Устройство для измерения статического момента нагрузки электропривода постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электреттехнике и может быть использовано для автоматизированного управления электроприводами постоянного тока, предназначенных для систем полач металлооежуших станков.

Известен датчик величины усилия, привод которого выполнен по системе управляемый преобразователь - двигатель с регуляторами тока и скорости, содержащий последовательно включенные интегрирующее и интегро-пропорциональное звенья, ко входу первого из которых подключен выход датчика тока, а ко входу второго - выход датчика ЭДС преобразователя, причем последовательно включенные интегрирующие и интегро-пропорциональные звенья охвачены цепью отрицательной .о 5ратной связи l.

Недостатком данного датчика является низкая помехозащищенность, обусловленная необходимостью получать производные первого и второго

порядка тока цепи якоря для выделения с достаточной точностью статического момента нагрузки в динамичес ких режимах, что видно из уравнения 2}электрического и механического равновесия

4- Т Т

М М - Т.. -гг -г 1- 1.. ,. ,

V Vidt

« dt

где М М - статический и полный

мент двигателя;

10

Т и электромеханическая и

электромагнитная посто-s янные временк Электропоивода.

15

Однако формирование сигнала, пропорционального статическому момент: нагрузки с учетом производных первого и второго порядка тока якоря

20 практически осуществить невозможно из-за большого уровня помех в сигнале цепи якоря, а пренебрежений производными дает большую погрешность измерения. 39 Известно также устройство для измерения статической составляющей тока приводного электродвигателя прокатного стана, работающего по системе генератор-двигатель, содержащее вспомогательный электродвигатель постоянного тока, В устройство для измерения при различных режи мах работы привода в цепь обмотки возбуждения приводного электродвирателй включено сопротивление,поисоединенное к обмотке возбуждения вспомогательного двигателя питающегося от генератора через делитель напряжения и имеющего динамические и электрические характеристики, идентичные характеристикам приводного электродвигателя З. Недостатком этого устройства является наличие помех в сравниваемых сигналах цепи якоря прокатиогд двигателя и в цепи якоря вспомогательного двигателя, создаваемых в том числе и коллекторами вращающихся ма шин,. Наиболее близкимк предлагаемому является устройство для измерения статического момента нагрузки, содержащее последовательно соединенные дифференцирующее звено и сумматор М- . Недостатком устройства является низкая помехозащищенность к пульсациям (помехам) входного сигнала. уровень и частотный спектр которых зависит от способа управления тирис торным преобразователем в цепи якоря, режима работы, характера и вели чины нагрузки электропривода, Цель изобретения - повышение пом хозащищенности устройства. Поставленная цель достигается тем, .что в устройство дополнительно введены последовательно соединен ные второй сумматор и апериодическое звено, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, причем первый вход второго сумматора является первым входом устройства, а второй вход этого же сумматора объединен с входом дифференцирующего звена и является вторым устройства. На чертеже представлена блок-схе ма устройстЕ а для измерения статической нагрузки элект.ропривода постоянного .тока. 4 Устройство содержит дифференцирующее звено 1, первый сумматор 2, последовательно включенные второй сумматор 3 и апериодическое звено . Выход апериодического звена А подключен ко второму входу сумматора 2,,к первому входу сумматора 2 подсоединено дифференцирующее звено I, Выход дифференцирующего звена 1 соединен со вторым входом второго сумматора 3. Первый вход сумматора 3 является первым входом уст ройства. Второй вход сумматора 3 является вторым входом устройства. Первый вход устройства соединяется со входом силового полупроводникового преобразователя электропривода, а второй вход устройства - с датчиком электропривода. Вследствие высокого быстродействия силового полупроводникового преобразователя электропривода можно считать, что выходное напряжение преобразователя повторяет во времени его входное напряжение, поэтому сигнал, пропорциональный выходному напряжению полупроводникового преобразователя электропривода, снимаем с его входа. В устройстве выходного напряжения первого сумматора 2 определяют величину статического момента нагрузки электропривода согласно уравнению моментов М(Р) М (Р) - ) - момент инерции электропривода;1Л - скорость вращения электропривода;IPU)(P)- динамический момент элект ропривода; М (Р)- статический момент нагрузки, Для определения величины полного момента М(Р) двигателя электропри- вода включаем последовательно второй сумматор 3 и апериодическое звено 4, реализуя следующие его выраженияМ(р) к Р-Р)-Еэ&(Р) 1 + РТя где Efp(P) -ЭДС преобразователя; -ЭДС двигателя; -электромагнитная постоянная времени, цепи якоря двигателя;

-сопротивление цепи якоря

Я двигателя;

-коэффициент пропорциональности между током в цепи якоря двигателя и моментом, где ф - поток

возбуждения двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал второго входа устройства, поступающий с датчика скорости электропривода постоянного тока, дифференцируется и масштабируется дифференцирующим звеном 1. На выходе звена 1 получаем сигнал, пропорциональный динамическому моменту двигателя электропривода. Вычитая из сигнала п.ерво го входа устройства, поступающего с входа силового полупроводникового преобразователя электропривода, сигнал второго входа устройства и пропуская полученный сигнал через апериодическое звено , получаем на его выходе величину, пропорциональную полному моменту двигателя М(Р) электропривода. На первом сумматоре 2 получаем сигнал, пропорциональный статической нагрузке электропривода, вычитая выходной сигнал звена 1 с выходного сигнала звена 4.

Таким образом, устройство для измерения статической нагрузки электропривода постоянного тока имеет высокую помехозащищенность, так как сигнал пропорциональный полному

моменту, формируется последовательно включенными сумматором и апериодическим звеном, что позволит применить его для автоматизированного управления электроприводами постоянного тока.

Формула изобретения Устройство для измерения статического момента нагрузки электропривода постоянного тока, содержащее последовательно соединенные дифферецирующее звено и первый сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй сумматор и апериодическое звено, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, причем первый вход второго сумматора является первым входом устройства, а второй вход этого же сумматора объединен с входом дифференцирующего звена и является вторым входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 0.2 Р 5/00, Э7.

2.Основы автоматизированного электропривода. Учебное пособие дл вузов. М., Энергия, , с. .

3.Авторское свидетельство СССР № .188548, кл. Н 02 Р 5/06, 1966.

1. Патент Швеции If 396658, кл. Н 02 Р 7/06, 1968.