Задающее устройство Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

,.1

Изобретение относится к электроприводу, а именно к электроприводу постоянного тока, и может быть использовано в системах прямого или косвенного регулирования скорости и в позиционных системах с подчиненным контуром скорости, если требуется обеспечить независимость ускорения (замедления) исполнительного механизма от величины статического момента.

Известно задающее устройство, состоящее из последовательно соединенных пропорционального звена с большим коэффициентом усиления и ограничением выходного сигнала и интегратора, выполненных на операционных усилнтелях и замкнутых отрицательной обратной связью 1.

Указанное задающее устройство обеспечивает хорошее качество переходных процессов в однократноинтегрирующей системе регулирования скорости. Однако многие системы, управляемые от задатчика интенсивности (например, двукратноинтегрирующая система регулирования скорости, система с регулируемой жесткостью механических характеристик, системы с обратной связью по напряжению и некоторые другие), имеют большое перерегулированне по току, вследствне чего на исполнительный механизм и кинематические передачи действуют дополнительные усилия, сокращающие срок их службы, а включение апериодического звена на выходе задатчика для сниження перерегулирования приводит к затягиванию переходных процессов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство, содержащее за10 датчик интенсивности, выполненный в виде последовательно соединенных пропорцнонального звена с ограничением выходного сигнала и интегратора, замкнутых отрицательной обратной связью, и апериодическое звено, соединяющее выход задатчика ин15тенсивности со входом регулятора скорости, другой вход которого соединен с выходом датчика скорости 2.

Это задающее устройство имеет следующие недостатки:

20 1) ограннченная область применения, поскольку требуемый закрн изменения управляющего сигнала можно получить только при интегрально-пропорциональной хараг. теристике регулятора скорости; 2)снижение надежности системы в режиме токоограинчеиия вследствие наличия на входе регулятора тока дополнительного «игнала, изменяющего уровень токоограничения при разгоне и торможении привода; 3)необходимость включения в схему дополнительного активного элемента (операционного усилителя) для реализации апериодического звена с двумя входами. Цель изобретения - расширение области применения задающего устройства и повышение надежности управляемой им системы в режиме токобграиичения. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дифференцирующим с замедлеиием и дополнительным апериодическим звеньями, включеиными параллельно ннтегратору задатчика интенсивности и первому апериодическому звену и на соответствующие входы регулятора скорости. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит задатчик интенсивности 1, состоящий из последовательно соединенных пропорционального звена 2 с большим коэффициентом усиления и ограничением выходного сигнала и интегратора 3, выполненных на операционных усилителях и замкнутых отрицательной обратной связью. Выход задатчика интенсивности 1 через пассивное апериодическое звено 4 соединен с одним из входов регулятора скорости 5 (при косвеином регулнровании скорости вместо регулятора скорости устанавливается регулятор ЭДС двигателя или регулятор напряження). Параллельно задающему интегратору 3 и апериодическому звену 4 на второй н третий входы регулятора скорости включены пассивные апериодическое 6 и дифференцирующее с замедлением 7 звенья; четвертый вход регулятора соединен с выходом датчика регулируемой координаты. Параметры звеньев 4, 6 и 7 выбираются в зависимости от параметров передаточной функции замкнутого контура регулирования скорости и от требуемого качества переходных процессов. При этом постоянные времени апериодических звеньев 4 и б и апериодической составляющей дифференцирующего с замедлением звена 7 должны быть одинаковыми. Ограничение выходного сигнала пропорционального звена 2 задатчика может осуществляться включением в цепь его обратной связи встречно-последовательно соединенных стабилитронов 8 и 9 или источника опорного напряжения. Апериодические звенья 4 и 6 и дифференцирующее с замедлением звено 7 представляют собой входные Ц1епи операционного усилителя регулятора скорости 5, в обратную связь которого включено комплектное сопротивление 10, состав которого зависит от требуемой передаточной функции регулятора. Звеио 7 реализуется последовательным включением конденсатора И и резистора 12, а звенья 4 и 6 - последовательным включением резисторов 13 (14) и 15 (16), точка соединения которых через конденсатор 17 (18) подключена, к общей точке вход-выход усилителя регулятора скорости 5. Для удобства настройки коэффициента передачи звена 6 и постоянной времени дифференцирования звена 7 на выходе звена 2 могут устанавливаться потенциометры 19 и 20, движки которых соединены соответственно с конденсатором II и резистором 13. При отсутствии контура регулирования положения разгон привода осуществляется при поступлении ступейчатого сигнала Ujj((t) Ugiil(t), соответствующего заданному значению регулируемого параметра (скорости, ЭДС или напряжения двигателя), на вход пропорционального звена 2, где он сравнивается с выходным сигналом задающего интегратора 3. При наличии рассогласования между этими сигналами на выходе звена 2 поддерживается постоянное напряжение и о, которое преобразуется интегратором 3 в линейно-возрастающий сигнал U3n(t)- Как только последний достигнет уровня входного сигнала UBX, напряжение звена 2. становится равным нулю и интегрирование прекращается. Выходные напряжения задатчика интенсивности 1 Ujn(t) и Uo(t) апериодическими 4 и 6 и дифференцирующим с замедлением 7 звеньями преобразуется в напряжения Ui(t), Ui(t) и Usft) соответственно. Все эти сигналы на входе регулятора 5 суммируются, а их сумма Uic(t) U,(t) + Ui(t) -f Uj(t) сравнивается с сигналом отрицательной обратной связи Uoc(t) по регулируемой координате. Реверс привода осуществляется изменением полярности входного сигнала UBx(t) задающего устройства, а торможение - съемом этого сигнала. При работе системы регулирования скорости в качестве подчиненного KOHtypa позиционной системы входной сигнал на задающее устройство поступает с выхода регулятора положения. Предлагаемое задающее устройство по сравнению с известными обеспечивает без изменения уровня токоограничения лучщее качество переходных процессов по управляющему воздействию (более высокое быстродействие При одинаковых значениях перерегулировёГния по току или меньшее перерегулирование при одинаковом быстродействии). Формула изобретения Задающее устройство, содержащее задатчик интенсивности, выполненный в виде последовательно соедииенных пропорционального звена с ограничением выходного сигнала и интегратора, замкнутых отрицательной обратной связью, и апериодическое звено, соединяющее выход задатчика интенсивности со входом регулятора скорости,

другой вход которого соединен с выходом датчика скорости, отличающееся тем, что, с целью расширения его области применения и повышения надежности управляемой им системы в режиме токоограничения, оно снабжено дифференцирующим с замедлением и дополнительным апериодическим звеньями, включенными параллельно интегратору задатчика интенсивности и первому апериодическому звену и на соответствующие вхо ды регулятора скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лебедев Е. Д. и др. Управление венсильными электроприводами постояиисго тока. М., «Энергия, 1970, с. 144.

2.Патент ГДР № 116359, кл. Н 02 Р 5/12, 1975.