Устройство для регулирования момента в упругой трансмиссии электропривода Советский патент 1980 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электроприводам, а именно к устройствам для регу лирования электроприводов с упругими механическими связями, и может применяться в электроприводах прокатных станов, бумагоделательных и горных машин, испытательных стендов. Известно устройство для регулирования момента вупругой механической свя зи электропривода, содержащее регулятор момента в упругой связи с включенным на его входе элементом сравнения задан ного и фактического значений момента, а также цепи линейных обратных связей по величине этого момента и его производной Это устройство уменьшает максимум и колебательность момента в упругой связи, но увеличивает длительность переходных процессов при управляющих воздействиях, что отрицательно сказывается на быстродействии электропривода, Наиболее близким к изобретению ио технической сущности и достигаемому . результату является устройство для регулирования момента в упругой трансмиссии : электропривода, содержащее включенный :в систему управления электроприводом регулятор момента в упругой трансмиссии, подключенный к его входу через элемент сравнения с задааным значением. мойента датчик момента в упругой трансмисни, а также соединенное с выходом датчика момента реальное дифференцирующее звено, выход которого подключен ко входу системы управления электроприводом Гз. Это устройство не позволяет получить высокое быстродействие и точность регулирования момента в динамических режимах вследствие недостаточной точности дифференцирования, с помощью реального дифференцирующего звена, образующего гибкую обратную связь по величине момента в упругой трансмиссии, а также линейного .характера этой обратной связи, что приводит к необходимости перестройки регулятора момента и изменения скорости нарастания задающего Сигнала электропривода в завйсимЬсти о режима работы, приводящик либо к существенному снижению быстродействия, либо к снижению точности регулирования а также усложняющих схему устройства и его эксплуатацшо. Цель изобретения - повышение быстр действия и.точности регулирования. Эта цель достигается тем, что в уст ройство, содержащее включенный в систему управления электроприводом регуля тор момента в упругой трансмиссии и подключенный к его входу, через элемен сравнения, с заданным значением момент датчик момента в упругой трансмиссии, введены два установленные на валу упругой трансмиссии электропривода маг- нитоупругих преобразователя, подключенный к обмоткам возбуждения указанных магнитоупругих преобразователей источник постоянного тока, сЪединенная с вы ходными обмотками магнитоупругих преобразователей дифференциальная измерительная схема, подключенный между выходом последней и входом системы управления электроприводом усилитель с включенным в цепь его обратной свя зи блоком перемножения, вкод Которого через дополнительный блок выделения модуля соединен с выходом указанного выше элемента сравнения. На чертеже показано выполнение пред ложенного устройства в системе управления электроприводом постоянного тока с одновременным изменением тока якоря и магнитного потока двигателя. Система упраЬлени-я электроприводом содержит подключенный -к якорю двигате ля 1 нереверсивный преобразователь 2, подключенный к обмотке 3 возбуждения двигателя реверсивныЙ преобразователь 4 регулятор тока якоря 5 с включеггаым на е входе датчиком тока якоря 6, регулятор м нитного потока 7 с включенным на его входе датчиком магнитного потока 8, ре гулятор частоты вращения 9 с подключенным к его входу датчиком частоты вращения 10, Устройство содержит включенный в систему управления электроприводом (на входах регуляторов тока якоря 5 и магнитного потока 7) регулятор момент в упругой трансмиссии 11 и подключенн к его входу через элемент 12 сравнения фактического значения момента с его за данным значением (формируемь1М здесь на выхода регулятора частоты вращения 9) датчик момента 13 в упругой транс746846МИССИИ, и устройство дополнительно введены два установленных по валу упругой трансмиссии 14 магнитоупругих преобразователя 15 и 16, подключенный к обмоткам намагничивания 17 и 18 указанных магнитоупругих преобразователей источникпостоянного тока 1 9, соединенная с выходными обмотками 20 и 21 магнитоупругих преобразователей дифференциальнай измерительная схема 22, подключенный между выходом последней и входом системы управления электроприводов усилитель 23 с включенным в цепи его обратной связи блоком перемножения 24, вход которого через дополнительный блок выделения модуля 25 соединен с выходом элемента 12 сравнения момента в упругой трансмиссии с его заданным значением. Вь1ход усилителя 23 может быть подключен как ко входу регулятора момента 11, так и ко входу регулятора магнитного потока 7, а также с учетом блока потока - ко входу регулятора штока якоря 5. Устройство работает следующим образом. Регулятор момента в упругой трансмиссии 11 осуществляет воздействие на систему управления электроприводом в ; функции поступающего с выхода элемента сравнения 12 сигнала, пропорционального разности заданного и фактического (с выхода датчика 13) значений, этого момента, обеспечивая уменьшение их рассогласова:ния. При постоянном значении момента в упругой трансмиссии потокосцепление выходных обмоток 20 и 21 магнитоупругих преобразователей 15 и 16 неизменно, вследствие чего выходные напряжения этих преобразователей равны нулю. При изменениях момента & упругой трансмиссии, возникающих вследствие управляющих или возмущающих воздействия на электропривод, изменяется также потокосцепление выходных обмоток 20 и 21 магнитоупругих преобразователей 15 и 16, а возникающие в них при этом ЭДС ПропбрцйЬггальны скорости из-. менения потокосцепления, а следовательно, и скорости изменения момента. Введение дифференциальной схемы 22 позволяет получить на ее выходе сигнал, величина и знак которого соответствуют велич1те и знаку скорости изменения моента в упругой транс1у1иссии. Этот сигал через усилитель 23 поступает на

вкод системы управления электроприводом обеспечивая демпфирование колебаний момента и увеличение плавности его изменения.

При этом коэффициент гибкой обратной связи изменяется обратно пропорционально модулю рассогласования момента с помощью блока перемножения 24 и подклченного к выходу элемента сравнения 12 блока выделения модуля При больших

значениях рассогласования .коэффициент гибкой обратной связи мал, что обеспечивает быстрое, приближение фактического значения момента в у пру трансмиссии к его заданному значению, что способствует повышению .быстродействия, а при малых значениях рассогласования момента коэффициент гибкой обратной связи увеличивается, обеспечивая эффективное гашение колебаний момента. Указанный характер воздействия на систему управ ления электроприводом повышает динамическую точность регулирования. Повышению точности способствует также то обстоятельство, что в предложенном уст- ройстве не требуется применение реального дифференцирующего звена с характерной для него погрешностью дифференцирования, причем последнее увеличивает также помехозащищенность устройства.

Таким образом, в устройстве обеспечивается повышение быстродействия и точности регулирования момента в упругой трансмиссии электропривода, что способствует повышению производительности и надежности. Формула изобре те н и я

Устройство для регулирования момента в упругой трансмиссии электропривода

содержащее включенный в систему упрай ления электроприводом регулятор момента в упругой трансмиссии и датчик момента в упругой трансмиссии, подключенный к входу регулятора через элемент сравнения с заданным значением момента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности регулирования, в него ввеаены два установленные на валу упругой трансмиссии электропривода, магнитоупругих преобразователя, подключенный к обмоткам намагничивания указанных магнито- упругих преобразователей источник постоянного тока, соединенная с выходными обмотками магнитоупругйх првобразо вателей дифференциальная измерительная схема, включенный между выходом последней и входом системы управления электроприводом усилитель с блоком перемножения в цепи его обратной связи, при этом второй вход блока перемножения через дополнительный блок выделения соединён с выходом указанного элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Труды Московского ордена Ленина энергетического института. Тематический сборник Перспективные полупроводниковые системы управления в промышленном и тяговом электроприводе. Вып. 302, М., 1976, с. 32-36, рис. 1.

2.Сб. Зпектротехническая промышленность. Сер. электропривод. Вып. 2/46/, 1976. с. 18-2О рис, 3,,

12

Н

Л

7 1

№

f

15 гЛ 7

1рП| ТПЛ , UoO I

/« И

& гШО

1