Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала

Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями поточных линий . Целью изобретения является повышение стабильности работы электропривода в зоне высоких скоростей. Электропривод содержит последовательно соединенные ПД- звено 16 и блок 17 перемножения, выход которого соединен с четвертым входом суммирующего усилителя 12. Первый вход ПД- звена 16 соединен с выходом задатчика 3 натяжения. Второй вход ПД-звена 16 соединен с выходом датчика 7 натяжения. В данном устройстве происходит адаптация регулятора натяжения с перестройкой его из ПИ-регулятора в ПИД-регулятор, в результате чего достигается компенсация постоянной времени объекта. 3 ил. а (Л со 00 ел СП N) Vy

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<511 4 ?? 02 ?? 5>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ",д/

@ФЮдр„..

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Г

Ь (61) 1163449 (21) 4084642/24-07 (22) 03.06.86 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (71) Завод-ВТУЗ при Производственном объединении «Ленинградский металлический завод» (72) В. М. Шестаков (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1163449, кл. Н 02 P 5/00, 1983. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАТЯЖЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО УПРУГОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для упг

„.SU„„1387155 А2 равления электродвигателями поточных линий. Целью изобретения является повышение стабильности работы электропривода в зоне высоких скоростей. Электропривод содержит последовательно соединенные ПДзвено 16 и блок 17 перемножения, выход которого соединен с четвертым входом суммирующего усилителя 12. Первый вход ПДзвена 16 соединен с выходом задатчика 3 натяжения. Второй вход ПД-звена 16 соединен с выходом датчика 7 натяжения. В данном устройстве происходит адаптация регулятора натяжения с перестройкой его из

ПИ-регулятора в ПИД-регулятор, в результате чего достигается компенсация постоянной времени объекта. 3 ил.

1387155 бо. 1 рпд =, тпд =

» Qjyo где рю =

2К

= к.т.,,.

К„= — "; Ч

V., Чн пропорционально-дифференциальное ПД-звено 16 с двумя входами и блок 17 пе- 40 ремножения, причем первый вход ПД-звена

16 подключен к выходу задатчика 3 натяжения, его второй вход — к выходу датчиК„, К„, Ть

%пд (p ) = Кк рююпд тпд р

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в электроприводах поточных линий, оснащенных унифицированными системами прямого регулирования натяжения обрабатываемого упругого материала (бумажного полотна, металлической полосы и др.), и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Мп 1163449.

Цель изобретения — повышение стабильности работы электропривода в зоне высоких скоростей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 — логарифмические частотные характеристики; на фиг. 3 — переходные функции системы.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включены задатчик 3 натяжения и последовательно соединенные адаптивный пропорционально-интегральный регулятор 4 натяжения, регулятор 5 частоты вращения и регулятор 6 тока, вторые входы которых соединены соответственно с выходами датчиков натяжения 7, частоты вращения 8 и тока 9. Регулятор натяжения выполнен в виде параллельно включенных пропорционального 10 и интегрирующего 11 усилителей, соединенных своими выходами с первым и вторым входами суммирующего усилителя 12, а также подключенного к входу интегратора блока 13 перемножения, соединенного своими входами соответственно с выходом датчика натяжения и через согласующий усилитель 14 — с выходом датчика частоты вращения. В регулирующую часть входит корректирующая резистивно-емкостная цепь 15, один из выводов которой подключен к выходу согласующего ° усилителя, а другой вывод — к третьему входу суммирующего усилителя.

Электропривод содержит также активное ка 7 натяжения, выход ПД-звена 16 соединен с первым входом блока 17 перемножения, второй вход которого соединен с выходом согласующего усилителя 14, а выход блока 17 перемножения подключен к четвертому входу суммирующего усилителя 12.

Электропривод работает следующим образом.

Изменение скорости электропривода линии, осуществляемое с помощью напряжения U <, обуславливает вариацию характеристик объекта регулирования контура натяжения (ЛАХ Wp, фиг. 2). При,этом происходит деформация ЛАХ объекта как в зоне нижних частот, так и в окрестности частоты упругих колебаний а п.

2

В области скоростей V- (V (V» (V., V» — критическая и нижняя скорости электропривода) электропривод представляет собой колебательное звено с коэффициентом демпфирования (p = V, а в области Ч (V (Чн (Чн — верхняя скорость электропривода) становится апериодическим звеном второго порядка с постоянными времени Ti и Тр. При этом по мере увеличения скорости от V» до Чп постоянная времени Т1 возрастает, что обуславливает деформацию ЛАХ %рп и ЛФХ ррп разомкнутого контура натяжения в зоне существенных частот со снижением частоты среза а ° и запаса по фазе Л урп (фиг. 2, характеристики, показанные пунктирными линиями). Это приводит к существенному увеличению длительности и колебательности переходных процессов в известном электроприводе на верхних скоростях.

Для стабилизации динамики системы введено адаптивное корректирующее устройство, состоящее из активного ПД-звена 16 и блока 17 перемножения, а коэффициент передачи ПД-звена 16 рпд и его постоянная времени тпд определяются из условия — динамический коэффициент усиления регулятора натяжения; — нижняя скорость движения материала;

0,5 4К,К,рТк асуп — к -1 — частота упругих коле"и баний второго рода; — механико-технологические параметры и постоянная времени натяжения материала;

Тм — механическая постоянная времени электропривода;

Кн — коэффициент передачи обратной связи контура натяЖения.

Передаточная функция канала коррекции

V где Кк = — — коэффициент коррекции, реализуемый блоком 17 перемножения.

Значение Кк пропорционально диапазону изменения скорости электропривода, поскольку второй вход блока 17 перемноже1387155 ния подключен к выходу согласующего усилителя 14, напряжение которого Uv пропорционально выходному напряжению Un датчика 8 частоты вращения.

Настройка канала коррекции выполнена так, что при V =,Vê, K Pnnn = Pp, где значения К. и о определены.

Соответствующие ЛАХ Wïë канала коррекции на нижней V», критической Чк и верхней Vs скоростях построены на фиг. 2, откуда видно, что в области скоростей Ч (V ( (VK канал практически не оказывает влияния на систему регулирования, а при V. (V (Чв вводит в закон регулирования реальную производную, значение которой пропорционально U. При этом результирующая ЛАХ регулятора натяжения совместно с каналом коррекции имеет вид, показанный точечной линией (для скорости

Ч.). Таким образом, в зависимости от структуры объекта происходит адаптация регу- 20 лятора натяжения с перестройкой его из пропорционально-интегрального регулятора (для объекта — колебательного звена в зоне скоростей Ví (V (Vê) в пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (для объекта — апериодического звена второго порядка в зоне скоростей V. ( (Ч (V.). В результате достигается компенсация постоянной времени Ti объекта, а следовательно, стабилизация частотных Wp-, ра и переходных характеристик системы.

В предлагаемом электроприводе обеспечивается высокое качество стабилизации динамики системы регулирования во всем диапазоне рабочих скоростей, как при U (V.-, така и при Ч ) V .

Формула изобретения

Электропривод с регулированием натяжения обрабатываемого упругого материала по авт. св. № 1163449, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы в зоне высоких скоростей, в него введены активное ПД-звено с двумя входами н блок перемножения, причем первый вход

ПД-звена подключен к выходу задатчика натяжения, его второй вход — к выходу датчика натяжения, выход ПД-звена соединен с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом согласующего усилителя, выход блока перемножения подключен к четвертому входу суммирующего усилителя пропорционально-интегрального регулятора натяжения.

1387155 у,%

f,с

Составитель М, Кряхтунова

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1229 56 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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