Устройство определения статического момента на валу электродвигателя постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам косвенной оценки статического момента на валу электродвигателя постоянного тока, и может быть использовано в системе управления электроприводом.

Цель изобрет ения - повышение точности оценки, статического момента на валу электродвигателя постоянного тока.

На чертеже представлена функциональная схема устройства определения статического момента на валу электродвигателя постоянного тока.

Устройство содержит блок 1 умно- жения, соединенный с вторым входом, первого суммирующего усилителя 2, выход последнего соединения с интегратором 3, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего усилителя 2 и с первым входом второго суммирующего усилителя 4, второй вход которого соединен с третьим входом первого суммирующего усилителя 2.

Известно уравнение движения электродвигателя

(1)

10

« в

де I - момент инерции всех вращаю- шдхся частей;

Q - угловая скорость вращения якоря;

Сд,- механическая постоянная двигателя;

крутизна кривой намагничивания двигателя; ток в цепи якоря;

ij- ток в цепи возбуждения;

Vj,- статический момент нагрузки.

Известно, что для статического омента

Ч

|u, 0.

(2;

На двигателе установлены датчики для токов 1д и ig и для скорости со (не показаны). Точный датчик статиче- ского момента fu построить технически сложно, поэтому для измерения статического момента применяют вычисли- тельное устройство, которое использует информацию имеющихся датчиков и вырабатывает оценку статического момента jii. , которая после окончания переходного процесса в вычислительном устройстве стремится к моменту /Ис .

Оценку статического момента осуще- СТВД1ЯЮТ по формуле

S7 -

13)

Т

оценка статического момента; постоянная времени оценивания;

1

l

промежуточная величина, которая находится из выражения1 а, CwkeA . - . 1 I , ,

-V - -----Z l,-i -1,.4 I А I

У гр -в f

Дифференцируют выражение (3), исльзуя формулы (1) и (4), получают

а,

У 05

0

5

0

5

0

А 1 / Л

-/i c Ь

(5

если

(5)

),

Решение уравнения const, имеет вид

|йс Uc (I t - текущее время, fUc сходится к значению определя- Uj, за время

ЗТ.

5

где т.е емого момента

От электродвигателя постоянного тока на вход устройства определения статического момента поступают три сигнала: ток якоря i, ток возбуждения ig ц угловая скорость вращения якоря со . Ток якоря и ток возбуждения двигателя на блок 1 умножения. Результирующий сигнал последнего поступает на второй вход первого суммирующего усилителя 2, на третий вход которого поступает угловая скорость вращения якоря СО . На первом суммирующем усилителе 2 эти сигналы умножаются на соответствующие коэффициенты и суммируются (формула 4), и результат поступает на вход интегратора 3. В процессе интегрирования происходит нарастание выходного сигнала у блока 3. Сигнал у в виде обратной связи, стабилизирующей процедуру оценивания, подается на первый вход первого суммирующего усилителя 2. За время переходного процесса t ЗТ значение у достигает величины

1

-а, jUc - О

и, следовательно, значение сигнала на выходе второго суммирующего усилителя 4 jiif. приближается к искомому значению статического момента Uc.

Блок 1 умножения в предлагаемом устройстве определения статического, момента может быть реализован на базе, например, микросхемы 525ПС1, а суммирующие усилители 2 и 4 и интегратор 3 - на базе микросхемы 153УД2 Предлагаемое устройство может быть реализовано также на дискретных элементах автоматики и, в частности, на базе микропроцессорной техники.

Таким образом, предлагаемое устройство увеличивает точность оценки статического момента за счет введения связей, учитьшающих динамические свойства модели электродвигателя постоянного тока и модели момента сопротивления. Использование устройств определения статического момента в системах управления электроприводом позволяет улучшить качество привода и, следовательно, увеличить точность и быстродействие оборудования.

Формулаиз о бр ет ения

Устройство определения статического момента на валу электродвигателя

Составитель В.Никаноров Редактор И.Горная Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

5118/45

Тираж 729Подписное

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

постоянного тока, содержащее датчики тока якоря и возбуждения, предназна- ченньте для подключения в цепи испытуемого электродвигателя, датчик его частоты вращения, блок умножения, к которому подключены датчики тока якоря и возбуждения, блок вычисления, к одному из входов которого подсоедиQ нен блок умножения, а к второму - датчик частоты вращения, блок-индикации, подсоединенный к выходу блока вьгаисления, отличающееся тем, что, с целью повьппения

5 точности оценки статического момента, блок вычисления выполнен в виде двух суммирующих усилителей и интегратора, причем первые два входа первого суммирующего усилителя являются вхоQ дами блока вычисления, а к третьему его входу подсоединен выход интегратора, вход которого подключен к выходу первого суммирующего усилителя, к одному входу второго суммирующего

5 усилителя подключен датчик частоты вращения, а второй вход соединен с выходом интегратора, при этом к выходу второго суммирующего усилителя подключен блок индикации.

Изобретение относится к электротехнике, а именно устройствам косвенной оценки статического момента на валу электродвигателя постоянного тока, и может быть использовано в системах управления электроприводом. Целью изобретения является повышение точности оценки статического момента. Устройство определения статического момента, содержащее последовательно соединенные суммирующие усилители 2,4 и интегратор 3, снабжено блоком умножения 1, выход которого соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя 2, вторым суммирующим усилителем 4 с двумя входами, первый вход которого соединен с выходом интегратора 3, а второй - с третьим входом первого суммирующего усилителя 2, первый вход которого соединен с выходом интегратора 3. За счет введения связей, учитывающих динамические свойства электродвигателя, повьщтается точность определения момента. 1 ил. с (Л