Способ измерения скорости вращения двухдвигательного электропривода с упругими связями и устройство для его осуществления Советский патент 1977 года по МПК G01P3/42 B21B37/46 

Известен также способ, по которому при последовательном включении напряжений двух тахогенераторов с противоположными по фазе колебаниями сумма колебаний равняется нулю, а лолоБинное напряжение CD- ответствует действительной величине ско рости вращения, либо возможна установка одного датчика скорости, но в узле коле- баний 2.

Недостатком этого способа является то,

в нем способы расстановки датчиков скорости (одного датчика в узле колебаний, либо двух датчиков с противоположными по фазе колебаниями) практически не применимы. Одним из саособов уменьшения электромехвиитческих резонансных яг лений в системе электропривода яв.г1яется существениое понижение статического коэф4«щиента усиления системы регулирования. Однако такая мера зачастую недопустима ио-.-ja ограничений, на1шадывае мых технапогическими требованиями к точности работы системы авто.матического регулирования скорос:ти.

По предлагаемому способу для повышения надежности, уменьшения механических напряжений в валопроводе и улз чшения работы системы автоматического регулиро|эания измеряют ЗДС обоих электродвигателей, сравниБоют мелоду собой, полученный разностный сигнал корректиру от в функции потока возбуждев.ия двигателей и вычитают из сигнала обратной связи по скорости вращения, замеренной вблизи пучности крутильных колебаний одного из электродвигателей со стороны нерабочего конца его вала, а результирующий сигнал подают в систему автоматического регулирования.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство включает двухякорный электродвигатель 1 (или два электродвигателя, установленных по кинематической схеме Тандем), якори 2 и 3 электродвигателя, тахогенератор 4, плюсовые зажимы 5 якор электродвигателя, минусовые зажимы 6 якорей электродвигателя-jблок 7 сравнения напряжений якорей 2 И и .одеджйз: ojoxejuциальныи раздеяи-г ять/, общую точку 8 соединения каждого якоря с его обмотками

дополнительных полюсов и компенсационной блок сравнения 9 токов якорей 2 и 3 (содержит потенциальный разделитель), выход 10 блока сравнения напряжений, выход 11 блока сравнения токов. Кроме того, уст ройство имеет блок 12 выделения разности ЗДС (скорости вращения) якорей 2 и 3 (содержит масштабный преобразователь), потенциометр 1Й, связанный с органом изменения потока возбуждения двигателя, регуяятор 14 скорости вращения электродвигателя, независимый сигнал 15 управления (определяет установку скорости вращения электродвигателя), обратную связь 16 по скорости и выход 17 регулятора скорости,

Двухякорный электродвигатель 1 содерж якори 2 и 3 и тахогенератср 4, сочлененный с нерабочим кондом валй щектродви- гателя. Плюсовые зажиг /1ы S якорей 2 и 3 электродвигателя 1 соединены между собой иеаосредствеенй, -а минусовые зажиМ1з1 6 подключе шл к блоку 7 сравнения напряжения этих якорей. Общие точки 8 содинения каждого якоря с его обмотками дополнительных попюсов и компенсационной под1-У1Ючены к блоку сравнения токов 9 якорей. Выходы 1О и 11 соответственно блоков 7 и 9 якорей 2 и 3 подключены ко входам блока 12 выделения разности ЭДС (скарссти вращения) этих якорей. Выход блока 12 через потенциометр 13 подключен к одному из входов регулятора скорости вращения 14 электродвигателя.

К другим входам регулятора скорости, вращения 14 подключены с0ответс1 енно независимый сигнал управления 15, определяющий уставку скорости вращения электродвигателя 1г и выходной сигнал тахогенератора 4 обратной связи по скорости 16 Выход 17 регулятора скорости 14 подключен к остальным элементам снстемы управления двухякорного электродвигателя 1, например ко входам регуляторов тока якорей 2 и 3,

При отсутствии крутщ1ьных колебаний, например при вращении двигателя 1 с. установившейся скоростью или при разгоне вхолостую, и при равенстве напряженки а токов якорей 2 и 3 входные и выходные сигналы блоков 7 и 9 равны нулю.

При возникновени крутильных колебаний, например при захвате заготовки, скорости вращения якорей 2 и 3, расположенных вблизи пучностей колебаний, измешиотся относительно узла крутильных колебаний О (распсложенногОа примерно, посередине между якорями) во взаимно противоположных направлениях,

Поэтому Б режиме крутильных колебаний разность скоростей враакния обоих якорей равна примерно удвоенной разности между скоростью вращения каждого якоря скоростью участка вала вблизи узла С крутильных колебаний.

В связи с этим на входах блоков 7 и 9 и на выходах 10 и 11 этих блоков поа вятся сигналы, пропорциональные .соответственно удвоенной разности напряжений 2 д и на якорях 2 и 3 и удвоенной разности падений напряжений 2 uVT в якорных цепях обоих якорейс,

В результате при крутильных коле6а ниях на выходе блока 12 действует разность напряжений

2д 2ди-2дУЯ22дп

Действительно, результирующий сигнал между разностями напряжений якорей и оми ческих падений напряжений в них пропорционален разности ЗДС этих якорей и их скоростей вращения,

С помощью входящего в блок 12 масщтаного преобразователя осуществляется умень шение Б 2 раза и необходимое масштабирование разности скоростей вращения якорей 2 и 3. В связи с этим сигнал д п на выходе потенциометра 13 равен разности между скоростью вращения, например, якоря 2, со стороны которого вблизи пучности крутильных колебаний установлен тахогенерйто 4, и скоростью вращения saha вблизи узла когаебаний О,

Сигнал Дп на выходе потештометра 13 вычитается из сигнала обратнс связи по скорости 16, поступающего с/.-ахогенератора 4.

Тогда суммарное напряжение на выходе тахогенератора 4, находящегося: на свободном конце вала электродвигателя 1 со стороны якоря 2j пропорционально скорости вращения этого участка вала и имеет вид, представленный кривой сч

Из этого напряжения вычитается сиг- нал Vi на выходе потенциометра 13 (кривая Ъ ).

Результирующая кривая (разность меж ду кривыми а и b ) представлена кривой С , которая не содержит пульсации напряжения, связанных с крутильными колебаниями, и соответствует скорости вращения электродвигателя 1 вблизи указанной узловой точки О его вала, где кру тильные колебания отсутствуют.. В резул тате суммарный сигнал на выходе регулятора скорости 14 не содержит переменной составляющей, связанной с крутильными колебаниями.

Поэтому выходной сигнал 17 регулатора скорости 14 не критичен к крутрльным колебаниям, вследствие чего улучшаврся работа системы регулирования и привода в целом.

Измеренную разность ЭДС обоих электродвигателей, пропорциональную крутильным колебанием вала электродвигателя, необходимо корректировать по величине потока возбуждения электродвигателя, если скорость его вращения изменяется выше

основной за счет ослабления поля. Для этого служит потенциометр 13, связанный с органом ослабления потока возбуждения двигателя (на чертеже не показан).

Формула изобретения

1,Способ измерения скорости вращения двухдвигательного электропривода с упругими связями между обоими электродвигателями, например, двухякорного исполнения, заключающийся в измерении скорости вращения одного из электродвигателей вблизи пучности отклонения его скорости вращения при крутильных колебаниях, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьцнения надежности, уменьшения механических напряжений Б валопроводе и улучшения работы системы автоматического регулирования, измеряют ЭДС обоих электродвигателей, сравнивают между собой, полученный разнос ный сигнал корректируют в функции потока возбуждения электродвигателя и вычитают

из сигнала обратной связи по скорости вращения, замеренной вблизи пучности крутильных колебаний одного из электродвигателей, со cTopoiibi нерабочего конца вала, а результирующий сигнал подают; в систему автоматического управления,

2,Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее двухдыпгатель- ный электропривод, например, двухякорного исполнения, с валом одного из которьис связан тахогенератор, выход которого подключен к регулятору скорости, отличающееся тем, что, однополярные якорные зажимы одного знака обоих элек«ч тродвигателей соединены меноду собой неп-осредственно, а однополярные якорные зайсимы другого знака подключены к блоку сравнения напряжений, общая точка соединения каждого якоря с обмоткакш его дополнительных полюсов и компенсацконной подключены к блоку сравнения токов, выходы блоков сравнения напряжений и токов электродвигателей включены встречно между собой и подключены ко входу блока выделения разности ЭДС и скоростей вращения электродвигателей, а выход этого блок1 через потенциометр .подключен встречно с Ш ходом тахогенератора на вход регулятора скорсюти

Источники информации, принятые во вник мание при экспертизе:

1.Шенерт Д, Слабые места приводов прокатных сд-анов, журнал Черные металлы, 5to(hE unc/ EisettjNo 23, с. 26-33.

2,Дерненбург Э, О„ Повреждение обмот и коллекторов мощных прокатных двигателей, журнал Черные металлы ; ta h Р UHcl Е-15епр-У74, № 20, с. 7-43,