Электропривод

Электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, связанный с механизмом посредством упругой связи, вентильный преобразователь, подключенный к якорной цепи электродвигателя, после;довательно соединенные регулятор частоты вращения и регулятор тока с подключенньми к их входам соответственно датчиками частоты вращения и тока, а также датчик производной тока якоря, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения эффективности демпфирования вынужденных колебаний момента в упругой связи механизма, в него введены три пороговых элемента, один замыкающий ключ, два размыкающих ключа и Два резистора, при этом входы пороговых элементов подключены к датчику частоты вращения, а их выходы - к управляющим входам ключей, (Л выводы первого размыкающего ключа соединены порознь с датчиком производной тока якоря и одним из выводов эа1« жающего ключа, второй вывод которого подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и через один резистор - к входу регулятора частоты вращения, к которому через второй СХ) резистор подключен второй вывод вто4 ОС 00 4 рого размыкающего ключа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

Зш Н ог Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОМ ЫТИЙ (21) 3519704/24-07 (22) 06.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. У 13 (72) Б.В. Ольховиков, Д.А. Каминская, А.В. Розенцвайг и Л.И. Кунин (71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения "Уралмаш" и Харьковский автомобильно-дорожный институт (53) 62-83:621.314,5(088.8) (56) 1. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного, тока. И., "Энергия", 1970, с. 25.

2. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г.

Тиристорные системы электропривода с упругими связями. Л., "Энергия", 1979, с. 59, 82, рис. 25. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, связанный с механизмом посредством упругой связи, вентильный преобразователь, подключенный к якорной цепи электродвигателя, после„„SU„„1084934 А довательно соединенные регулятор частоты вращения и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками частоты вращения и тока, а также датчик производной тока якоря, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения эффективности демпфирования вынужценных колебаний момента в упругой связи механизма, в него введены три пороговых элемента, один замыкающий ключ, два размыкающих ключа и два резистора, при этом входы пороговых элементов подключены к датчику частоты вращения, а их выходы — к управляющим входам ключей, выводы первого размыкающего ключа соединены порознь с датчиком производной тока якоря и одним из выводов замыкающего ключа, второй вывод которого подключен к первому выводу второго размыкающего ключа и через один резистор — к входу регулятора частоты вращения, к которому через второй резистор подключен второй вывод второго размыкающего ключа.

1084934

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в эпектроприводах с упругой связью между двигателем и механизмом дпя уменьшения вынужденных колебаний момента в упругой связи, обусловленных воздействием периодических возмущений, частота которых пропорциональна частоте вращения электродвигателя.

Известен электропрнвод постоянного тока с подцержанием заданного гока в процессах разгона и торможения, выполненный по системе тиристорный преобразователь — двигатель со структурой подчиненного регулирования

Б этом эпектропривсде, содержащем еропорциональный регулятор частоты вращения и подчиненный ему пропорциональнО-интегральетьпъ регулятОр тОка, пОддержание в процессах разгона и торможения тока двигателя осуществляется регуляторам тока при работе регулятора часе оты вращения в режиме ограничения (т.е. при разомкнутом контуре регулирования частоты вращения), причем заданное значение тока определяется величиной напряжения ,ограничения регулятора частоты вращеЗО ния.

Подобные устройства находят широкое применение для привода механизмов соединенных с электродвигателем упругой связь|о.

1»

Наиболее близким к изобретению по техническо= сущности и достигаемому результату является электропривод, содержащий двигатель, связанный .1 с механизмом посредством упругой связи, вентипьный преобразователь, подключенный к якорной цепи электродвигателя, последовательно соединенные регулятор частоты вращения и регулятор тока с подкп оченными к их входам соответственно датчиками частоты вращения и тока, и датчик производной тока якоря Г23.

Б этот эпектропривод ьведена гибкая обратная связь по току якоря с неизьееннье;е, не зависящим от частоты вращения двигателе- коэффици нтом усиления.

Недостатком известного электропривода является недостаточная эффективе(ость демпфирования выееужденных колебаний момента B упругой сВязи и обусловпенееая этим недостаточная надежность механизма

Зтс определяется тем обстоятельством что по мере усиления указанной гибкой обратной связи амплитуда вынужденных колебаний момента в упругом звене в режиме резонанса вначале уменьшается, а затем начинает возрастать. При оптимальном коэффициенте усиления данной обратной связи амплитуда вынужденных колебаний момента в упругом звене при резонансе приобретает некоторое, минимально возможное значение. Однако, эта амплитуда момента может быть черезмерно велика.

Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения эффективности демпфирования вынужденных колебаний момента в упругой связи механизма.

Цель достигается тем, что в электропривод, содержащий двигатель, связанный с механизмом посредством упругой связи, вентильный преобразователь, подключенный к якорной цепи электродвигателя, последовательно соединенные регулятор частоты вращения, регулятор тока, с подключенными к их входам соответственно датчиками частоты вращения и тока,. а также датчик производной тока якорной цепи, введен е три пороговых элемента, один замьека1ощий ключ, два размыкающих ключа и два резистора, при этом входы пороговых элементов подключены к датпеку астоты вращения, а их выходы— к управляющим входам ключей, выводы первого размыкающего ключа соединены порознь с датчиком производной тока якоря к одним ..ез звыводов замыкающего ключа, второй вывод которого подключен к первому выводу второго размыкающего ключа, и через один резистор — к входу регулятора частоты вращения, к которому через второй резистср подключен второй вывод второго размыкающего ключа.

Такое соединение обеспечивает изменение коэффициента усиления цепи гибкой обратной связи по току якорной цепи в функции скорости электродвигателя,, т.е. в функции пропорциональной .этой скорости частоты периодических возмущений, вызывающих вынужденные колебания.

На фиг.1 приведена функциональная схема электропривода; на фиг.2— амплитудно-частотные характеристики в виде отношения амплитуды вынужденных колебаний момента в упругой свя1084934

3 зи М1 к амплитуде возмущающего момента М в функции отношения частоты возмущающего момента О к частоте собственных колебаний шо.

Электропривод (фиг.1) содержит вентильный преобразователь 1, питающий якорную цепь электродвигателя

2, последовательно соединенные регулятор 3 частоты вращения и регулятор

4 тока якоря с подключенными к их 10 входам соответственно датчиками 5 и 6 частоты вращения и тока, а также датчик 7 производной тока якоря, пороговые элементы 8 — 10, замыкающий ключ 11, размыкающие ключи 12 15 ,и 13 и резисторы 14 и 15, при этом входы пороговых элементов 8 — 10 подключены к датчику 5 частоты вращения, а их выходы — к управляющим входам ключей 11, t2 и 13. Выводы 20 размыкающего ключа 12 соединены порознь с датчиком 7 производной тока якоря и одним иэ выводов замыкающего ключа 11, второй вывод которого подключен к входу регулятора 3 частоты 25 вращения через резисторы 14 и 15, последовательно с резистором 15 включен размыкающий ключ 13. Электродвигатель 2 связан упругой связью

1б с механизмом 17.

Кривая 18 (фиг.2) соответствует амплитудно-частотной характеристике без гибкой обратной связи по току якорной цепи; кривые t9 и 20 получены при введении этой обратной связи, причем кривая 19 соответствует оптимальному коэффициенту усиления цепи гибкой обратной связи, при котором амплитуда момента М в режиме резо1 нанса имеет минимально возможное 4О значение. Кривая 20 соответствует значению коэффициента усиления цепи этой обратной связи, превышающему оптимальный. >1

Электропривод работает следующим 45 образом.

При малой скорости электродвигателя 2 все пороговые элементы (стабилитроны) заперты, так как напряжение с выхода датчика 5 частоты вращения электродвигателя 2, пропорциональное частоте возмущающего момента М, меньше напряжения пробоя стабилитро» нов. Напряжение, подаваемое с выхода стабилитронов на управляющие входы 55 ключей, равно при этом нулю. Поэтому замыкающий ключ 11 разомкнут, т.е. разомкнута цепь между выходом датчи

4 ка 7 производной тока якорной цепи и входом регулятора 3 частоты вращения. При этом амплитудно-частотная характеристика соответствует кривой

18 (фиг.2), для которой резонансная частота колебаний сор = ы 1. Стабилитроны остаются запертыми при час-! тотах вращения электродвигателя, соответствующих участку t8 (фиг. 2).На этом участке частота возмущающего ! момента си меньше резонансной частоты

+pl, т.е. система работает в дорезонансной области кривой 18 (« <, ).

При достижении напряжения на выходе датчика частоты вращения, соответствующего точке А (фиг.2) стабилитрон

9 пробивается, на управляющий вход замыкающего ключа 11 подается напряжение и ключ 11 замыкается. При этом к входу регулятора 3 частоты вращения через ключи 12, 11 и 13,резисторы

14 и 15 подключается выход датчика

7 производной тока якорной цени.

При прохождении сигнала с выхода датчика 7 на вход регулятора 3 частоты вращения через резисторы 14 и 15 амплитудно-частотная характеристика соответствует кривой 20 (фиг.2). Для этой кривой имеются две резонансные частоты, причем низшая резонансная частота юр <и) .1.

При дальнейшем увеличении частоты, соответствующем участку П (фиг.2) >. стабилитрон 9 продолжает быть откры тым, а стабилитроны 8 и 10 — запертыми, т.е. замыкающий ключ 1! и размыкающие ключи 12 и 13 остаются замкнутыми. На участке II система работает в межрезонансной области кривой

20, для которой частота возмущающего .I момента ыз больше первой резонансной частоты w+z. Благодаря этому амплиту-, да вынужденных колебаний момента М„ на участке 1:T имеет малые значения.

При достижении напряжения датчика частоты вращения, соответствующего точке В (фиг.2), стабилитрон 10 пробивается, на управляющий вход размыкающего ключа 13 подается напряжение.

Этот ключ размыкается и с входа регулятора 3 частоты вращения снимается сигнал, поступивший от датчика 7 через резистор 15, что приводит к уменьшению коэффициента усиления цепи гибкой обратной связи по току.

Амплитудно-частотная характеристика соответствует при этом кривой 19 (фиг.2). Зта характеристика имеет две

1084934 резонансные частоты, причем низшая резонансная частота ы (р, а высшая резонансная частота cu

При дальнейшем увеличении частоты, соответствующем участку 111 (фиг.2), стабилитроны 9 и 10 продолжают быть открытыми, а стабилитрон 8 — запертым, т.е. замыкающий ключ 11 и размыкающий ключ 12 остаются замкнутыми, а размыкающий ключ 13 — разомкнутым.

На участке III система работает в межрезонансной области кривой 19, для которой частота возмущающего момента юв больше резонансной частоты 401э, но меньше резонансной частоты 15 ф . Благодаря этому амплитуда вынужденных колебаний момента M „ на участ ке III имеет малые значения.

При достижении напряжения датчика скорости, соответствующего точке С 20 (фиг.2), стабилитрон 8 пробивается и на управляющий вход размыкающего ключа 12 подается напряжение. Этот ключ размыкается, и напряжение, подаваемое с выхода датчика 7 на вход регулятора 3 частоты вращения, опять становится равным нулю. При этом амплитудно-частотная характеристика соответствует кривой 18 (фиг.2), система работает в зарезонансной области кривой 18 (участок IY,фиг.2).

Таким образоМ исключается работа системы в режиме резонанса. Амплитуда момента М в упругой связи согласно фиг.2 не превышает существенно амплитуды возмущающего момента M во всем диапазоне изменения скорости электродвигателя, т.е. устройство обеспечивает эффективное демпфирование вынужденных колебаний момента в упругой связи электропривода и, следовательно, повышение надежности механизма.

1084934

Составитель В. Кузнецова

Редактор Аг. Шандор Техред Л.Ма1 тцщова Корректор Г. Огар

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РауЬская наб,, д. 4/5

Заказ 2032/51

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Я

O2 +us

Ир й)рт у

©o Ие

Pvz. 8