Устройство формирования сигнала торможения электропривода

Устройство формирования сигнала торможения электропривода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроприводам . Целью изобретения является повышение точности ограничения перемещения механизма электропривода. Устройство формирования сигнала . торможения содержит квадратичный преобразователь 1. Вход преобразователя 1 соединен с выходом датчика 2 скорости, а выход через первый масштабный элемент 6 - с первым входом сумматора 3. Второй и третий входы сумматора 3 соединены с датчиком 4 положения рабочего механизма и блоком 5 задания максимального перемещения. Выход сумматора 3 подключен к релейному элементу 7. Цель достигается тем, что в схему введены датчик 8 ускорения, сумматор 9, блок 0 задания максимального ускорения и масштабные элементы 11 и 12. При этом входы сумматора 9 соединены с выходами блока 10 и датчика 8. Выход сумматора 9 через элемент 11 соединен с входом преобразователя. 1, а через элемент 12 - с четвертым входом сумматора 3. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л ю ю 4 ;о 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,,! 224939 (51) 4 Н 02 P 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н- ABTQPCHQMV СВИДКТКПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3643695/24-07 (22) 16.09.83 (46) 15.04.86. Бюл, Р 14 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) и Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Института ВНИИПроектэлектромонтаж (72) N.Э.Гольденталь, Б.Г.Кириенко, В.Д.Латышко и Н.И.Литвинов (53) 62-83:621.314.5 (088.8 ) (56) Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве: Труды V

Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу, т ° 3."

М.: Энергия, 1971, с. 130.

Слежановский О.В, Электропривод реверсивных станов горячей прокатки.

M.: Металлургиздат, 1961, с. 413.

Перельмутер В.M., Брауде Ю.Н., Перчик Д.Я., Книгин В.М. Тиристорные электроприводы прокатных станов, H. Металлургия, 1978, с. 121. (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Изобретение относится к электроприводам. Целью изобретения является повышение точности ограничения перемещения механизма электропривода.

Устройство формирования сигнала торможения содержит квадратичный преобразователь 1. Вход преобразователя 1 соединен с выходом датчика

2 скорости, а выход через первый масштабный элемент 6 — с первым входом сумматора 3. Второй и третий входы сумматора 3 соединены с датчиком 4 положения рабочего механизма и блоком 5 задания максимального перемещения. Выход сумматора 3 подключен к релейному элементу 7. Цель достигается тем, что в схему введены датчик 8 ускорения, сумматор 9, блок 10 задания максимального ускорения и масштабные элементы ll и 12.

При этом входы сумматора 9 соединены с выходами блока 10 и датчика 8.

Выход сумматора 9 через элемент ll соединен с входом преобразователя

1, а через элемент 12 — с четвертым входом сумматора 3. 1 s.ï, ф-лы, 4 ил.

1224939

5 ! б

1!!

I.,(i

Я6

Изобретение oòïooèòñÿ к электротехнике, а именно к электрапринодам с ограниченной зоной перемещения механизма, выполнeííbiì по системе преобразователь — двигатель-исполнительный механизм и управляемым по принципу падиненного р гулирования.

Иаличие -ограниченной зоны переьещения n",:инодит к необходимости исключения удара об упор, зызывающего повреждение механизма ггуте.:! Палачи команды в систему регулирования электропривода (например, на вход регулятора скорости) на принудительное торможение с максимальным темпом и остановкой при непосредственном подходе к упору, Цель изобретения -- повышение точна"òè ограничения перемещения электропривода при,любых значениях ускорения механизма в момент начала торможения.

Н фиг.l приведена схема устройства„. па фиг.2 — то же, для электропривода с больш(-:м временем изменения ускорения и небольшой величиной дапустимога перемещения:, на фиг.,3 пример реального и аппроксимировангого переходньх процессов установления ге „ -,а тормох(ения э:1ектроприно— да:, на фиг 4 — семейство зависимос. тей между начальными знач" ниямги I! с ко рения, скорости и остатка пути,„определяющих " )ормнноняние сигнала тормо жения электвапрквада, и. трае к торин торможения электрапривода, Устройства формирования сигнала торможения электропривода содержит квадратичньгй преобразователь 1, вход которого соедине:-: с выходом датчика

2 скорости, сумматор 3„ входы которого соединены с ньп(одами датчика 4 положения рабочего механизма, блока

5 задания максимал:. -:ого геремещения рабачега механизма (через масстаб— ныи элемент 6 с †;.: ходом квадрати- ного преобразонатегя 1, и релейный элемент 7. вход (етонаго соединен с вьгходом сумм=т .:.ра 3, а также датчи.(8 ускopeê(;-., второй сумматор 9, блок О задан.-,я максимального ускорения„ второй li и третий 12 масштабные элементы, при этом входы вторагэ сумматор . 9 соединены с выходами блока :С ".âäàíèë максимального уско-! в сепия и датчи;(а 8 ускоаения9 а его выход подкл;очен через масштабный

1 зле! I- yT (Jc н коду J(I3 jpp <17Q .(oi.(I

3$ ,Щ

7(Я

Щ 14 преобразователя и через масштабный элемент 12 к входу сумматора 3. .Устройство, изображенное на фиг.2, предназначено для электропривода с большим временем изменения ускорения и небольшой величиной допустимого перемещения., когда время торможения равно времени установления темпа торможения и устройство, представленное на фиг.l, не может обеспечить точного ограничения положения, Это устройство снабжено четвертым !3 и пятым 14 масштабными элементами, третьим сумматором !5, блоком 16 задания суммы максимального перемещения рабочега механизма и составляющей максимального ускорения, вторым релейным элементом 17 и двувходовым элементом ИЛИ !8, при этом входы третьего сумматора 15 подключены к выходам датчика 4 положения рабочего механизма и блока 16 задания суммы максимального перемещения и составгяющей максимальнога ускорения непосредственно, выходу датчика ? скорости через масштабный элемент 13 и выходу датчика 8 ускорения через масштабный элемент 14, а выход сумматора 15 соединен с входом релейного элемента 17, ныход которого, как и выход релейного элемен.".a 7, подключен к входам логичес— кого элемента Ид! 18.

Fla фиг. 3 изображены кривая 19 реальный переходный процесс изменения ускорения механизма при настройке внутреннего контура (ускорения или тока} системы регулирования электрспривода по техническому оптимуму и кривая 20 — аппроксимированная кривая переходного процесса.

На фиг. 4 кривые 21-25 характе— ризуют зависимости между начальными значениями ускорения, скорости и остатка пути, определяющие формирование сигнала торможения электропривода, Ус тройство работает следующим образом.

Полярность напряжений на выходах блоков 5 и 10 задания, датчика 8 ускорения и масштабного элемента 12 одинакова и противоположна полярности напряжений на выходах датчика 4 положения и масштабного элемента 6.

Полярность напряжения на выходе датчика 2 скорости соответствует поляр1224939 а,+а а (t) = — - - — - + а

Т для второго участка а() = — а и (u.- "т) гам б

7 aл

К

Кд.

Кд л

6 2а Кдс К, 45 6 ности напряжения на выходе масштабного элемента 11.

При работе электропривода на сумматоре 3 происходит сравнение напря— жений с выхода датчика 4 (напряжение пропорционально положению S механизма); блока 5 (напряжение, пропорционально максимальному перемещению Б механизма); масштабного эле. мента 6 (напряжение пропорционально 10 квадрату суммы скорости V, ускорения а. и максимального значения ускорения а ); масштабного элемента

12 (напряжение пропорционально сумме а. + а).

В момент равенства суммы напряжений, поступающих с выходов блока 5 задания максимального перемещения и масштабного элемента 12, сумме напряжений с выходов датчика 4 и масштабного элемента 6 напряжение на выходе сумматора 3 меняет знак на противоположный, что приводит к формированию сигнала торможения электропривода релейным элементом 7, с выхода которого сигнал подается в систему регулирования электропривода для торможения с максимальным темпом а . Сумматор 9 предназначен для сложения напряжений с выходов датчи- ЗО ка 8 ускорения и блока 10 задания максимального ускорения, напряжения которых пропорциональны . соответственно ускорению а электропривода и максимальному значению ускорения а

Через масштабные элементы 11 и 12 сформированное напряжение поступает на входы квадратичного преобразователя 1 и сумматора 3.

Соотношение напряжений на входах 4р сумматора 3 определяется в завис;:мости от параметров S,, S V.. а,, ат (где Т вЂ” время установления заданного максимального ускорения а„ при торможении электропривода). любое произвольное значение в диапазоне от +а до -а„, в то время как продолжительность переходного процесса всегда постоянна, Для определения зависимусти между входными напряжениями сумматора 3(фиг.11,ап праксимируют переходный процесс ускорения (фйг.3) двумя участками (кривая 20): 0(tcT и t>T. Выбор числа участков осуществляется из условия минимальной погрешности аппроксимации.

Для первого участка

Зависимость, определяющая формирование сигнала начала торможения:

Используя полученное неравенство с учетом коэффициентов передачи К

К „ Кд „ датчиков положения, скорости и ускорения, получают коэффициенты передач для масштабных элементов

6, 11 и 12:

T К

К

К

Дч

Напряжения на выходе датчика 4 положения, блоков 5 и 10 задания максимального перемещения и ускорения, масштабных элементов 6, 11 и 12:

=-S К; Ц =S К; 1) =а К о дп -$ м * 0 н Лч

О

h го.

Д ll

Для большинства регулируемых электроприводов, управляемых по принципу подчиненного регулирования, характер переходного процесса ускорения в механизмах одинаков. В качестве примера на фиг.3 приведен реальный (кривая 19) переходный процесс изменения ускорения механизма при настройке внутреннего контура ускорения (или тока) системы регулирования электроприво- 55 да по техническому оптимуму ° При торможении электропривода начальное зк:...чение у..«-орения а, может принимать (а, a„)Т (а, +а„)т

При работе электропривода, изображенного на фиг.2, на сумматоре 15 происходит сравнение четырех напря- . жений: с выхода датчика 4, пропорционального положению S механизма; с выхода- блока 16, пропорционального сумме задания максимального перемещения Б„ и составляющей максимального ускорения а„; с выхода датчика

i 224939

2 через масштабный элемент 13, про порционального скорости Ч „ с выхода датчика 8 через масштабный элемент 14, пропорционального ускорению а,.

В момент равенства напряжения с выхода блока 16 сумме напряжений, поступающих с выходов датчика 4 положения и масштабных элементов

l3 и 14, напряжение на выхсде сумматора 15 меняет знак на противоположный, что приводит к формированию сигнала торможения релейным элементом 17, который через элемент ИИ

18 поступает в систему регулирования. В результате за время торможения С=Т привод тормозится до остановки. условием формирования сигнала торможения электропривода является неравенство:

2 а I I7 а

S -S -V Т + --- —. — - -= -< 0 г2)

6 3

На основании неравенства (2) коэффициенты передач для масштабных элементов 13 и 14 определяювся как

Ь

Кривые 21-25 соответствуют различным значениям а : -30 мс 2(кривая 21); -15 мс (кривая 22); 0 »С 2(кривая 23); +15 мс 2 (кривая 24); +30 мс (кривая 25}.

Устройство обеспечивает формированне сигнала торможения для Одной нз »ножества кривых ч =Е(/18 ), расположенных в зоне, ограниченной кривыми 21 и 25, в зависимости От значения а,„ Когда траектория перемещения электропривода пересекает кривую, соответствующую значению а,, формируется сигнал торможения электропривода.

Известное устройство формирует сигнал на торможение электропривода независимо От фактической величины начального ускорения а, и, следовательно, формирование сигнала происходит с. учетом только одной из кривых, приведенных на фиг.4 (кривая 21). Этим объясняется значитель— ная величина погрешности в Ограничении перемeùåIII ÿ электропривода при применении известного устройства.

В качестве примера на фиг.4 при— z

К

Аг

1 с

К =.Т

Напряженис на выходе блока, 16 задаиия

-и- 2

/ л =!5 — — 1К

16 и 6 р дп масштабного элемента 13

Б„ = -Ч,П, и масштабного элер..eIITа ) Л

a,Т

U - — -К

14 3 д.п

Для иллюстрации повышения То.-п-:.Ости предлагаемого устройства !Io с» авHBHBI0 с известным на фиг» 4 в cooTветствии с неравенствами (I ) и (2) приведено семейство зависимо тей .(кривые 21-25) между начальными ,значениями ускорения а,, скорости 7 и остатка пути AS определяющих формирование сигнала ",орможения электропривода, В качестве примера приведены траектории торможения электропривода со следующими параметрами:

Sö = 0,36 и; a = -30 мс ; а, (-30 ...+ 30)мс Т = 0,015 с; V

:3,26 мс „ неданы траектории торможения электро:привода из точки с координата»и (0,128 и, 1р5 м= } при использова1 нии предлагаемо: —.о (abeo, ab е О) и известногo (abed, ab с а ) устройств.

Причем траектории abeo, abed соот— 2

«етстнуют начальному ускорению 30 мс

1 I а -.раектории аЬ в о, аЬ с d равномерному дзижению. Моментам IDop po вания сигнала торможения соответству1 ю.т точки b, Ь траекторий устройства в соотвеIcTI:IIII с изобретением и точки с, с траекторий известного устрой-,тва. Участки траекторий be Ь е

:О тветcтвуюT торможению электропривода при установлении темпа торможе:-.. ия. а учас IIII траекторий ео„ е о тормo eIIIю с максимальным темпом.

Как следует кз фиг.4 известное устройс-.во не Обеспечивает точного

Ограничения пере»ещения, так как точки d, d траекторий при нулевом ос . aT!Ie пути cooTBeтствуют скоростям

1.,45 и 0,85 мс . Электропривод моркет остановигься только при прохож,г.,енин дополнительного пути 0,038 в. 0,014 и, что соответствует погрешвостям в точнос:)» ограничениц положения 46 и 387.. 3 связи с этим для

%cêëâ÷e:aèÿ выхода электропривода за Ограниченное 1толожение при Нс

12?4939

Составитель Б.Кузнецова

Редактор Л,Пчелинская Техред И.11опови - Корректор C.Шекмар

Заказ 1960/55 Тираж 63! ПодписHoe

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4