Следящий электропривод Советский патент 1981 года по МПК H02P8/14 H02P5/06 

Изобретение относится к эдектротехнике, в частности, к отрасли средств автоматизации, и может использоваться в установках с числовым программным управлением. В следящих электроприводах в качестве исполнительного органа чаще всего используются либо электродвига тель постоянного тока, либо шаговый электродвигатель. Известен следящий электропривод, содержащий два шаговых электродвигателя, соединенных своими вгшами с входными валами дифференциального редуктора, выходной вал которого свя заи с рабочим органом Наиболее близким по технической сущности является следящий электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого под ключен к выходу усилителя мощности, шаговый электродвигатель с блоком управления и дифференциальный редукто соединенный одним входным валом с валом электродвигателя постоянного тока, вторым - с валом шагового электродвигателя , а выходным валом - с р бочим органом 2|. Недостатком известных приводов я ляется недостаточное быстродействие и точность, а также ограниченный диапазон регулирования скорости. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Поставленная цель достигается тем, что в следящий электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, шаговый электродвигатель с блоком управления и дифференциальный редуктор, введены датчик импульсов, преобразователь код-частота и реверсивный счетчик, вход сложения которого соединен с входом усилителя мощности, вход вычитания - с выходом импульсного датчика, установленного на выходном валу дифференциального редуктора, а выходы реверсивного счетчика соединены с входами преобразователя код-частота, соединенного выходами с входгили блока управления шаговым электродвигателем. Такое выполнение привода приводит к тому, что скорость двигателя постоянного тока, управляемого от импульсного усилителя мощности, суммируется со скоростью шагового -двигателя дифференциальным редуктором.Отклонение скорости выходного вала дифференциального редуктора от заданной .фиксируется в реверсивном счетчике.

на вход сложения которого поступают импульсы задающего воздействия, а на вход вычитания - импульсы с датчика обратной связи, установленного на выходном валу дифференциального редуктора. Преобразователь код-частота преобразует отклонение, зафиксированное в счетчике, в импульсные последовательности на одном из двух своих выводов в зависимости от величины и знака отклонения. Шаговый двигатель, имеющий более высокое быстродействие чем двигатель постоянного тока, отрабатывает это отклонение. В результате скорость выходного вала редуктора точно следует за заданной скоростью и результирующие средние ошибки по угловому положению и скорости равны нулю.

На чертеже приведена схема следящего электропривода.

Механическое суммирование движений двигателя 1 постоянного тока и шагового двигателя 2 осуществляется дифференциальным редуктором 3. Задающее воздействие- в виде последовательности импульсов зас9 частота которых определяет угловую скорость выходного вала редуктора 3, подается на вход импульсною усилителя 4 мощности. К выходам усилителя 4 подключен якорь двигателя 1 постоянного тока. Одновременно импульсная последовательность fзаЭ- подается на вход сложения реверсивного счетчика 5, на вход вычитания которого подаются импульсы обратной связи с датчт.ха б обратной связи , установленного на выходном валу дифференциального редуктора 3. Частота импульсов датчика обратной связи пропорциональна угловой скорости выходного вала. Выходы счетчика 5- соединены с входами преобразователя 7 код-частота, который вырабатывает импульсы либо на выходе +, либо на выходе - в зависимости от состояния выходов счетчика 5. Выходы преобразователя 7 код-частота подключены к входам блока 8 управления шаговым двигателем, осуществляющего коммутацию обмоток шагового двигателя 2 в требуемой последовательности.

Устройство работает следующим образом.

Скорость выходного вала редуктора 3, задаваемая частотой импульсов fjo на входе импульсного усилителя -4 мощности, определяется алгебраической суммой скорости двигателя 1 постоянного тока (и)-)) и шагового двигателя 2 (Шг.) . В установившемся режиме частота импульсов f3ad входе сложения счетчика 5 равна частоте импульсов fQ на входе вычитания,и число, которое в нем записано, не изменяется. При этом состоянии счетчика 5 преобразователь 7 код-частота вырабатывает импульсы на своих выходах и шаговый двигатель 2 приводится во вращение. При изменении частоты задае ющих импульсов на входе импульсного усилителя 4 мощности скоростью CW;)/двигателя 1 постоянного тока вследствие его инерционности не успевает быстро Измениться. В результате этого частоты импульсов на входах сложения и вычитания реверсивного счетчика 5 становятся отличными друг от друга и в нем фиксируется отклонение угловой скорости выходного вала редуктора 3 относительно заданного значения. В

5 зависимости от величины и знака отклонения, зафиксированного в счетчике 5, преобразователь 7 код-частота вырабатывает импульсы на одном из своих выходов, частота которых пропорциональна отклонению, зафиксированному в счетчике 5. Эти импульсы поступают в блок 8 управления и шаговый двигатель 2 начинает вращаться отрабатывая это отклонение, до тех

5 Р пока частота импульсов на выходе датчика 6обратной связи не станет равной частоте задающих импульсов

Md

Формула изобретения

Следящий электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого подключен к выходу

5 усилителя мощности, шаговый электродвигатель с блоком управления и дифференциальный редуктор, соединенный одним входным валом с валом электродвигателя постоянного тока, вторым 0 с валом шагового электродвигателя, а выходным валом - с рабочим органом, отличающийся тем, что,с целью повышения быстродействия и точности, введены датчик импульсов, пре- образователь код-частота и реверсивный счетчик, вход сложения которого соединен с входом усилителя мощности, вход вычитания - с выходом импульсного датчика, установленного на выходц ном валу дифференциального редуктора, а выходы реверсивного счетчика соединены с входами преобразователя код-частота, соединенного выходами с входами блока управления шаговым электродвигателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Исмаилов Ш.Ю. Автоматические системы и приборы с шаговыми двигатеА лями. М. , Энергия, 1968, с. 29. . 2. Патент ФРГ № 2103792, кл. Н 02 Р 7/00, 1975.