Электропривод

Электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБ

<1790090

-Ф (6) ) Дополнительно (22)Заявлено l0.0 (51)М. Кл .

Н 02 Р д/00 с присоединением за

Гоеудератевиный комитет

СССР (23) Приоритет ла делам изебретеиий и открытий

Опубликовано2

Дата опублик (Д ) Д К 62 1.З.

Ом

< 088.8) (?2) Автор изобретения

Г. М. Иванов (?1) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам, включающих в себя электродвигатель и исполнительный механизм, связанные между собой механически упругими звеньями; и может быть использовано в электропри5 водах валков прокатных станов, валков секций бумагоделательных машин и т.п.

Наличие упругих звеньев и зазоров в машинных агрегатах отрицательно ска10 зывается на производительности и качестве выпускаемой продукции. Это объясняется тем, что для уменьшения механических колебаний и снижения динамическйх нагрузок в агрегатах с упругими звеньями и зазорами приходится снижать точность и быстродействие их систем автоматического регулирования различ- ных электромеханических текущих параметров.

Распространены системы, в которых используются механические, средства для демпфирования колебанйй, представляющие собой демпферы и всевозможные динамические гасители колебаний. Демп. феры строятся по принципу дополнительного поглошения энергии, вызванного силами сухого, вязкого или внутреннего трений.

Динамические гасители колебаний без

Ф демпфирования представляют собой дополнительную систему с массой, неболь

> шой по сравнению с массой основной системы. При этом собственная частота колебаний дополнительной системы подбирается равной частоте возмущающей силы, действующей на основную сист ему.

Известны динамические гасители с демпфированием, которые представляют собой демпфер с упругой связью или ди1 намический гаситель с сопротивлением.

И подобных гасителях обычно использу-ются в качестве упруго-демпфирующих элементов высокополимерные материалы, например резина. Для этого типа гасителей характерно более значительз 79 ное рассеиванием энергии и большая

"полоса" гашения колебаний Я .

Однако нелинейность упругих характеристик материалов, взаимосвязанность их свойств и различие харектеристик при динамическом и статическом их негружении усложняют разработку конструкций гасителей и требуют индивидуального квалифицированного проектирования и изготовления их для различных механизмов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электропривод, например для прокатного стана, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого связан через редуктор и вал ограниченной жесткости с производственным мехенизмом, установленный на этом валу датчик момента, подключенный к якорю двигателя регулируемый источник напряжения, регуляторы скорости и токе двигателя, причем вход регулятора скорости связан с датчиком скорости, вход регулятора токе связан с выходеми регулятора скорости и датчика тока, а выход регулятора токе подсоединен к указанному источнику напряжения 2 .

Недостаток устройства в том, что. хотя и удается до некоторой степени уменьшить колебания момента и скомпенсировать влияние упругости механической части путем соответствующей настройки регулятора тока при введении на его вход обратной отрицательной связи по производной упругого момента, однако она по.своему быстродействию существенно уступает системе предлагаемого устройства.

Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия системы устройства, которое было бы пригодно для широкого класса электромеханических систем с упру е гими . звеньями, незначительно уступающим по своим динамическим показателям системе беэ упругих звеньев в механической части.

Указанная цель достигается тем, что введен узел. коррекции, выполненный в виде последовательно соединенных модели механической части, включающей подвижные чести электродвигателя, редуктора, вала и производственного механизма, блока сравнения и дифференцирующего блока, связанного со входом регуляТора скорости, причем вход модели связан с датчиком тока, а второй вход блока срав пения подключен к датчику момента.

Кроме гого, выход дифференцирующего блока может быть дополнительно свя009О эан со входом регулятора тока двигателя.

На фиг. 1 представлена блок-схеМа устройства; не фиг. 2 — схема модели механической части электропривода.

Устройство для дел пфировании колебаний используется в системе, которая состоит из производственного механизме 1 и регулируемого электроприводе 2

10 с двигателем 3 постоянного тока и двухконтурной системой регулирования скорости, содержащей регуляторы 4 тока с тиристорным преобразователем 5 и регулятор 6 скорости, причем вал испол-.

3s нительного механиэл а l и вал двигателя теля 3 механически связаны между собой через длинный вал 7 ограниченной жесткости и установленным на нем датчиком

8 мом ен та. Устройс тво для демпфироващ ния колебаний дополнительно содержит узел 9 коррекции, выполненный в виде модели 10 механической части, включающей подвижные части электродвигателя, редуктора вала и ппоизводственного мер ханизма, вход которой связан с датчиком ll тока, а выход модели lO подсоединен к одному входу органа l2 сравнения, другой вход подключен к выходу дат-. чика 8 упругого момента, а выход органе щ сравнения через дпфференцирующий блок l3 или без него подключен ко входу либо регулятора 6 скорости двигателя, либо регуляторе 4 тока двигателя 3. В системе имеется также датчик l4 скорости, связанный с двигателем 3 постоянного тока, Модель механической части электропривода (фиг.2). реализуется с помощью операционных усилителей 15-19.

Схема усилителя 15 с учетом его обратных связей соответствует интеграль.ному звену с передаточной функцией ие,(P)= — е — —, схеме усилителя 16

К

Р Т соответствует пропорциональ-интеграль- ному звену с передаточной функцией Рт64 )

% (Р)= К,;схема усилителя 171 Ртс 2 интегральному звену с передаточной

ЕЕ фуихиией %Л(Р)=22 —, схемы усич( лителей l8 и l9 — пропорциональным звеньям с передач очными функциями .%(®-,(" %>P 5ч коэффицйенты пропорциональности, d и Тс — постоянные времени, Л яЪ ии, 2уе.ии 1 с

790090 6 ство более просто по сравнению с известНыми и позволяет получить снижение динамических нагрузок и большее быстродействие привода.

К» . Мн

К и где :3, — мрмент инерции двигателя;

1 и - номинальная частота вращеEIH Я;

Мн — номинальный момент двигат теля; — момент инерции механизма; — эквивалентная крутильная жестхость, приведенная к валу двигателя;

С, — коэффициент демпфирования, учитывающий внешнее и внутренее трения.

Устройство работает следующим об15 разом.

При появлении сигнала U> на выходе регулятора 6 скорости двигателя 3 на его выходе появляется сигнал Dp эа26 дания тока двигателя, при этом на выходе регулятора 4 тока появляется сиг« нал, который поднимает выходное напряжение тиристорного преобразователя 5 н напряжение якоря двигателя до заданного значения. Двигатель 3 разгоняется и через упругое звено 7 приводит во вращение подвижную часть исполнительнойо механизма 4.. Выходные сигналы с датчихов скорости 14 и тока ll поступают соответственно на выходы регуляторов тока 4 и скорости 6 и стабилизируют заданное значение тока и скорости в переходном и стационарном режимах. При возникновении колебаний в двухмассовой системе, состоящей из подвижных частей двигателя 3 и исполнительного механизма 1, с датчика 8 момента информацня поступает на один вход узла

l2 сравнения. На другой вход узла 12 сравнения поступает сигнал, снимаемый с модели lO механической части системы с "желаемым характером переходного процесса, на которую подается сигнал с датчиха l l тока. Полученный сигнал пропорпионален разности входных сиг- 45 налов и с выхода узла l2 сравнения через днфференцируюший блок 13 поступает . на входы либо регулятора 4 тока. либо регулятора 6 скорости двигателя, и демпфирует колебания. Предлагаемое устрой- 50

Формула изобретения

l. Электропривод, например для прокатного стана, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорь которого связан через редуктор и вал ограниченной жесткости с производственным механизмом, установленный на этом валу датчик, момента, подключенный к якорюдвигателя регулируемый источник напряжения, регуляторы скорости и тока двигателя, причем вход регулятора скорости связан.с датчиком скорости, вход регулятора тока связан с выходами регулятора скорости и датчика тока, а выход регулятора тока подсоединен к указанному источнику напряжения, о т— л н ч а ю шийся тем,, что, с целью повышения быстродействия и упрощения, введен узел коррекции, выполненный в виде последовательно соединенных модели механичесхой части, включающей подвижные части электродвигателя, редуктора, вала и производственного механизма, блока сравнения и дифференцир.лощего блока, связанного со входом регулятора скорости, причем вход модели связан с датчиком тока, а второй вход блока сравнения подключен к датчику момента.

2. Электропривод по п. 1, о т л нч а ю щ н и с я тем, что выход днфференцирующего блока дополнительно связан со входом регулятора тока двигателя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Пономарев С. Q. и др. Расчеты на прочность в машиностроении. М., Изд-во машиностроительной литературы, 1959, т. 3, с. 440-478.

2. Акцептованная заявка Франции

N 2250224, кл. Н 02 P 5/00, 25. 1 1.74.

Ю

У .уГ

«ф tg °

Составитель E. Перемыслова

Редактор И. Черный Техред М. Кузьма Корректор 10. Макаренко

Заказ 9052/55 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4