Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для определения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями, например, в клети прокатного стана.

Цепью изобретения является повышение точности.

На чертеже показана структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность предлагаемого способа измерения нагрузки заключается в том, что измеряют ток I и напряжение Ц якоря электродвигателя, а измерительньш сигнал S, пропорциональный нагрузке, формируют в соответствии с аналитическим выражением -тг-+а. 1.О 1 1. dt dt а - коэффициенты, являющиеся оценками соответственно Т Т„ и где Т,„ и Т, постоянные времени электромеханической и якорной цепи элек тропривода R - сопротивление якорной цепи электродви гателя, Поскольку значениям Т,, Tj, и R для реального электропривода механизма с упругими звеньями известны с большей долей приближения и, кроме того они зависят от реальных условий эксплуатации, то коэффициенты а.( , а и а, находят из серии циклов последующих приближений, включающихся в том что установленным в предыдущем (i1)-м цикле значениям коэффициентов дают определенные приращения в какую-либо сторону, а затем подвергают электропривод воздействию спектра на грузок, характерного для реальных условий эксплуатации с определенным временем корреляции нагрузок. При этом в реальном масштабе времени опр

dS

dit

отрезка времени, более чем в пять раз превышающего время автокорреляции нагрузок, определяют ее дисперсию D в данном i-M цикле, значение которой сравнивают со значением D;, , определеиньм в предыдущем (i-l)-M цикле. При этом, если (D,-D, ) 0, то в последующем (1+1)-м цикле направление приращений коэффициентов меняют на обратное, а если (D; -Dj ) О, то в последующем (1+1)-м цикле направление приращений коэффициентов сохраняют. Циклы продолжают до тех пор, пока не достигнут минимального значения дисперсии D; в каком-либо j -м цикле. При этом в первом цикле устанавливают значения коэффициентов соответственно равные расчетным оценТм

Т..- Т,

Найденные в рекам Т..

«R;

зультате серии указанных циклов коэффициенты а,, а,,

являются оптимальными оценками соответственно Т

м

г. Т«

Т./ Т,

адекватными реальному

г

интервала автокорреляции нагрузки, который для механизмов циклического действия соответствует среднему времени цикла нагрузки. При этом датчик 1 тока подключен к одному входу сум55 матора 10, а также через блок 3 дифференцирования подключен к ручному делителю 7 напряжения, подключенному .к второму входу сумматора 10 и к втоэлектроприводу в реальных условиях эксплуатации. Измерительный сигнал S, сформированный с учетом найденных значений коэффициентов а,, а и а, наиболее точно описывает нагрузку на валу электропривода. Поиск коэффициентов а, а и а, как многофакторный эксперимент может производиться поэтапно при фиксированных значениях одного или двух коэффициентов на к.аждом этапе, В результате находят также сочетание коэффициентов а, , а и, а., при котором дисперсия DJ достигает г-шнимального значения. Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями может осуществляться с помощью устройства,блок схема которого изображена на чертеже. Устройство для измерения нагрузки содержит датчик 1 тока и датчик 2 напряжения якоря электродвигателя, блоки 3-6 дифференцирования, ручные делители 7,8 и 9 напряжения, сумматор 1-0, дисперсиометр 11 и показывающий прибор 12. Причем дисперсиометр 11 представляет собой последовательное соединение квадратора и фильтра низких частот, постоянная времени которого должна быть в 5-10 раз больше 3 рому блоку дифференцирования А, выход которого через второй ручной, делитель 8 напряжения подключен к третьему вькоду сумматора 10. Датчик 2 напряжения якоря через последователь ную цепочку из третьего блока дифференцирования 5 и третьего ручного делителя 9 напряжения подключен к четвертому входу сумматора 10, выход которого через четвертый блок дифференцирования 6 и дисперсиометр 11 подключен к показьюающему при бору 12, Предлагаемьй способ осуществляют следующим образом. Подключают датчики 1 и 2 к исследуемому электродвигателю, с помощью ручных делителей 7-9 напряжения вводят коэффициенты а,, а и а, в виде расчетных оценок значений Т, „ и TM/R. Нагружают электропривод спек тром нагрузок, характерным для реаль ных условий эксплуатации, и по показаниям прибора 12 определяют значение дисперсии DI в первом цикле последовательного приближения. Затем с помощью ручных делителей 7-9 напряжения вводят определенные приращения коэффициентам а,, а и а в какуюлибо сторону и вновь нагружают электропривод и определяют по показаниям прибора значение дисперсии Dx, во вто ром цикле последовательного приближения. Если при этом (D2-D,) О, то в третьем цикле направление приращения коэффициентов изменят на обратное, а если (Dj-D) i О, то в третьем цикле направление приращения коэффициентов сохраняют. Так продолжают до тех пор, пока дисперсия Dj не достигнет своего минимального значения, Это состояние свидетельствует о том, что найдены значения коэффи - . циентов а j г э наиболее адекватно описьшающие в сое таве аналитического выражения величину нагрузки на валу электропривода .

вторяют до тех пор, пока значение дисперсии Dj не достигнет минимума, а в первом цикле устанавливают значения коэффициентов, соответственно

и Tj, - расчетные оценки постогде Т„ янных времени соответственно электромеханической и якорной цепей электропривода R - сопротивление якорной цепи электродвигателя. 756 рмула изобретения Ф о Способ измерения нагрузки на валу электропривода постоянного тока механизма с упругими звеньями, заключающийся в том, что измеряют в реальном масштабе времени ток 3 напряжение и якоря электродвигателя,исходя из значений которых формируют сигнал S, по величине которого судят о нагрузке, отличающийся тем, что, с целью.повьшения точности, подвергают электропривод воздействию спектра заданных нагрузок с определенным временем автокорреляции и соответетвующего заданным условиям эксплуатации, а измерительный сигнал S формируют в соответствии с аналитическим выражением dl dU , 5-+a,5-j -a,5-, коэффициенты a,, a и a которого находят из серии циклов последовательных приближений, заключающихся в том, что установленным в предьдущем (i-IJ-M цикле значениям коэффи- . циентов дают приращение в какую-либо сторону и за заданньм отрезок времени, не менее чем в пять раз превышающий время автокорреляции нагрузок,определяют дисперсию D, производной dS„ . -- измерительного сигнала S, значеdtние которой сравнивают со значением дисперсии DJ , определенным в предыущем (i-l)-M цикле, при этом в послеующем (i+U-M цикле направление приращения коэффициентов сохраняют, если (DJ -0,-1 ) 0. или меняют на обратное. (D;-Dj, ) 0, причем циклы по