Электропривод Советский патент 1988 года по МПК H02P5/00 

(Л С

со со о

sj

ел

О)

Фиг.

ГЧ)

113

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам, может быть использовано в электроприводах в горной, текстильной, химической промьшшенности (выемочные машины драги, экскаваторы и т.д.) содержащих упругую механиг1ескук1 передачу, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 790090..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электропривода путем обеспечения его работы ripH изменении жесткости механической передачи.

На фиг.1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг.2 - функциональная схема модели механической части; на фиг.З - один из вариантов выполнения блока измерения жесткости.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, якорь которого через упругий элемент 2 с пе

0

0

вала и редуктора (упругого элемента) составлена из блока 19 сравнения и параллельно соединенных пропорционального усилителя 20 и цепи из последовательно включенных блока 21 пе- ремножения и интегратора 22, при этом выход блока 19 сравнения подключен к пропорциональному усилителю 20 и одному из входов блока 2 перемножения, второй вход которого Соединен с выходом блока 13 измерения жесткости. Модель подвижной части механизма выполнена в виде интегратора 23. Блок 13 измерения жесткости упругого элемента применительно к электроприводу выемочного комбайна содержит .блок 24 контроля положения комбайна, блок 25 деления и источник 26 опорного сигнала.

Модель О механической части электропривода может быть реализована на операционных усилителях, при этом блоки 16 и 19 сравнения реализуются

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости электродвигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей электропривода путем обеспечения его работы при изменении жесткости механической передачи. Устройство содержит блок 13 измерения жесткости, а узел коррекции 9 включает модель 10 механической части электропривода, блок 1I сравнения и дифференцирующий блок 12. Выход блока 13 измерения жесткости подключен к входу блока 11 сравнения. В электроприводе обеспечивается демпфирование колебаний в электромеханической системе при переменной жесткрсти упругого элемента. 3 ил.

ременной жесткостью связан с механиз-25 пропорциональными звеньями с коэфМом 3. Якорь электродвигателя 1 присоединен к регулируемому источнику 4 напряжения. Система управления электроприводом содержит регулятор 5 Частоты вращения, подчиненный ему регулятор 6 тока, датчики тока 7 и частоты вращения 8, выходы которых присоединены к соответствующим входам регуляторов тока 6 и частоты вращения 5, и узел 9 коррекции. Узел 9 коррекции включает модель 10 механической .части электропривода, блок 1 сравнения и дифференцирующий блок 12. На вход модели 10 механической части электропривода подключены выходы дат-.„ чика 7 тока и блока 13 измерения жесткости упругого элемента, а выход модели 10 подсоединен к одному из входов блока 11 сравнения, другой вход которого подключен к выходу дат- . чика 14 упругого м;омента5 а выход блока 11 сравнения через дифференцирующий блок 12 подключен к входу регулятора 5 частоты вращения и входу регулятора 6 тока.

Модель механической части электро привода (фиг.2) включает последовательно соединенные модель 15 подвижной части электродвигателя, состоящую из последовательно соединенных элемента 16 сравнешия и первого интегратора 17, мод€;ль 18 редуктора к i вала (упругого элемента) и модель подвижной части механизма. Модель 18

фициентами передачи, равными единиц Интегратор 17 реализуется интегриру щим звеном с передаточной функцией , ,, интегратор 22 - интег

30 рирующим звеном с передаточной функ цией W j интегратор 23 - инте рирующим звеном с передаточной функ цией W2j 1/Тдд Р, усилитель 20 - пр

35 порциональным .звеном с коэффициенто

В, где постоянные интегрирования

1,

M-v

ма

М

I2-2%

м

1 Мй

в

.50

55

где I, - момент инерции электродвигателя;

момент инерции механизма; номинальная частота вращения;

номинальный момент; - коэффициент характеризующи внутреннее трение в передаче.

Передаточная: функция поСоТедова- тельно соединенньгх блока 21 перемножения и интегратора 22 модели уп ругого, звена имеет вид

тт с W - ---,

причем жесткость С упругого элемент зависит от сигнала фактргческой жест

фициентами передачи, равными единице. Интегратор 17 реализуется интегрирующим звеном с передаточной функцией , ,, интегратор 22 - интегрирующим звеном с передаточной функцией W j интегратор 23 - интегрирующим звеном с передаточной функцией W2j 1/Тдд Р, усилитель 20 - пропорциональным .звеном с коэффициентом

В, где постоянные интегрирования

1,

М

I2-2%

м

„ .

1 Мй

в

0

5

где I, - момент инерции электродвигателя;

момент инерции механизма; номинальная частота вращения;

номинальный момент; - коэффициент характеризующий внутреннее трение в передаче.

Передаточная: функция поСоТедова- тельно соединенньгх блока 21 перемножения и интегратора 22 модели упругого, звена имеет вид

тт с W - ---,

причем жесткость С упругого элемента зависит от сигнала фактргческой жесткости, измеряемой блоком 13 измерения жесткости упругого элемента.

Передаточная функция модели I8 упругого элемента соответствует

W 2пп

где

ТсР

М.

(В -ь ),

TC

1

с

постоянная вязкости упругого звена; постоянная упругости звена, но с переменным параметром С, определяемым фактической жесткостью упругого элемента 2.

Электропривод работает следующим образом.

При появлении сигнала Uj на выходе регулятора 5 частоты вращения электродвигателя появляется сигнал задания тока, поступающий на регулятор 6 тока. Сигнал с выхода регулятора 6 тока увеличивает напряжение регулируемого источника 4, подаваемое на якорь электродвигателя 1 по.с- тоянного тока, до заданного значения Электродвигатель 1 разгоняется и через упругий элемент 2 приводит во вращение подвижную часть исполнительного механизма 3. Выходные сигналы с датчиков 7 тока и датчика 8 частоты вращения поступают, соответственно, на входы регулятора 5 тока и регулятора 6 частоты вращения и обеспечивают стабилизацию заданных значений тока и частоты вращения электропривода в переходных и стационарных режимах. При возникновении упругих колебаний в двухмассовой механической системе, состоящей из подвижных частей электродвигателя и механизма 2, с датчика 14 упругого момента сигнал поступает на один вход блока 11 сравнения, а на другой его вход поступает сигнал с выхода модели IО механической части электропривода с желаемым характером переходного процесса, на которую цодается сигнал с датчика 7 тока. Сигнал с выхода блока 11 сравнения, пропорциональный разности его входных сигналов, через дифференцирующий блок 12 поступает на вход регулятора 6 тока и на вход- регулятора 5 частоты вращения и демпфирует колебания.

При изменении жесткости упругого элемента 2 сигнал с выхода блока 13 измерения жесткости изменяет коэффи0

S

0

циент передачи в передаточной функции модели 18 упругого элемента пропорционально жесткости упругого элемента и тем самым обеспечивает сигнал на выходе модели 10, соответствующий фактической жесткости упругого элемента. Сигнал с выхода блока

24контроля положения подается на вход блока 25 деления, на другой вход которого подается сигнал с источника 265 пропорциональный величине известной постоянной Е- S (Е - модуль упругости рабочей ветви тяговой цепи, S - сечение цепи). Так как сигнал на выходе блока 24 контроля положения пропорционален длине рабочей ветви цепи Ьр„5 то на выходе блока

25деления сигнал пропорционален жесткости упругого элемента, выполненного, например, в вгеде цепи, т.е.

f -

JE,S

5

0

5

0

5

0

5

Лабораторные исследования устройства для демпфирования колебаний в электроприводе с упругой связью между двигателем и механизмом при переменной жесткости упругой связи применительно к электроприводу перемещения выемочного комбайна показали эффективность демпфирования механических колебаний в реальном диапазоне изменения жесткости упругой связи от 4 10 до 40-10 Н/м. Электропривод сохраняет быстродействие и простоту, обеспечивая эффективное демпфирование колебаний в электромеханической системе, при переменной жесткости упругого элемента.

Введение в электропривод блока измерения жесткости и выполнение модели упругого элемента согласно изобретению позволило учесть в модели механической части электропривода изменение фактической жесткости упругого элемента и по сравнению с известным электроприводом, в котором схема дe mфиpoвaния колебаний при переменной жесткости неработоспособна, расширить область применения изобретений за счет применения электропривода с переменной жесткостью упругого элемента.

Формула изобретения

Электропривод по авт.св. № 790090, отличающийся тем, что.

51390756

с целью расширения функциональных возможностей электропривода путем обеспечения его работы при изменении жесткости механической передачи, в него введен блок измерения жесткослена из блока сравнения и параллельно соединенных пропорционального усиФиг. 2

лителя и цепи из последовательно включенных блока перемножения и интегратора, при этом выход блока сравнения подключен к пропорциональному усилителю и одному из входов блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом блока измерения жесткости.

Фиг.З