Электропривод с подчиненным регулированием параметров Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению автоматизированными электроприводами постоянного тока, и может быть использовано в широкорегулируемьгх электроприводах подач металлорежу- щих станков с позиционнь1ми и скоростными, режимами управления.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу.

На чертеже приведена схема предлагаемого электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подклю ценный к вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные зада тчик 3 скорости, регулятор 4 скорости и регулятор 5 тока с подключен ными к их входам соответственно датчиками скорости 6 и тока 7, а также релейный элемент 8, вход которого подключен к выходу задатчика 3 скороти. В электропривод введены последовательно соединенные выпрямитель 9,, формирователь 10 характеристики мо- ;мента сухого трения и инвертор I1, управляемые ключевые элементы, 12 и 13, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу релейного элемента 8, при этом вход выпрямителя 9 соединен с выходом датчика 6 скорости, исполнительная цепь ключевого элемента I2 включена между выходом формирователя 10 характеристики момента сухого трения и входом регулятора 5 тока, а исполнительная цепь ключевого элемента 13 - между выходом инвертора 11 и входом

регулятора 5 тока.

1

Электропривод работает следующим образом.

Силовая часть электропривода - реверсивный вентильный преобразователь 2, электродвигатель 1 и управляющая часть в виде пропорционально- интегрального регулятора 5 тока, на входе которого сравнивается сигнал, поступающий с выхода датчика 7 тока якоря, преобразующего сигнал от щун- та цепи электродвигателя 1, и сигнал, поступающий с выхода пропорционально-интегрального (пи) регулятора 4 скорости, образуют внутренний подчиненный контур регулирования

2972022

тока. Внешний контур регулирования

5

0

скорости электродвигателя I состоит из ПИ регулятора скорости, датчика 6 скорости, при этом выходное напряжение ПИ регулятора 4 скорости является задающим для внутреннего токового контура. I

На вход системы подается управляющее воздействие в виде задания на резкое увеличение скорости двигателя. Задающий сигнал поступает на вход ПИ регулятора 4 скорости. На него же поступает сигнал отрицательной обратной связи по скорости электродвигателя 1, формируемого при помощи датчика 6 скорости ПИ регулятор 1 скорости воспринимает отклонение скорости электродвигателя 1 от заданного значения и под действием этого рассогласования меняется выходное напряжение ПИ регулятора 4 скорости. Появление на входе ПИ регулятора 4 скорости напряжения прино5 дит к подаче на вход ПИ регулятора 5 тока сигнала задания на величину и знак тока якоря электродвигателя 1. При этом на другой вход ПИ регулятора 5 тока поступает с датчика 7 тока

0 якоря сигнал отрицательной обратной связи по току. Одновременно сигнал с датчика 6 скорости поступает на вход вьшрямителя 9, выходной сигнал которого формирует на выходе формирователя

, 10 специально подобранную зависимость момента сухого трения от скорости, при этом инвертор П осуществляет инвертирование вгаЕходного сигнала формирователя 10 для получения лротивопо0 ложной полярности. Релейный элемент 8 фиксирует момент перехода заданяце- го сигнала через нуль и осуществляет коммутацию ключевых элементов 12 и 13 таким образом, что выходной сиг5 ал релейного элемента 8 положительной полярности замыкает ключевой элемент 12 и размыкает ключевой элемент 13, а сигнал отрицательной полярности наоборот размыкает ключевой элемент I2 и замыкает ключевой элемент 13. В этом случае.выходной сигнал формирователя 10 подключается к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным сигналом ПИ регулятора 4 скорости как задание на ток якоря двигателя. Это сразу приводит к подаче на вход контура тока сигнала с амплитудой, достаточной для создания двигателем момента, равного моменту

0

5

сухого трения, а с этого момента двигатель начинает вращаться в направлении, определяемом полярностью задающего сигнала.

Ключевой элемент I2 остается замкнутым, а ключевой элемент 13 разомкнутым до тех пор, пока не изменится полярность задающего сигнала. Такое введение дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования обеспечивает повьппение точности компенсации нагрузки типа сухого трения, нелинейно зависящего от скорости двигателя .во всем диапазоне регулирования скорости. Причем величина дополнительного сигнала, передаваемого на вход регулятора тока, регулируется в функции скорости вращения двигат

5 го включены последовательно соединенные задатчик скорости, регулятор скорости и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками скорости и тока, а также

теля. При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздейст-20 релейный элемент вход которого под- вия другой полярности процесс регули- ключен к выходу задатчика скорос- рования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента 8 размыкает ключевой элемент 12 и замыкает ключевой элемент 13, тем самым обеспечиваетти, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости путем умень 5 шения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу, в него введены пос«- ледовательно соединенные выпрямитель формирователь характеристики момента сухого трения и инвертор, и два управляе1иых клйчевых элемента, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу релейного элемента, при этом вход выпрямителя

ся подключение выходного сигнала инвертора 11 к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным напряжением ПИ регулятора 4 скорости.

Введение указанных блоков и дополнительных связей позволяет точно скомпенсировать влияние момента сухого трения, зависящего от

скорости вращения двигателя, что при-35 соединен с выходом датчика скорости водит к существенному уменьшению не- исполнительная цепь первого ключевого элемента включена между выходом формирователя характеристики момента сухого трения и входом регулято- 40 ра тока, а исполнительная цепь второго ключевого элемента - между выходом

равномерности скорости вращения на малых скоростях и позволяет расширить диапазон регулирования скорости и обеспечить устойчивую работу электропривода во всем диапазоне регулирования скорости и нагрузок.

инвертора и входом регулятора тока.

Редактор Ю.Середа Заказ 793/60

Составитель В.Кузнецова Техред М.°Ходанич

Корректор

Тираж 661Подписное

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

Таким образом, применение предлагаемого электропривода с подчиненным регулированием параметров в меха i низмах подач металлорежущих Станков приводит к улучшению качества обработки деталей за счет уменьшения ошибки позиционирования.

Формула изобретения

Электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, регулятор скорости и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками скорости и тока, а также

релейный элемент вход которого под- ключен к выходу задатчика скорос-

релейный элемент вход которого под- ключен к выходу задатчика скорос-

ти, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу, в него введены пос«- ледовательно соединенные выпрямитель, формирователь характеристики момента сухого трения и инвертор, и два управляе1иых клйчевых элемента, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу релейного элемента, при этом вход выпрямителя

инвертора и входом регулятора тока.

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в широкорегулируемых электроприводах металлорежутдих станков. Расширение диапазона регулирования скорости обеспечивается за счет введения дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования. При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздействия другой полярности процесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента 8 размыкает ключ 12 и замыкает ключ . 13, тем самым обеспечивается подключение выходного сигнала инвертора 11 к выходу регулятора 2 тока в фазе с выходным напряжением регулятора 1 скорости, 1 Ш1. о (Л С