Устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения

Устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖИМИЯ, содержащее датчик положения якоря, блок дифференцирования, подк .1юченный к датчику положения, последовательно соединенные между собой блок перемножения, связанный с датчиком перемещения через блок дифференцирования, суммирующий блок, усилитель сигнала управления и блок усилителя мощности, подключенный к обмоткам двигателя, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем воспроизведения синусоидальных колебаний и повыщения , точности их воспроизведения, устройство снабжено двумя усйлителями-задатчиками , дополнительным усилителем, суммирующим усилителем, двумя квадраторами и программным блоком, причем первый квадратор подсоединен входом к первому выходу блока дифференцирования и выходом к первому входу первого усилителя-задатчика , который своим выходом подсоединен к первому входу суммирующего усилителя , выход которого через дополнительный усилитель подсоединен к первому входу блока перемножения, второй квадратор входом подсоединен к датчику положения и выходом к второму входу суммирующего усилителя , второй усилитель-задатчик подсоединен выходом к второму входу суммирующего блока и первым входом к датчику положения , второй выход блока дифференцирования подсоединен к третьему входу суммирующего блока, а программный блок своими вь1ходами соединен с вторыми входами усилителей-задатчиков и третьим входом суммирующего усилителя. o(S( оо САЭ 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

69) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с($

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3346728/24-07 (22) 30.09.81 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) А. С. Востриков и В. С. Крапивин (53) 621.512 — 55 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 387139; кл; F 04 В 49/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 827842, кл. F 04 В 49/06, 1979. (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ДВИЖГНИЯ, содержащее датчик положения якоря, блок дифференцирования, подключенный к датчику положения, последовательно соединенные между собой блок перемножения, связанный с датчиком перемещения через блок дифференцирования, суммирующий блок, усилитель сигнала управления и блок усилителя мощности, подключенный к обмоткам двигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем воспроизведения синусоидальных колебаний и повышения точности их воспроизведения, устройство снабжено двумя усилителями-задатчиками, дополнительным усилителем, суммирующим усилителем, двумя квадраторами и программным блоком, причем первый квадратор подсоединен входом к первому выходу блока дифференцирования и выходом к первому входу первого усилителя-задатчика, который своим выходом подсоединен к первому входу суммирующего усилителя, выход которого через дополнительный усилитель подсоединен к первому входу блока перемножения, второй квадратор входом подсоединен к датчику положения и выходом к второму входу суммирующего усилителя, второй усилитель-задатчик подсоединен выходом к второму входу суммирующего блока и первым входом к датчику положе- Е

Q ния, второй выход блока дифференцирования подсоединен к третьему входу суммирующего блока, а программный блок своими выходами соединен с вторыми входами усилителей-задатчиков и третьим входом суммирующего усилителя.

1103339

Изобретение относится к управлению двигателями возвратно-поступательного движения, используемых в системах электропривода поршневых компрессоров и насосов, устройств перемешивания растворов, вибраторов и других устройств, включающих эти двигатели.

Известна система управления электромаг нитным компрессором, содержащая датчик положения якоря двигателя, задающий генератор и блок управления, включающий усилитель сигнала рассогласования, интегрирующий усилитель, блок сравнения и усилитель мощности, выходы которого подключены к обмоткам компрессора (1).

Недостатками указанной схемы являются малая область устойчивости и сильная зависимость формы колебаний якоря двигателя от величины и характеристики нагрузки, нестационарности электромеханических и прочих характеристик двигателя.

Известно также устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступател ьного движения, содержащее датчик положения якоря, блок дифференцирования, подключенный к датчику положения, последовательно соединенные между собой блок перемножения, связанный с датчиком перемещения через блок дифференцирования, суммирующий блок, усилитель сигнала управления и блок усилителя мощности, подключенный к обмоткам двигателя (2).

Недостатком этого устройства является невозможность воспроизведения синусоидальной формы колебаний с требуемой точностью, что приводит к снижению КПД устройства и снижению его функциональных возможностей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем воспроизведения синусоидальных колебаний и повышения точности их воспроизведения.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено двумя усилителями-задатчиками, дополнительным усилителем, суммирующим усилителем, двумя квадраторами и программным блоком, причем первый квадратор подсоединен входом к первому выходу блока дифференцирования и выходом к первому входу первого усилителя — задатчика, который своим выходом подсоединен к первому входу суммирующего усилителя, выход которого через дополнительный усилитель подсоединен к первому входу блока перемножения, второй квадратор входом подсоединен к датчику положения и выходом ко второму входу суммирующего усилителя, второй усилительзадатчик подсоединен выходом ко второму входу суммирующего блока и первым входом к датчику положения, второй выход олока дифференцирования подсоединен к третьему входу суммирующего блока, а программный блок своими выходами соединен

55 со вторыми входами усилителей-задатчиков и третьим входом суммирующего усилителя.

На чертеже представлена схема устройства управления двухобмоточным двигателем возв ратно-п оступа тельного движения.

Устройство управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения содержит блок перемножения 1, суммирующий блок 2, усилитель сигнала управления 3, блок усилителя мощности 4, двухобмоточный двигатель возвратно-поступательного движения 5, датчик положения якоря .6, блок дифференцирования 7, первый кв адр атор 8, первый усилитель-з адатчик 9, суммирующий усилитель 10, второй квадратор 11, программный блок 12, дополнительный усилитель 13, второй усилитель-задатчик 14. Одна обмотка двигателя подключена к блоку усилителя мощности через первый усилитель мощности 15, а другая через инвертор 16, и второй усилитель мощности 15

Устройство работает следующим образом.

Для приведения якоря двигателя в колебательное движение на обмотки двигателя

5 подается напряжение, которое формируется по сигналам программного блока 12, поступающего на входы суммирующего усилителя 10 и усилителей-задатчиков 9 и 14. Причем на вход суммирующего блока подается сигнал пропорциональный отрицательному значению квадрата — А амплитуды коле2 баний якоря двигателя на вход первого усилителя-задатчика 9 сигнал пропорциональный значению м и на вход второго усилителя-задатчика 14 сигнал пропорциональный Ф, гдем3 — заданная частота колебаний якоря двигателя. Датчик положения якоря 6 на выходе выдает сигнал х пропорциональный положению якоря.

В начальном состоянии X =Xp и усилитель 3 отключен от входной цепи усилителем мощности 15. При этом сигнал управления (ошибки) на входе блока 2 пропорционален величине и) Х, При подключении усилителя

3 ко входу усилителя мощности 15 на выходе последнего появляется усиленный сигнал напряжения управления U(p), который прикладывается к силовой обмотке двигателя

5 и приводит к возникновению тягового усилия и перемещению якоря двигателя 5.

В процессе перемещения якоря на выходах блока дифференцирования 7 появляются сигналы, пропорциональные скорости Х и ускорению Х движения (y и у соответственно). При этом на выходе суммирующего усилителя 10 формируется сигнал

U,в — — $ —— Х +li) у - А который затем усиливается в ot раз усилителем 13 и поступает на вход блока перемножения 1, на другой вход которого поступает сигнал у (оценка скорости перемещения якоря двигателя 5). Далее сигнал с выхода блока перемножения 1 Uq, пропорцио1103339

Составитель В. Лавров

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Долииич

Заказ 4830/43 нальный произведению о1, Si у поступает на вход суммирующего блока 2, на другие выходы которого поступают сигналы у (с выхода блока дифференцирования 7) иьдгХ (с выхода усилителя-задатчика 14). В результате на выходе блока 2 формируется сигнал управления U (ошибки)

1- г=.- K (Y Х+с 1 Y) = - 1 г@ который затем усиливается усилителями

3 и 15 и прикладывается к обмотке двигателя в виде напряжения управления U:

1 Ъ 1 15

Изменение напряжения управления в процессе перемещения якоря двигателя

5 приводит к соответствующему изменению тягового усилия таким образом, чтобы обеспечить стремление в- О, Это стремление обеспечивается благодаря большим коэффициентам усиления усилителей 3 и 13. Запуск устройства возможен и при замкнутой цепи управления - плавным увеличением от 0 напряжения, пропорционального А на выходе программного блока 12.

Таким образом, введение новых блоков в устройство с соответствующими связями обеспечивает формование алгоритма управления как функции координат состояния таким образом, что траектория движения всей системы в целом (устройства управления в совокупности с двигателем) были близки к заданным в требуемом диапазоне регулирования параметров колебаний и изменения силовых параметрических возмущений.

Расширение функциональных возможностей путем воспроизведения синусоидальных колебаний и повышения точности их воспроизведения проявляется в том, что при введении в устройство для управления двигателем возвратно-поступательного движения новых блоков с соответствующими связями обеспечивается подчинение движения двигателя заданному дифференциальному уравнению, решением которого являются фазовые траектории желаемого гармонического колебательного процесса, а это приводит к повышению точности воспроизведения синусоидальной формы колебаний в заданном рабочем диапазоне регулирования частоты

20 и амплитуды. Положительный эффект также проявляется в том, что воспроизведение синусоидальных колебаний во многих случаях применения предлагаемого устройства приводит к повышению КПД всей системы электропривода в целом.