Система управления для электропривода Советский патент 1989 года по МПК H02P5/06 

4

9) 4аь

ю ч ел

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано при построении высококачественных систем программного управления с электроприводами постоянного и переменного тока.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования и качества переходных процессов в электроприводе.

На чертеже приведена схема системы управления для электропривода.

Система управления для электропривода содержит на входе программный задатчик 1, выход которого через узел 2 рвода соединен с входом реверсивного . счетчика 3, преобразователь 4 код - напряжение через регулятор 5 положения соединен с замыкат ющим контактом коммутатора б, включенного на выходе системы управления подключенном к аналоговой части 7 электропривода с редуктором 8, на выходном валу которого установлен исполнительный орган 9 с датчиком 10 перемещения, выходом подключенным к входу обратной связи системы управления, являющимся входом формирователя 11 импульсов, выходы которого соединены с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 3, последовательно соединенные преобра - зователь 12 частота напряжение, сумматор 13, релейный элемент 14, задатчик 15 интенсивности, а также п логических элементов 2ИЛИ 16, где п - разрядность преобразователя 4 код-напряжение, и логический элемент т-ИЛИ 17, где m - число разрядов реверсивного счетчика.3, старших п. Выходы п шадших разрядов реверсивного счетчика 3 поочередно подключены к одним входам логических элементов 2ИЛИ 16, а выходы m старших разрядов - к входам логического элемента т-ИЛИ 17, выход которого объединен с другими входами логических элементов 2ИЛИ 16, выходы которых подключены к п соответствующим разрядам преобразователя 4 код - напряжение, старшие разряды которого подключены к входам коммутатора 6. Вы- ход задатчика 15 интенсивности через размыкающий контакт коммутатора 6 подключен к входу аналоговой части 7 электропривода. Второй вход сумматора 13 соединен с выэсодом преобра0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зователя 4 код - напряжение, а входы преобразователя 12 частота-напряжение соединены с вьпсодами формирователя 11 импульсов.

Коммутатор 6 содержит последовательно соединенные логический элемент ИЛИ-НЕ на входе, усилитель и реле.

Система управления для электропривода работает следующим образом.

Рассмотрим работу системы при Обработке больших перемещений, что характеризуется выходом электропривода в процессе отработки на установившуюся скорость. Код задания на перемещение узлом ввода 2 от программного задатчика 1 записывается в реверсивньй счетчик 3. Если хотя бы один из старших разрядов счетчика 3 находится в состоянии логической 1 , т,о независимо от состояния младших разрядов на выходе преобразователя 4 код-напряжение максимальный уровень сигнала. Вследствие этого на . выходе сумматора 13, определяющего разность между напряжением преобра- зователя 4 и напряжением преобразователя 12 (последний пропорционален квадрату частоты следования импульсов или квадрату скорости привода),- появляется положительное напряжение, а релейный элемент 14 переключается в состояние положительного насыщения. В результате задатчик 15 формирует процесс разгона привода, и после выхода на установившееся значение продолжается обработка перемещения уже на максимальной скорости.

По мере подхода к точке позиционирования во всех старших разрядах счетчика -.3 устанавливается низкий уровень (логический О), в результате чего младшие разряды счетчика 3 подключаются к разрядам преобразователя 4 код-напряжение. Напряжение преобразователя 4 начинает уменьшать ся, соответственно, изменяется знак напряжения на выходе сумматора . 13, релейньй элемент 14 изменяет свое состояние на противоположное и задатчик 15 интенсивности формирует процесс торможения привода. По мере приближения рабочего органа к точке позиционирования, а скорости привода к нулю обнуляются старшие разряды преобразователя 4 код-напряжение,, в результате чего срабатывает реле коммутатора 6 и переключает вход ана

3

логовой части 7 системы электропривода от задатчика 15 интенсивности к выходу регулятора 5 положения. Поледний формирует заключительный эта процесса позиционирования.

Режим отработки малых перемещени отличается тем, что напряжение преобразователя 4 становится меньще напряжения преобразователя 12 до выхода привода на установивщуюся скорость. При этом коэффициент передач преобразователя 12 частота-напряжение выбирается таким, чтобы момент переключения на торможение соответствовал отработке половины заданного перемещения (при одинаковой интенсивности пуска и торможения). В этом случае исключается перерегулирвание либо затягивание в процессе позиционирования.

Напряжение на вьпсоде преобразователя 12 частота-напряжение можно записать следующим образом:

и

пц„ Oi.otjCO,

(1)

где oi, - коэффициент передачи преобразователя 12 частота-напряжение;

oti - коэффшц1ент Передачи импульсного датчика 10 обратной связи;

СО - скорость привода. При отработке малых перемещений пройденный путь в момент переключения равен половине заданного или

Ы2

2а

2

)

(2)

где а - заданное ускорение (замедление) привода; Cf,- заданный путь.

Дпя момента переключения можно записать выражение для напряжения преобразователя 4

,-1;)-,

СОЫ, oij .

и

пчн

(3)

коэффициент передачи канала обратной связи по положению. (2) и (3) совместно, можнЪ

Wot3 2аобг

(4)

Подставляя (4) в (1) получим

и

ПЧИ

С02

(5)

10

Таким образом, при отработке при- оводом больших и малых перемещений необходим преобразователь частота-напряжение с квадратичной зависимостью между входным и выходным сигналами. Если привод предназначен для отработки, только больших перемещений, то достаточно выбрать

oi,

G)CT 3

2а

(6)

Таким образом, в системе управления для электропривода формирование режимов пуска и торможения привода осуществляется задатчиком интенсивности, причем момент начала торможения автоматически определяется в зависимости от оставшегося пути отработки, текущей скорости электропри- вода и заданной интенсивности торможения, это повышает качество переходных процессов в электроприводе. Аналоговый регулятор положения включается в работу непосредственно у точки позиционирования при скорости привода, близкой к нулю, благодаря чему существенно упрощается его расчет и реализация, а значит, и точность работы, что приводит к приближению реальных характеристик процесса позиционирования к расчетным и уменьшению ошибки позиционирования.

Формула изобретения

Система управления для электропривода, содержащая на входе прог- раммный задатчик, выход которого че- рез узел ввода соединен с входом реверсивного счетчика, преобразователь код - напряжение через регулятор положения соединен с замыкающим контактом коммутатора, включенного на выходе системы управления, датчик

перемещения исполнительного органа, выходом подключенным к входу формирователя импульсов, выходы которого соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного

счетчика, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения точности позиционирования и .качества пере-. ходных процессов в электроприводе, в нее введены последовательно соединенные преобразователь частота - напряжение, сумматор, релейный элемент, задатчик интенсивности, а также п логических элементов 2 ИЛИ, где п - разрядность преобразователя код-напряжение, и логический элемент т-ИЛИ, где m - число разрядов реверсивного счетчика, старших п, при этом выходы п младших разрядов ре- версийного счетчика поочередно подключены к одним входам логических элементов 2ШШ, а выходы m старших разрядов - к входам логического элемента т-ШШ, выход которого объединен с другими входами логических элементов 2ИЛИ, выходы .которых подключены к п соответствуюпцт разрядам пре- образователя код-напряжение, старшие разряды которого подключены к входам коммутатора, выход задатчика интенсивности через размыкающий контакт коммутатора подключен к выходу

системы управления, второй вход сумматора соединен с выходом преобразователя код-напряжение, а входы преоб- разоватёля частота-напряжение соединены соответственно с выходами .формирователя импульсов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электропри- t воду, и м.б. использовано при построении высококачественных позиционных систем программного управления с электроприводами постоянного и переменного токов. Цель изобретения - повышение точности позиционирования и качества переходных процессов в электроприводе. Система управления содержит программный задатчик 1, код задания которого через узел 2 ввода записывается в реверсивный счетчик 3. Различают режим отработки больших перемещений в процессе выхода на установившуюся скорость и режим отработки малых перемещений. Последний отличается тем, что напряжение Преобразователя 4 код-напряжение становится меньше напряжения преобразователя 12 частота-напряжения до вы- .хода электропривода на установившуюся скорость. При этом коэффициент .передачи преобразователя 12 выбирается таким, чтобы момент переключения на торможение соответствовал отработке половины заданного перемещения (при одинаковой интенсивности пуска и торможения). В этом случае исключается перерегулирование либо затягивание в процессе позиционирования, что повьш1ает качество переходных процессов и точность. 1 ил. i О)