Устройство для управления электродвигателем позиционного электропривода Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в позиционных или следящих электроприводах, в частности в системах позиционного управления механизмами прокатных станов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - принципиальная электрическая схема блока коррекции фазовых траекторий; на фиг,3 - фазовая траектория скорости отработки и график изменения тока якоря электродвигателя в функции рас- согласования.

Устройство содержит последовательно, соединенные задатчик 1 положения.

В блоке 2 сравнения происходит вычисление рассогласования между за-

блок 2 сравнения, цифроаналоговыи

Д . данием на положение механизма от за-

преобразователь 3, операционный уси- J

литель 4 с параболической характеристикой, замыкающийся контакт 5, контур 6 регулирования скорости и датчик 7 положения механизма. Выход датчика 7 положения механизма подключен к инверсному входу блока 2 сравнения, второй выход цифроаналогового преобразователя 3 подключен к входу компаратора 8, выход которого соединен с обмоткой реле 9.,

датчика 1 и фактическим положением механизма от цифрового датчика 7 положения. При наличии рассогласования через усилитель -компаратор 8 ера-

25 батывает реле 9, его контакт 5 размыкается и на вход контура 6 регулирования скорости подается сигнал, зависящий от рассогласования. Величина начального рассогласования за-

30 поминается в счетчике 14 блока 10 коррекции фазовых траекторий. На этапе разгона (участок 1 фиг,3) регулятор скорости находится в насыщении. За фиксированное время на

Кроме того, в устройство входит блок 10 коррекции фазовых траекторий содержащий триггер 11, S-вход которого и Первый вход логического элемента 12 И-НЕ соединены с младшим разрядом входа блока 10, R-вход триггера 11 соединен с инверсным выходом первого ждущего мультивибратора 13 и синхронизирующим входом счетчика 14 импульсов. Вход установки в нуль счетчика 14 импульсов соединен со входом первого ждущего мультивибратора 13 и с ключем 15 сброса,. Прямой выход триггера 11 подключен к входу второго ждущего мультивибратора 16, выход которого соединен с вторым входом логического элемента 12 И-НЕ. Выход логического элемента 12 И-НЕ подключен к счетному входу счетчика 14 импульсов, выходы параллельного кода которого соединенны с входами цифроаналогового преобразователя 17 блока 10 коррекции фазовых траекторий. Входы записипараллельного кода счетчика 14 импульсов образуют вход блока 10, Первый выход цифроаналогового преобразователя 17 блока 10 подключен к одцрму выводу первого пере

менного резистора 18, другой вывод которого соединен с одним выводом второго переменного резистора 19 и образует первый выход блока 10, Второй выход цифроаналогового преобразователя 17 соединен с другим вьшо- дом второго переменного резистора 19 и образует второй выход блока 10, Вход блока 10 коррекции фазовых траекторий подключен к выходу блока 2 сравнения, выходы блока 10 коррекции фазовых траекторий подключены параллельно операционному усилителю 4 с параболической характеристикой.

Устройство работает следующим образом,

В блоке 2 сравнения происходит вычисление рассогласования между за-

датчика 1 и фактическим положением механизма от цифрового датчика 7 положения. При наличии рассогласования через усилитель -компаратор 8 ера-

батывает реле 9, его контакт 5 размыкается и на вход контура 6 регулирования скорости подается сигнал, зависящий от рассогласования. Величина начального рассогласования за-

поминается в счетчике 14 блока 10 коррекции фазовых траекторий. На этапе разгона (участок 1 фиг,3) регулятор скорости находится в насыщении. За фиксированное время на

этапе разгона (участок 1 а фиг.З) определится величина перемещения. В зависимости от величины указанного перемещения изменяется код, записанный в счетчике 14 блока 10, Величина

указанного перемещения пропорциональна ускорению, которое, в свою очередь, пропорционально статическому моменту. Таким образом, код, хранимый в счетчике 14 блока 10, пропор-

ционален величине начального рассогласования и величине статического момента, а выходное сопротивление блока 10 пропорционально коду счетчика 14, Выходное сопротивление бло-

ка 10 является сопротивлением обратной связи операционного усилителя 4 с параболической характеристикой,

С увеличением рассогласования величина выходного сопротивления блока 10 увеличивается и, так как выходное сопротивление блока является сопротивлением обратной связи операционного усилителя 4, то коэффициент передачи, усилителя увеличивается, что

предполагает увеличение интенсивности торможения, т.е. эквивалентное ускорение и коэффициент заполнения токовой диаграммы увеличились. После начала движения величина сопротивле- с ния корректируется в функцию интенсивности разгона.

При увеличении статического момента путь, проходимый механизмом за фиксированное время, уменьшается,10

число, хранимое в счетчике 14, уменьшается в меньшей степени, чем на холостом ходу, и, следовательно,.Коэффициент передачи операционного усилителя при наличии статического момен- f5 та будет больше, чем при отсутствии нагрузки. После отработки рассогласования контакт 5 реле 9 размыкается.

Момент времени перевода электропривода из режима разгона в режим 20 торможения определяется усилителем 4 с параболической характеристикой. Уточнение с помощью блока 10 коэффициента передачи усилителя 4 в зависимости от внешних возмущаюш их ватель, торов позволяет исключить режим скольжения на этапе торможения.

Блок 10 коррекции фазовых траекторий работает следующим образом.

ханизма на этапе разгона за фиксиро ванное время. Код, xpaHHNfbift в счетч ке 14, преобразуется в цифроаналого вом преобразователе 17 в аналоговую величину изменения выходного сопротивления. Подстроечные резисторы 18 19 обеспечивают .согласование параме ров цифроаналогового преобразовател 17 и операционного усилителя 4.

Таким образом, устройство позволяет изменять характеристику контур положения в зависимости от возмущаюг щих воздействий и тем самым получат максимальное быстродействие электропривода и улучшать его энергосиловы характеристики.

Формула изобретения

Устройство для управления электро двигателем позиционного электропривода, содержа1цее последовательно сое диненные задатчик положения, блок сравнения, цифроаналоговый преобразо операционный усилитель с пар болической характеристикой, замыкающийся контакт реле, контур регулирования скорости электродвигателя и датчик положения механизма, выход

При замыкании ключа 15 сброса раз--30 датчика положения механизма подклюрешается работа счетчика 14 и формируется отрицательный импульс на выходе первого ждущего мультивибратора 13, который устанавливает триггер 11

в начальное состояние и разрешает за-35 к обмотке реле, пись параллельного многоразрядного кода положения в счетчик 14. На S- вход триггера 11. и первый вход логического элемента 12 И-НЕ поступает последовательный код, пропорциональный частоте следования импульсов младшего разряда датчика 7 положения (предполагается, что величина задания на отработку в процессе отработки рассогласования неизменна). На счетный вход счетчика 14 импульсов поступает количество импульсов, пропорциональное перемещению механизма за время, задаваемое длительностью

40

45

чен к инверсному входу блока сравне ния, второй выход цифроаналогового преобразователя связан с входом ком паратора, выход которого подключен

отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок коррекции фазовых траекторий, содер жащий триггер, два ждущих мультивиб ратора, ключ сброса, логический эле мент И-КЕ, счетчик импульсов, цифро аналоговый преобразователь и два переменных резистора, причем S-вход триггера и первый вход логического элемента И-НЕ соединены с младщим разрядом входа блока коррекции фазо вых траекторий, R-вход триггера сое динен с инверсным выходом первого ждущего мультивибратора и синхрони-

импульса второго ждущего мультивибра- О зирующим входом счетчика импульсов, тора 16. При положительном статическом моменте используется вычитающий

вход установки в О которого соеди нен с входом первого ждущего мульти

вход счетчика 14, суммирующий вход, импульса второго ждущего мультивибра-- - второго ждущего мультивибратора, выпри отрицательном После окончания

вибратора и с ключем сброса, прямой выход триггера подключен к входу

тора 16, в счетчике 14 импульсов хранится код, пропорциональный начальному рассогласованию и перемещению ме-

ханизма на этапе разгона за фиксированное время. Код, xpaHHNfbift в счетчике 14, преобразуется в цифроаналого- вом преобразователе 17 в аналоговую величину изменения выходного сопротивления. Подстроечные резисторы 18, 19 обеспечивают .согласование параметров цифроаналогового преобразователя 17 и операционного усилителя 4.

Таким образом, устройство позволяет изменять характеристику контура положения в зависимости от возмущаюг- щих воздействий и тем самым получать максимальное быстродействие электропривода и улучшать его энергосиловые характеристики.

Формула изобретения

ватель,

Устройство для управления электродвигателем позиционного электропривода, содержа1цее последовательно соединенные задатчик положения, блок сравнения, цифроаналоговый преобразо- операционный усилитель с параболической характеристикой, замыкающийся контакт реле, контур регулирования скорости электродвигателя и датчик положения механизма, выход

5 к обмотке реле,

0

5

чен к инверсному входу блока сравнения, второй выход цифроаналогового преобразователя связан с входом компаратора, выход которого подключен

отличающее- с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок коррекции фазовых траекторий, содержащий триггер, два ждущих мультивибратора, ключ сброса, логический элемент И-КЕ, счетчик импульсов, цифро- аналоговый преобразователь и два переменных резистора, причем S-вход триггера и первый вход логического элемента И-НЕ соединены с младщим разрядом входа блока коррекции фазовых траекторий, R-вход триггера соединен с инверсным выходом первого ждущего мультивибратора и синхрони-

зирующим входом счетчика импульсов,

вход установки в О которого соединен с входом первого ждущего мульти-

второго ждущего мультивибратора, вывибратора и с ключем сброса, прямой выход триггера подключен к входу

ход которого соединен со вторым входом логического элемента И-НЕ, выходом подключенного к счетному входу

счетчика импульсов, выходы параллель- ного кода которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя блока коррекции фазовых траекторий, входы записи параллельного кода образуют вход блока коррекции фазовых траекторий, первый выход цифро- аналогового преобразователя блока коррекции фазовых траекторий подключен к одному выводу первого переменного резистора, другой вывод которого соединен с одним выводом второго переменного резистора и образует

первый выход блока коррекции фазовых траекторий, второй выход цифроаналогового преобразователя блока коррекции фазовых траекторий соединен с

другим выводом второго переменного резистора и образует второй выход блока коррекции фазовых траекторий, вход блока коррекции фазовых траекторий подключен к выходу блока сравие-

НИИ, выходы блока коррекции фазовых траекторий подключены параллельно операционному усилителю с параболической характеристикой.

фиг.;

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в позиционных или следящих электроприводах, в частности в системах позиционного управления механизмами прокатных станов. Целью изобретения является повышение быстродействия. В блоке 2 сравнения происходит вычисление рассогласования между заданием на положение механизма от за ;атчика 1 и фактическим положением механизма от цифрового датчика 7 положения. При наличии рассогласования через компаратор 8 срабатывает реле 9, замыкается его контакт 5, и на вход контура 6 регулирования скорости электродвигателя подается сигнал, пропорциональный рассогласованию. Величина начального рассогласования запоминается в блоке 10 коррекции фазовых траекторий. За фиксированное время на этапе разгона этот код изменяется пропорционально ускорению и статическому моменту. Изменяется выходное сопротивление блока 10, которое является сопротивлением обратной связи операционного усилителя 4 с параболичес-. кой характеристикой. Уточнение с помощью блока 10 коэффициента передачи операционного усилителя 4 в зависимости от внешних возмущающих факторов позволяет исключить режим сколь- жения на этапе торможения. После отработки рассогласования контакт 5 реле 9 размыкается. 3 ил. I (Л ч СП lie

Д

ы

17

. 2

сриг.З