Цифровой следящий электропривод

Цифровой следящий электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАп ИЕ изовретения ""656О

Сеюэ Советскмк

Социавмсткческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.77 (21) 2473432/18-24 с присоединением заявки В (23) Приоритет

G 05 В 19/40

Государственный комитет

ГГГР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 503. 55 (088. 8) Опубликовано 0504,79. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 050479 (72) Авторы изобретения

В.С.Васильев, Y).Â.Íàéäèí, Э.Л.Тихомиров, А.И.Левин, Л.П.Бейлин, А.Г.Розинов, A.B.Ïàëüöåâ, И.Д.Репетилов, В.В.Васильев, В.И.Криворук, В.Я.Васильев и Н.A.ÑMèðíîâ

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ЭНИИС) и Ленинградский электромеханический завод (71) Заявители (54) (1ИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД тока $2) .

Изобретение относится к области систем автоматического регулирования и,в частности, может быть использовано в устройствах числового программногсуправления металлорежущими станками °

Известна система цифрового следящего привода перемещения рабочих органов станка, в которой управляющие сигналы по положению и скорости вырабатываются в цифровом виде, что дает ряд преимуществ, например, высокую точность и стабильность характеристик регулирования по сравнению с аналоговыми следящими приводами )lj .

Однако существующие цифровые приводы имеют ряд недостатков: жесткая непереналаживаемая структура регулятора не позволяет получить удовлетворительные динамические характеристики во всем диапазоне скоростей и не позволяет переводить привод из следящего в регулируемый режим, что является необходимым условием при переходе от контурной обра- @» ботки к позиционированию; приводы данного типа не обладают достаточной надежностью вследствие недостаточной защиты силовых тиристоров от сбоев в регуляторе.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является цифровой следящий электропривод, который частичнб устраняет указанные недостатки, путем введениЧ. систему цифрового блока ограничителя

Он состоит из блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумма.ора и последовательно соединенные преобразователь код-фаза, блок силовых тиристоров, двигатель, датчик и преобразователь фаза-код, подключенный к третьему входу первого сумматора.

Однако этот привод имеет неудовлетворительные статические и динамические характеристики,что сужает его функциональные возможности и ограничивает область его применения вследствие малого быстродействия электропривода;нелинейности,присущей двигателю, блоку силовых тиристоров; невозможности перевода из следящего в регулируемый релим; недостаточной надежности электропривода, так как в нем отсутствует разделение частот

656026 работы цифрового регулятора и преобразователя код-фаза.

Целью изобретения является увеличение точности и надежности устройства. указанная цель достигается тем, что в устройство введены синхронизатор, генератор импульсов и последо вательно соединенные первый интегратор, второй сумматор, второй интег-. ратор, ограничитель тока и третий сумматор, причем, первый вход перво- 10 го интегратора соединен с выходом первого. сумматора, второй выход блока управления соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого присоединен к третье- 18 му входу первого сумматора, к четвертому входу которого подключен генератор импульсов, третий вход блока управления соединен со вторыми входами первого и второго интеграторов, четвертый выход блока управления соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, пятый выход блока управления присоединен к третьему входу второго интегратора, а шестой н седьмой выходы блока управления подключены соответственно ко вторым входам третьего сумматора и ограничителя тоха, выход которого соединен с первым входом преобразова- 30 теля код-фаза, второй вход которого через синхронизатор подключен к выходу блока силовых тиристоров.

Блок-схема цифрового следящего электропривода представлена на черте- 35 же.

Предлагаемый цифровой следящий электропривод содержит блок управления 1, блок ?, содержащий сумматоры

3,5 и 7,интеграторы 4,6,ограничитель 40 тока 8, преобразователь код-фаза 9, блок силовых тиристоров 10, двигатель 11, датчик 12 (например, поворотный трансформатор, индуктосин и т.п.), преобразователь фаза-код 13, 45 синхронизатор 14, генератор импульсов 15.

Работает электропривод следующим образом.

Цикл вычислений начинается по сигналу генератора 15. При этом сумматор

3 вычисляет величину

1 1я К1 (Хац.„- Xîñ„) где Хдц„ — код скорости an-ом цикле, поступающий с вьжода 16 блока управ.ленйя 1;

1(ц — код обратной связи в и-ом цикле, поступающий с выхода преобразователя 13 и являющийся приращением пути за один цикл вычислений; 6О

К 1 - константа, задаваемая блоком управления с выхода 17 определяющая добротность следящего электропривода, 65

На выходе интегратора 4 в и-ом цикле вычислений появляется величина

2п 2п-1 2 ((и где () „ - выходная величина интегратора 4 в (n-1) -ом цикле;

К2- константа, задаваемая блоком управления с выхода 18, зависящая от выбранной частоты генератора 15.

Сумматор 5 вычисляет величину ()з ()2я Хосп Кз Хэаьл где Кэ — константа, задаваемая блоком управления с выхода 19, определяющая мэру компенсации скоростной ошибки привода.

Интегратор б вычисляет величину

U4 ("4 -+ г ()Зя ) g где 04ц(- выходная величин- интегратора 6 в (n-1) -ом цикле;

К4 — константа, задаваемая блоком управления с выхода 20 и определяющая коэффициент усилия интегрального канала регулятора в скоростном контуре привода.

В ограничителе тока 8 04П сравнивается с константой Бур....е которая вводится из блока управляенйя с выхода 21 и определяет максимально допустимое напряжение в якорной цепи двигателя. Наименьшая по модулю величина поступает на вход сумматора 7 с выхода 22 со знаком величины U4п.

Обозначим величину в канале 23 — U

4п

На выходе сумматора 7 образуется сигнал в соответствии с выражением ()удр = ()4 + К6 () Зп р где К6 — константа, задаваемая блоком управления по каналу 23, определяющая коэффициент усилия пропорциональности канала регулятора скоростного контура привода.

В ограничителе 8 также сравниваются величины Ugnp и Уупр.маьс.Наименьшая по модулю величина поступает с выхода 24 со знаком ()уды, Синхронизатор 14 формирует импульс один раз за период частоты питания каждого иэ силовых тиристоров. Преобразователь код-фаза 9 формирует другой импульс, сдвинутый относительно импульса синхронизатора на время, пропорциональное коду, поступающему с выхода 24. Импульсы с выхода преобразователя 9 зажигают поочередно силовые тиристоры привода. Код выхода

24 изменяется с частотой генератора

15, которая может быть ниже частоты импульсов на выходе синхронизатора.

Сбой в работе цифРового регулятора, в результате которого не происходит изменения кода с выхода 24, не может привести к повреждению тиристоров, так как поступление зажигающих импульсов в этом случае не прекращается °

656026

Формула изобретения

Предлагаемый следящий электропривод является следящим без компенсации скоростной ошибки, если K = 0; следящим с компенсацией скоростной ошибки, если К>А О. Привод переводится в регулируемый режим, если К» О и К Ф О. Если константы К4 равны нулю, то регулятор скоростного контура является пропорциональноинтегральным. Если K = О, К 4 О, то регулятор пропорциональный, если

К4 фО; К =0„ то регулятор интегральный. Изменение коэффициентов К »

К, К, К приводит к изменению динамических характеристик привода, Изменяя частоту генератора 15 и соответственно величину К » можно также изменить динамические характеристики привода с одной стороны, а с другой - выбрать приемлемое время загрузки вычислительного к омплекса.

Основной технико-экономический эффект от внедрения данного типа цифрового электропривода в устройствах

ЧПу заключается в увеличении скорости быстрого хода rfo координатам подач станка без повышения производительности цифрового регулятора„ а повышение точности обработки деталей за счет улучшения динамических характеристик и повышения надежности работы привода из-за наличия разделения частот работы регулятора и преобразователя код-фаза.

Цифровой следящий электропривод, содержащий блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора и последовательно соединенные преобразователь код-фаза, блок силовых тиристоров, двигатель, датчик и преобразователь фаза-код, подключенный к третьему входу первого сумматора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности и надежности

5 устройства в него введены синхронизатор, генератор импульсов и последовательно соединенные первый интегратор, второй сумматор, второй интегратор, ограничитель тока и третий 0 сумматор, причем первый вход первого интегратора соединен с выходом первого сумматора, второй выход блока управления соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход коу *oporo присоединен к третьему входу первого сумматора, к четвертому входу которого подключен генератор импульсов, третий выход блока управления соединен со вторыми входами первого и второго интеграторов, четвертый выход блоха управления соединен со вторым входом второго сумматора„ выход которогэ подключен к третьему входу третьего сумматора, пятый выход блока управления присоединен к третьему входу второго интегратора„ а шестой и седьмой выходы блока управления подключены соответственно ко вторым входам третьего сумматора и о-.раничителя тока, выход которого соединен с первым входом преобразователя код-фаза, второй вход которого через синхронизатор подключен к выходу блока силовых тиристоров.

Ç6 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CttJA Р 2.244.201,. кл. G 05 B 19/00 1965.

2. Авторское .свидетельство СССР

40 9417770» кл. G 85 В 19»»40» 1974 °

656026

Составитель ii.Áåëèíêîâà

Техред Л.Алферова Корректор И.Ряшко

Редактор С.Равва

Филиал ППП Патент, г.ужгород, Ул.Проектная,4

Заказ 1517/37 Тираж 1014 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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