесс отработки любых перемещений. 2 ил.

0,0г QO 0,06 QOB ufO QK « tl№ iffS QZO i SeVaSH фиг.2