Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала

Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАТЯЖЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО УПРУГОГО МАТЕРИАЛА, содержащий электродвигатель постоянного тока подключенный к вентильному преобразователю , в цепь управления которого включены задатчик натяжения и последовательно соединенные регуляторы натяжения, частоты вращения и тока, входы обратных связей которых соединены соответственно с выходами датчиков натяжения, частоты -. вращения и тока, при этом регулятор натяжения выполнен в виде параллельно включенных пропорционального и интегрирующего усилителей, соединенных своими выходами с входами суммирующего усилителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и стабильности в широком диапазоне скоростей, в него введены согласующий усилитель, блок перемножения и корректирующая цепь из последовательно соединенных резистора и.конденсатора, причем выход датчика частоты вращения через согласующий усилитель подключен к одному из входов блока перемножения и одному из выводов корректируннцей цепи, второй вьшод которой соединен с третьим входом суммирую щего усилителя, выкод датчика натяжения связан с вторым входом блока перемножения, выход которого подклю-; чен к входу интегрирующего усилителя регулятора натяжения, динамические коэффициенты усиления Ак и постоянные времени -С и ir соответственно регулятора натяжения и корректирующей цепи определяются из условия (rt 2lCi| 0 2У2КуК, . to so где К KV механико-технологичес / кие параметры материала. Од KH коэффициент передачи CO обратной связи контура i« 4 натяжения; TM механическая постоян;D ная времени электропривода; Twcпостоянная времени натяжения материала; TZ,эквивалентная малая постоянная времени контура регулирования частоты вращения; ; , -1 - частота упругих колебаний 2-го рода.

449 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (! I!

4(51) и 02 P 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3624993/24-07 (22) 21.07. 83 (46) 23.06.85. Бюл. В 23 (72) В,M. Шестаков и Б.В. Тепляков (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 62-83:621..314.5(088.8) (56) Шестаков В.М. Регулируемые электроприводы отдельных агрегатов целлюлозно-бумажной промышленности. М., "Лесная промышпенность", 1982, с. 58.

Шестаков В.М. Автоматизированные электроприводы бумаго-картоноделательных машин. М., "Лесная промышленность", 1978, с. 36-37. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАТЯЖЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО

УПРУГОГО МАТЕРИАЛА, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены задатчик натяжения и последовательно соединенные регуляторы натяжения, частоты вращения и тока, входы обратных связей которых соединены соответственно с выхо" дами датчиков натяжения, частоты вращения и тока, при этом регулятор натяжения выполнен в виде параллельно включенных пропорционального и интегрирующего усилителей, соединенных своими выходами с входами суммирующего усилителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и стабильности в широком диапазоне скоростей, в него введены согласующий .усилитель, блок перемножения и корректирующая цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора, причем выход датчика частоты вращения через согласующий усилитель подключен к одному из входов блока перемножения и одному иэ выводов корректи-. рующей цепи, второй вывод которой соединен с третьим входом суммирую щего усилителя, выход датчика натяжения связан с вторым входом блока перемножения, въмод которого подклю": чен к входу интегрирующего усилителя регулятора натяжения, динамические коэффициенты усиления р, в„ и постоянные времени С и 1."„ соответственно регулятора натяжения и корректирующей цепи определяются из условия е

2КЧ ВКЧКЧ

Р = "р а

К< м за Тм . уо

2 (ч КчТХз

Р =

Ь

ТмъТ, "зо " о

Ky — механико-технологические параметры материала.

К - коэффициент передачи обратной связи контура натяжения;

Т - механическая постоянная времени электропрнвода

Т., — постоянная времени натяжения материала;

Т1. — эквивалентная малая постоянная времени контура регулирования частоты вращения;

Оя 4К ч КЧТд" чо 1 т,„т — частота упругих колебаний

2-го рода..1 1163449 2

Изобретение относится к электро- ro подключен к вход технике и может быть использовано в усилителя 11. высокодинамичных, широкорегулируе". Статическая хара мых электроприводах поточных линий, сующего усилителя U оснащенных унифицированными система- 5 показывает, что выб ми прямого регулирования натяжения коэффициента переда обрабатываемого упругого материала К = 1 обеспечивает (бумажного полотна, металлической зонов изменения U> полосы и др.). области, ограничейн

Характерной особенностью таких 10 и нижней V скоростя систем является значительное измене- что необходимо для ние коэффициента передачи и постоян- адаптации регулятор ной времени удлинения материала в ние характеристики зависимости от скорости, что приво- начала координат, д дит к возникновению упругих колеба- 15 счет подачи на вход ний 2-го рода и нестабильной работе ного натяжения Ч ( о системы. ляет устанавливать

Цель изобретения — увеличение бы- (прй = 0) . стродействия и стабильности электро- Задание частоты привода в широком диапазоне скорос- щ привода производитс тей. напряжения, пост

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагемого электропривода; на фиг. 2 — статическая характеристика согласующего усилителя; на фиг. 3 — логарифмические частотные характеристики системы.

Электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включены задатчик 3 натяжения и последовательно соединенные регулятор 4 натяжения, регулятор 5 час- 35 тоты вращения и регулятор 6 тока, вторые входы которых соединены соответственно с выходами датчика 7 натяжения, датчика 8 частоты вращения и датчика 9 тока. Регулятор натяжения 40 выполнен в виде параллельно включенных пропорционального 10 и интегрирующего 11 усилителей, соединенных своими выходами с входами суммирующего усилителя 12. Электропрнвод содержит 45 также согласующий усилитель 13, блок

14 перемножения и корректирующую цепь 15 из последовательно соединенных резисторов 16 и конденсатора 17, причем выход датчика 8 частоты вращения череэ согласующий усилитель 13 годключен к одному из входов блока

14 перемножения и одному из выводов . корректирующей цепи 15, второй вывод которой соединен с входом суммирующего усилителя 12. Выход датчика

7 натяжения связан с вторым входом блока 14 перемножения, выход которо- у интегрирующего ктеристика соглау = 0 )(фиг. 2) ранное значение чи усилителя равенство диапаи U в заданной ой верхней . Мз ми материала, параметрической а натяжения.СмещеV относительно остигаемое за усилителя опорфиг. 1), позвонатяжение 1покоя вращения электроя с помощью

П упающего на вход регулятора 5 частоты вращения. Задание натяжения обрабатываемого полотна происходит при помощи напряжения П „, снимаемого -с задатчика 3 натяжения. При этом регулятор натяжения выполняет роль корректора скорости, обеспечивая постоянства натя-. жения обрабатываемого материала. Изменение скорости электропривода линии приводит к вариации характеристик объекта регулирования контура натя.жения (ЛАХ W фиг. 3). При этом происходит деформация ЛАХ объекта как в зоне низких частот, так и в окрестности частоты упругих колебаний и ю.

Подавление резонансного пика ЛАХ W на частоте м,осуществляется при помощи RG-коррекции (соответствующая

ЛАХ коррекции М показана на фиг.З).

Для компенсации деформации характеристики Wo в зоне. низких частот необходима подстройка постоянной времени регулятора натяжения при сохранении постоянства динамического коэффициента усиления р,. С учетом этого передаточная функция адаптивного регулятора натяжения имеет вид „Р„)

И (Р)аф р +— рн о Т Р о о

К где To = o 3o, К " коэффициент, пропорциональный скорости электропривода и реализуемый блоком 14 перемножения.

При выборе р и на нижней скорости значение К = 1 ЛАХ адаптив3 1 163449 4 ного регулятора W>z на верхней и нщк- обеспечивается высокое быстродейстней скоростях привода и результи- вие и стабильность функционирования руницая ЛАХ разогнутой АРСН И пред- электропривода в иироком диапазоне ставлены на фиг. 3, откуда видно, скоростей. что предлагаемая система имееет высокую стабильность динамических харак- Применение предлагаемой системы теристик в заданном диапазоне рабо- автоматического управления натяиечих скоростей. Достигнутое быстро- кием упругого материала особенно зфдействие системы, характеризуемое фективно в многодвигательных элект-1 ее частотой среза и ъ1 ., достаточно 10 роприводах поточных линий целлвлознодля удовлетворения требований, предь- бумахной, металлургической, химичесляеввк к электроприводам агрегатов кой и других отраслей промьаменности, рассматриваемого класса. где необходимо обеспечить высокое

Проведенные исследования пока- качество динамики в иироком диапаэозывавт, что в предлагаемом устройстве 15 не регулирования скоростей, 1163449

1163449

Vy

Составитель В. Кузнецова

Редактор О.Черниченко Техред С.йовжий Корректор О. Тигор

Заказ 4112/54 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мос-ва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5 филиал ППН "Патент", r. Увгород, ул. Проектная, 4