Задатчик управляющего напряжения для электроприводов подъемно-транспортных механизмов

Задатчик управляющего напряжения для электроприводов подъемно-транспортных механизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!! 600680

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 16.02.76 (21) 2325226/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 13.04.78 (51) М. Кл.- Н 02Р 5/06

В 66В 1/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Соколов, В. В. Чупрасов и А. В. Шинянский

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ЗАДАТЧИК УПРАВЛЯЮЩЕГО НАПРЯ)КЕНИЯ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ

МЕХАНИЗМОВ

Изобретение относится к электроприводам и может быть использовано в системах управления электроприводами подъемно-транспортных механизмов, например лифтов, Известно устройство, формирующее управляющее напряжение в соответствии с заданными временными функциональными зависимостями скорости и ускорения, которое со держит последовательно включенные усилитель с ограничителем и интегрирующий усилитель (1). Это устройство позволяет преобразовывать быстрое изменение входной величины в линейно изменяющееся во времени напряжение на выходе. При этом после завершения отработки программы напряжение на выходе равно заданному. Схема указанного устройства сравнительно проста, однако изменение заданного ускорения происходит неплавно, поскольку не ограничивается значение его производной — рывка.

Из известных устройств по технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство (2), в котором уровень рывка задается двумя регулируемыми источниками эталонного напряжения противополо>кной полярности, которые перекл10ча!Отся в зависимости от характера движения (ускорение или замедление) с помощью обратной связи, Заданное значение напряжения подается на вход интегрирующего (операционного) усилителя, на выходе которого получается напряжение, IIpoIIopUIIOII2. I IIoe ) скорепп10. В CI3010 очередь, это напряжение подается иа вход второго интегрирующего (операционного усилителя, на выходе которого образуется напряжение, соответствующее эталонному значению скорости в функции времени. Величина рывка контролируется с помощью специальной логической схемы. Недостатками описанного устройства являются сложность его схех!ы, нсплавное изменение задания ускорения во время персходного IIpoIIecca, что можст Оыть

15 причипОй Возни к1!Овс1111я дополниTС.!ьных колсбатс IьньIх процессов в электромсхаиичсc1 ОЙ спстсмс ЪIех2низм2, 2 также наличис динамической ошибки, определяемой тем, что при инерционном приводе для управления ис2р пользуется напряжение, соответствующее только заданию по скорости.

Целью изобретения является упрощение задатчика, повышение точности отработки требуемого закона движения и улучшение ка«с2З ства переходного процесса. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, состоящее из двух последовательно включенных интегрирующих (опсрациониых) усилителей, введен дополнитсльиьш третий пнтегриру10600680

0.> щий усилитель, своим входом соединенный со вторым интегрирующим усилителем. (lри этом два первых усилителя соединены по схеме колебательного звена, выходной усилитель которого зашунтирован двумя параллельными цепями из вентиля и ключевого злеivkcklTd) причем полярность вентилей каждой цегки противоположна.

Кроме того, устройство содержит дополнительный усилитель, первый вход которого соединен с выходом третьего интегрирующего усилителя, а второй — с выходом второго интегрирующего усилителя. i акое у строиство дает возможность получить непрерывное изменение рывка в течение переходного процесса, поскольку задание vcкорсния изменяется в соответствии с синуснои функцией. Кроме того, на выходе устройства напряжение является суммой управляющего сигнала и его производной, что позволяет повысить точность отработки требуемого закона движения. Это приводит к улучшению качества переходного процесса.

На фиг. i приведена принципиальная схема задатчика управляющего напряжения для электроприводов подъемно-транспортных механизмов; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений на отдельных элементах задатчпка; на фиг. 3 — вариант структурной схемы системы электропривода лифта.

Интегрирующие (операционные) усилители

1, 2 соединены через регулируемые резисторы

3, 4 последовательно по замкнутой схеме. 1 силитель 2 охвачен нелинейной обратной связью, образуемой параллельными цепями, включающими в себя диоды 5, 6 и ключи 7, 8.

Полярность диодов 5, 6 противоположна.

Через контакты ключа 9 к интегрирующему усилителю 1 подключен источник эталонного напряжения 1/„обеспечивающий задание начальных условий. Клю1 l0 lily IITkkp) cT через резистор 11 усилитель 1. Выход интегрирующего усилителя 2 через регулируемый резистор 12 соединен со входом интегрирующего усилителя 13. В свою очередь, выход усилителя 13 через регулируемый резистор 14 соединен со входом суммирующего (операционного) усилителя 15. Сюда же подсоединен через регулируемый резистор 16 выход интегрирующего усилителя 2 и, кроме того, может быть включен сигнал обратной связи по скорости на выходе электропривода.

Предложенный задатчик управляющего напряжения 17 (фиг. 3) подсоединен ко входу регулятора напряжения 18, который охвачен обратной связью по скорости с двигателем 19.

Напряжение обратной связи берется с выхода тахогенератора 20, жестко связанного с валом двигателя 19.

Аналого-дискретная система управления 21, служащия для формирования команд па начало движения, замедление и остановку, связана (посредством контактов) с регулятором напряжения 18, тахогенератором и задатчиком 17.

Устройство работает следующим образом.

1lеред пуском схемы на интегрирующем усилителе 1 задаются начальные условия, контакты ключа 9 замкнуты на источник эталонного напряжения U,. !1ри подаче команды на начало движения размыкаются ключи 7, 10 и замыкается ключ 8. Кроме того, отключается источник эталонного напряжения U, и создается цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 посредством включения на его вход заряженного конденсатора. Начинается процесс воспроизведения синусной функции и на выходах усилителей 2, 13 и 15 появляются напряжения U„U„v U (см. фиг. 2), первое из которых является производной U„, а последнее суммой U, и V„. 8 конце переходного процесса пуска при t=t„klok d V, становится равным нулю, воиспроизведение синусной функции прекращается, так как диод 6 закорачивает интегрирующии усилитель 2. На усилителях 1, 13 и 1о при этом сохраняются напряжения, имевшиеся на них в момент остановки воспроизведения синуснои фу нкции.

На ) силителе 1 указанное Ikdklpklik(cklklP pdBHo по величине, но противоположно по знаку начальным условиям при пуске схемы. llри подаче команды на замедление (t=tz) ключ 8 размыкается, а ключ 7 замыкается. llроцесс воспроизведения синусной функции возобновляется, а знак U, становится отрицательным.

Начинают спадать напряжения на выходах усилителей 13 и 15. В конце переходного процесса замедления (1=1;), когда воспроизведение синусной функции вновь прекращается, U„U, è U равны нулю. llo сигналу из схемы управления замыкается ключ 10 и обеспечивает шунтирование резистором 11 усилителя 1, тем самым с последнего снимаются начальные условия. Далее при подаче команды из схемы управления процесс воспроизведсшгя управляющего напряжения опять пов1орястся в описанном порядке.

Повышение точности отработки заданного закона движения при применении указанного задатчика управляющего напряжения можно иллюстрировать на примере системы электропривода лифта, выполненного по структурной схеме (фиг. 3). Здесь сигнал U с выхода задатчика управляющего напряжения 17 сравнивается»а входе регулятора напряжения 18 с напряжением тахогенератора 20, осуществляющего обратную связь по скорости двигателя 19. С помощью аналого-дискретной системы управления 21 выполняются различные команды на пуск, торможение и т. д.

Как известно, точность системы регулирования характеризу-ТсН величиной ошибки, T. e. о Ь вЂ” Lj u . У Чнтыв ням Что Uz U> + TðV, > d

U.„= E, (p) + T U.,E", (p), где ИУ, (р) =- 1Г „ { р) . 11"„(р) g;- (р), получим после преобразований

600680 = U, (1 — т,1Г, (р)(: (1+ _#_, (рЦ.

Отсюда следует, что в случае полной пнвариантности, т. е. 6=0, должно выполняться

1 условие Ж ц(р) =, т. е. объект при этом т, соответствует по свойствам интегрирующему звену. Последнее имеет место в электроприводах с асинхронными короткозамкнутыми двигателями при питании их от регулятора напряжения.

В случае, если указанное условие пе выполняется, т. е. передаточная функция объекта имеет более сложный внд, достигается частичная инвариантность. Однако и при этом точность регулирования, т. е. отработки заданного закона движения, повышается.

Применение предлагаемого задатчика управляющего напряжения для электроприводов подъемно-транспортных машин, помимо улучшения качества переходного процесса и повышения точности воспроизведения заданного закона движения, позволяет упростить систему электропривода и повысить надежность всего устройства.

Формула изобретения

1. Задатчик управляющего напряжения для электроприводов подъемно-транспортных механизмов, содержащий два последовательно включенных интегрирующих усилителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности отработки требуемого закона движения и улучшения качества переходного процесса, в него введен дополнительный третий интегрирующий усилитель, своим входом соединенный со вторым интегрирующим усилителем, при этом два

1о первых усилителя соединены по схеме колебательного звена, выходной усилитель которого зашунтирован двумя параллельными цепями из вентиля и ключевого элемента, причем полярность вентиля каждой цепи противополож15 на.

2. Задатчнк по п. 1, о тли ч а ющи йс я тем, что он содержит пропорциональный усилитель, один из входов которого соединен с выходом третьего интегрирующего усилителя, а второй

2о вход — с выходом второго интегрирующего усилителя.

Источники информации, нрннятыс во ьннманне прн экспертизе

1. Лебедев Е. Д. н др. Управление вентнль2з ными электроприводами постоянного тока. М., «Энергия», 1970. с. 144.

2. Патент США М 3774729, кл. 187-29, 1973.

600680

47иг l

Составитель В. Ткаченко

Редактор 3. Старикова Техред И. Михайлова

Корректор И. Позняковская

Заказ 407)15 Изд. ¹ 353 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, > р. Сапунова, 2 7е, Й, а х l

l Рог г

У, l,