Устройство для управления электродвигателем постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННСГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для управления электродвигателями постоянного тока. Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока Г1 Управление осуществляется от источника питания t а при торможении питание вык{яочается и при помощи тиристоров и полупроводниковых диодов осуществляемся динамическое торможение электродвигателя. Разгон и торможение электродвигателя осуществляется резко, что при больших скоростях и массах приводит к заклиниванию и разрушению передаточных механизмов. Наиболее близким к изобретению являете я ус тройство ц ля управЛенин электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные блок задакядего сигнала и блок сравнения, нульорган, регулятор напряжения, выходом подключенный к овигателю с редуктором. датчик скорости и датчик положения, выход которого подключен к блоку сравнения . Допустемое ускорение замедления с таким устройством можно получить лишь при уменьшении скорости перемещения исполнительного мехенизма, что приведет к уменьшению быстродействия электропривода. Цель изобретения - Повышение быстродействия электропривода. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено m первыми и m вторыми умножителями рабочего и веселого напряжений, m+jключевыми блоками, VTi( . квантователями , двумя сумматорами, тремя выпрямителями и датчиком крутящего момента, тфичем датчик скорости через первый выпрямитель подключен к } первым умножителям, выходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки, квантователи, ко вторым входам которых через третий выпрямитель подключен выход блора сравнения, и вго-. рые умножители соединены со входами первого сумматора, к первому входу которого через последовательно соециненные второй сумматор, второй выпрямитель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выход первого сумматора пощслючен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен второй сумматор, датчик крутящего момента через последНИИ из вторых умножителей подключен к первому сумматору, а выходы датчика скорости и второго квантователя через первый ключевой блок подключены ко вто рому сумматору. На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления электродвигателем постоянного тока, вып ненная согласно изобретению. Устройство для управления электродви гателем постоянного тока содержит блок I сравнения, нуль-орган 2, регулятор 3 напряжения, в.ыходом подключенный к двигателю 4 с редуктором 5, датчик 6 скорости и датчик 7 положения, выход которого подключен к блоку 1 сравнения m первых 8 и YTf вторых 9 умножителей рабочего и весового напряжений, tti+1 ключевых блоков 1О, т квантователей 11, два сумматора 12 и 13, три выпрямителя 14-16 и датчик 17 крутящего момента, причем датчик 6 скорости через первый выпрямитель 14 подключен к щ первым умножителя 8, выходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки 10, квантователи 11, ко вторым входам которых через третий выпрямитель 16 подключен выход блока 1 сравнения, и вторые умножители 9 соединены со входами первого сумматора 12, к первому входу кот рогр через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель 15 и первый квантователь 11 подключен блок 1 сравнения, а выход первого сумм тора 12 подключен к регулятору 3 напряжения, ко второму входу которого чере нуль-орган 2 подключен второй сумматор 13, датчик 17 крутящего момента через формирователь 18 подключен ко ВТбрЫМ входам вторых умножителей 9, а выходы датчика 6 скорости и второго квантователя II .через первый,ключевой блок 10 подключены ко второму сум матору 13. Устройство работает следующим образом. Блок 1 сравнения выделяег сигнал рассогласования Da между задакнцим воздействием и напряжением обратной связи по положению. Сигнал рассогласования подается на один из входов второго сумматора 13, на второй вход которого поступает напряжение с выхода цепи задержайной жесткой обратной связи по скорости. Напряжение задержанной жесткой обратной связи по скорости проходит через ключевой блок 10 и квантователь 11 второго канала. Если напряжение рассогласования превышает пороговое. нaпpяJkeниe U) квантователя 11 второго канала, то сигнал на сумматор 13 не поступает. Сипналы с блока I, сравнения и с сумматора 13 поступают на выпрямители 15 и 16 и затем квантуются по уровню блоком квантователей 11. Пороговое напряжение U квантователя 11 первого канала определяет допустимую статическую ошибку замкнутой системы. Пороговые напр5 жения остальных квантователей 11 устанавливаются автоматически в зависимости от Скорости вращения исполнительного двигателя 4. Пороговое напряжение для каждого, позиционного квантователя 11, начиная со второго, вырабаТьгоается своей цепью динамической коррекции. К выходу позиционных квантователей 11, начиная со второго, подключены умножители 9 найряжений весового и рабочего. На вторые входы этих умножителей подается напряжение с формирователя 18 напряжения крутящего момента. Формирователь 18 осуществляет выпрямление сигналов переменного тока и сглаживание пульсаций. Цепь датчика 17 крутящего момента компенсирует влияние момента инерции якоря исполнительного двигателя 4 и соединенньпс с ним частей червячного редуктоРа 5. а также внешний момент, приложенный к объекту регулирования. Датчик 17 РУящего момента непрерьюно измеряет момент, передаваемый двигателем 4 ц объекту регулирования, В момент попачи задающего воздействия на вход блока 1 сравнения трогание исполнительного двигателя 4 происходит за счет выходного напряжения позиционного квантователя 11 первого канала. При большой величине сигнала рассогласования напряжение на выходе выходного сумматора 12 постоянных напряжений равно ,) -коэффициент передачи позиционного квантователя перво го канала; - коэффициент передачи позиционного квантователя 11 t - того канала; -коэффициадт передачи перво го умножителя напряжений 8 Цля V -того канала I 2, 3 . . . m sicrnU«--i P erUn. 5 lo,npMUei U, ) sig« и -Ь бгЧо.при . Чкм,,).м,г и.(И.. I -тое весовое напряжение Пороговое напряжение Ui определяет зону нечувствительности i -того позиционного квантователя 11. Сигналы умно жителей 9 напряжения -суммируются выходным сумматором 12, напряжение невыходе которого является управлякмцим для тиристорного регулятора 3 напряжения, питающего исполнительный двигатель 4. При этом вал исполнительного двигателя 4, вращаясь, приводит в движение через червячный редуктор 5 механизмы робота, сводя сигнал рассогласования к нулю. Направление вращения исполнительного двигателя 4 выбирается в зависимости от полярности сигнала нул органа 2. По сигналу нуль-органа 2 осуществляется реверс исполнительного двигателя 4. Таким образом, в режиме мягкой стабилизации скорости вращения двигателя напряжение на входе тирис торного регулятора 3 напряжения без уче та напряжения трогания определяется моментом инерции якоря исполнительного двигателя 4 и соединенных с ним частей червячного редуктора, внешним моментом приложенным к объекту регулирования, а также скоростью и ускорением вала исполнительного двигателя. В режиме жесткой стабилизации скорости вращения исполнительного двигателя 4 электропривод электромеханического робота работает на ползучей скорости. Изобретение дает возможность осуществлять плавное торможение электро79 привода при больших , скоростях пере мещения механических звеньев электромеханического робота и также повысить быстродействие привода робота по сравнению с известными устройствами. о р м у л а из обретения Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные блок задающего сигнала и блок сравнения, нуль-орган, регулятор напряжения, выходом подключенный к двигателю с редуктором, датчик скорости и датчик положения, выход которого пог}Ключен к блоку сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения :быстродействия, оно снабжено hn первыкт и ш вторыми умножителями рабочего и весового напряжений, ( ключевыми блоками, )TJ4-V квантователями, двумя сумматорами, тремя выпрямителями и датчиком крутящего момента, причем датчик -скорости через первый выпрямитель подключен к YD первым умножителям, выходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки, квантователи, ко вторым в содам которых через третий выпрямитель подключен выход блока сравнения, и вторые умножители соединены со входами первого сумматора, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выход первого сумматора подключен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен второй сумматор датчик крутящего момента через последний из вторых умножителей подключен к первому сумматору, а выходы датчика скорости и второго квантователя через первый ключевой блок подключены ко второму сумматору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ni 316166, кл. Н 02 Р 5/16, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 338981, кл. Н 02 Р 5/О6, 1970 {прототи п).