Способ демпфирования колебаний в элетроприводе и устройство для его осуществления Советский патент 1979 года по МПК H02P5/06 

ти частот вращения двигателя.и механизма с постоянным коэффициентом, вследствие чего не обеспечивается максимальная эффективность демпфирования и максимальное быстродействие электропривода. Кроме того, достаточная эффективность демпфирована я может быть обеспечена в этом устройстве лишь в зоне токоограничения, а при малых значениях тока, когда регулятор частоты вращения выходит из зоны насыщения, эффективность демпфирования падает.

Цель изобретения - увеличение эффективности демпфирования колебаний и повышение быстродействия электропривода.

Это достигается тем, что формируемый по известному способу сигнал изменяющий управляющее воздействие на привод и пропорциональный разности частот вра)дения двигателя и механизма, дополнительно изменяют пропорционально величине амплитуды колбаний механизма.

Устройство для осуществления преложенного способа в электроприводе с последовательно включенными преобразователем, регулятором тока и регулятором частоты вращения, содержащее два установленных -на валах двигателя и механизма тахогенератора,подключенных ко входу первого элемента сравнения,выход которго соединен со входом регулятора тока, отличается тем, что в него дополнительно введены блок интегрирования, второй элемент сравнения, блок переменожения и блок опрделения амплитуды колебаний с двумя входами, причем выход блока перемножения подключен к входам регуляторов тока и частоты вращения, два его входа подключены к выходам первого элемента сравнения и блока определения амплитуды колебаний с двумя входами, соединенными с выходами первого и второго элементов сравнения, к двум входам последнего подключены выходы регулятора чатоты вращения и блока интегрирования, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения. Блок определения амплитуды колебаний механизма выполнен в виде двух блоков выделения модуля, подключенных через нелинейные резисторы с параболической характеристикой к входам операционного усилителя, содержащего в цепи обратной связи нелинейный резистор с параболической характеристикой.

На чертеже показана схема устройства для осуществления предложенного способа.

Электропривод, в котором электродвигатель 1 соединен с механизмом 2 упругой связью 3, содержит

последовательно включенные преобразователь 4, питающий электродвигатель 1, систему 5 управления преобразователем, регулятор тока б и регулятор частоты вращения 7.

На валах электродвигателя 1 и механизма 2 установлены тахогенераторы 8 и 9, подключенные к входам первого элемента сравнения Ю, выход которого соединен со входом регулятора тока б, В устройство дополнительно введены блок перемножения 11, блок интегрирования 12 второй элемент сравнения 13 и блок 14 определения амплитуды колебаний механизма с двумя входами. Выходы блока перемножения 11 подключены к входам регуляторов тока б и частоты вращения 7,, два его входа подключ,ены к выходам первого элемента сравнения 10 и блока 14 определения амплитуды колебаний, два входа которого соединены с выходам первого 10 и второго 13 элементов сравнения. К двум входам второго элемента сравнения 13 подключены выходы регулятора частоты вращения 7 и блока интегрирования 12, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения 10. Блок 14 определения амплитуды колебаний механизма выполнен в виде операционного усилителя 15 с двумя входми, в цепи обратной связи и двух входов которого включены нелинейные резисторы 16, 17, 18 с параболической характеристикой и блоки 19и 20 вьщеления модуля.

Устройство для осуществления предложенного способа работает сле0 дующим образом.

Поскольку выходной сигнал первого элемента сравнения 10 пропорционален разности частот вращения элект1 и механизма 2 д(О(ц,. родвигателя

выходной сигнал блока интегрирова- , ния 12 пропорционален абсолютной величине относительного перемещения масс двиг;ателя и мexaнизмaLj))dt. Эта величина вместе с выходным сигналом регулятора частоты вращения 7, определяющим заданное значение относительного перемещения масс двив соответстгателя и механизма

вии с выполняемым режимом управления, подается на входы второго элемента сравнения 13, выходной сигнал которого характеризует текущее значение колебания масс относительно его заданного значения Atf if-4;

/V . 13 и

Сигналы с выходов второго первого 10 элементов сравнения,пропорциональные текущим величинам колебаний и скорости их изменения, подастся на два входа блока 14, на выходе которого получают сигнал.

пропорциональный амплитуде цэ. колебаний

ч/ 2 /А(

Ч)У(ДФ124.(- , а)

где /9 - собственная частота колебаний системы.

Блоком 14 определения амплитуды колебаний указанной функции работает следующим образом. Включение блоков вьщеления модуля 19 и 20 обеспечивает постоянство знаков входных напряжений U и U2 этого операционного усилителя. Благодаря тому, что в цепях обратной связи и двух входов операционного усилителя 15 включены.делинейные резисторы 16, 17 и 18 с параболической характеристикой равенство величин токов на входе усилителя с выходным напряжением U определяется зависимостью

KU5,j, Kuf + KU , (2) где К - коэффициент пропорциональности ;

вследствие чего выходное напряжение операционного усилителя 15 соответствует требуемой функциональной зависимости

выу fu - (3)

С помощью блока перемножения 11 выходной сигнал первого элемента сравнения 10, пропорциональный разности скоростей двигателя 1 и механизма 2, умножается на выходной сигнал блока 14, пропорциональный амплитуде колебаний, и подается на вход регулятора тока 6, обеспечивая демпфирование колебаний. Увеличение этого демпфирующего сигнала пропорционально амплитуде колебаний позволяет увеличить эффективность демпфирования при больших амплитудах, а уменьшение этого сигнала с уменьшением амплиту|ДЫ колебаний позволяет повысить быстродействие электропривода.

Демпфирующий сигнал с выхода блока перемножения 11 подается также на вход регулятора частоты вращения 7, В зоне токоограничения когда регулятор частоты вращения 7 находится в зоне насыщения,этот сигнал не влияет на поведение элекропривода, а при малых значениях тока якоря электродвигателя, когда регулятор частоты вращения 7 выходит из зоны насыщения, этот сигнал увеличивает эффективность демпфирования колебаний.

В электроприводах с регулируемы потоком электродвигателя демпфирующий сигнал с выхода блока перемножения 11 может быть подключен на вход регулятора возбуждения.

Таким образом, предложенный способ демпфирования колебаний в элек.роприводе и устройство для его реалиэации обеспечивают увеличенио эффективности демпфирования и повышение быстродействия электропривода, что позволяет повысить надежность и точность управления электроприводом.

Формула изобретения

10

1. Способ демпфирования колебаний в электроприводе с упругой связью между электродвигателем и механизмом путем изменения управляющего воздействия на электропри15вод в функции сигнала, пропорционального разности частоты вращения электродвигателя и механизма, о тличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности

20 демпфирования и повышения быстродействия, определяют величину амплитуды колебаний механизма и изменяют управляющее воздействие на электропривод пропорционально

25 величине амплитуды.

2. Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее последовательно включенные регулятор частоты вращения, регулятор тока якоря и систему управле0ния преобразователем, питающим электродвигатель, два установленных на валах электродвигателя и механизма тахогенератора, подключенных ко входу первого элемента

5 сравнения, выход которого соедилен с входом регулятора тока якоря, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок интегрирования, второй элемент

0 сравнения, блок перемножения и блок определения амплитуды колебаний с двумя входами, причем выход блока перемножения подключен к входам регуляторов тока и часто5ты вращения, его входы подключены к выходШЛ первого элемента сравнения и блокаопределения амплитуды колебаний с двумя входаьвд, соединенными с выходами первого и вто0рого элементов сравнения, к двум входам последнего подключены выходы регулятора частоты вращения и блока интегрирования,вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения.

5

3. Устройство по п.2, о т л ичающееся тем, что блокопределения амплитуды колебаний выполнен в виде двух блоков л.,и;сления модуля, подключенных 4epi.-j

0 нелинейные резисторы с параболической характеристикой ко входам операционного усилителя, ,i-щего в цепи обратной связи номнейный резистор с параболичос

5 характеристикой.

,. «V , J

i, V :T-( VV,/-/-. - -

693525