Устройство для демпфирования крутильных колебаний

Устройство для демпфирования крутильных колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

898579

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл .

Н 02 Р 5/00

Государственный комлтет (53) УДК-621.313..2 (088.8) по делам нэобретеннй н открытий (72) Автор изобретения

Г. М. Иванов с

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ

КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в системах управления электроприводами прокатных станов, каландров, вальцов, резиносмесителей, бумагоделательных машин, механическая часть которых содержит упругие звенья и в которых возникают крутильные колебания.

По основному авт. св. № 625547 известно устройство для демпфирования крутильных колебаний, содержащее электропривод, упругое звено, датчик упругого момента, рабочий механизм, электротормозной силовой узел, регулируемый источник напряжения, блок дифференцирования и блоки регулирования фазы и амплитуды (1).

Однако известное устройство позволяет демпфировать лишь колебания низкой частоты и не снижает существенно первый выброс при колебаниях системы.

Целью изобретения является снижение динамических нагрузок в электромеханической системе.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком, регулятором и блоком задания тока электротормозного узла, причем электротормозной узел выполнен в виде электрической машины постоянного тока, якорная обмотка которой подключена параллельно якорной обмотке основного двигателя, выход блока задания тока электротормозного узла соединен с входом регулятора тока, выход регулятора тока электротормозного узла соединен с входом регулируемого источника напряжения, выход датчика тока соединен со вторым

10 входом регулятора тока эл ктротормозного узла, а выход блока регулирования амплитуды соединен с входом системы управления основного двигателя.

На фиг. 1 представлена структурная схе15 ма регулируемого электропривода; на фиг. 2 — функциональная схема электропривода валковой машины.

Электропривод 1 содержит основной двигатель 2 и преобразователь 3 с системой управления электроприводом. Упругое звено 4 представляет собой вал ограниченной жесткости с установленным на нем датчиком 5 упругого момента. Упругое звено механически соединяет якорь двигателя 2 с

898579 подвижной частью рабочего механизма 6.

Для демпфирования крутильных колебаний в цепь между выходом датчика 5 упругого момента и входом системы управления электроприводом с преобразователем 3 включены последовательно соединенные блок 7 дифференцирования и блоки регулирования фазы 8 и амплитуды 9. Для повышения демпфирующей способности системы, а соответственно, и снижения динамических нагрузок в качестве электротормозного узла используется электрическая машина 10 с регулируемым источником 11 напряжения для питания обмотки возбуждения машины 10,а также датчик 12, регулятор 13 и блок 14 задания тока якоря машины 10; причем выход блока 14 задания тока соединен со входом регулятора 13, выход датчика 12 тока подкЛ1очен ко второму входу регулятора 13, а выход блока 9 регулирования амплитуды связан с третьим входом регулятора 13.

Система функционирует следующим образом.

При изменении сигнала задания скорости основного двигателя 2 или изменении момента сопротивления рабочего механизма

6 в системе возникают механические колебания. Они частично демпфируются с помощью известного блока коррекции, состоящего из последовательно включенных блока 7 дифференцирования и блоков регулирования фазы 8 и амплитуды 9 и подключенного входом к датчику 5 упругого момента, а выходом — ко входу электротормозного узла. Эффект демпфирования в рассматриваемой системе повышается за счет выполнения электротормозного узла в виде электрической машины 10 постоянного тока, подключенной параллельно якорю основного двигателя 2 и введения электрической связи между выходом блока 9 регулирования амплитуды и входом системы управления преобразователем 3. Сущность получаемого эффекта заключается в том, что в процессе механических колебаний у электрических машин 2 и 10 появляется разность скорости ЬМ, которая создает в их якорной цепи дополнительный электрический ток, в результате чего создается момент, демпфирующий механические колебания; кроме того, снижает колебения и сигнал, снимаемый с блока коррекции и подаваемый на вход системы 3 управления основного двигателя 2

На фиг. 2 в качестве примера приведена функциональная схема электропривода валковой машины с устройством демпфирования колебаний.

Регулируемый электропривод валковой машины состоит из двигателя 15 постоянного тока, тиристорного преобразователя 16, возбудителя 17 и системы регулирования скорости вращения двигателя, содержащей регулятор 18 тока двигателя, регулятор 19 скорости, интегратор 20, регулятор 21 тока возбуждения двигателя, регулятор 22 ЭДС

55 двигателя, датчик 23 тока двигателя, датчик

24 ЭДС двигателя, датчик 25 тока возбуждения двигателя, датчик 26 скорости вращения.

Упругое звено 27 представляет собой длинный вал ограниченной жесткости с установленным на нем датчиком 28 упругого момента.

Исполнительным механизмом 29 в системе являются валки валковой машины.

В качестве электротормозного узла используется машина 30 постоянного тока с регулируемым источником 31 напряжения, регулятором 32 тока и датчиком 33 тока.

Вал электродвигателя связан механически через вал с исполнительным механизмом.

Электрическая машина 30 жестко механически связана с валками исполнительного механизма 29. Кроме того, якорь электрической машины 30 подключен к якорю двигателя 15. Элементы системы регулирования скорости вращения двигателя соединены следующим образом. Вход интегратора 20 подключен к одному из выходов командного аппарата 34. Вход регулятора 19 скорости двигателя 15 подключен к выходам интегратора 20 и датчика 26 скорости двигателя 15. Вход регулятора 18 тока двигателя

15 подключен к выходу регулятора 19 скорости и к выходу датчика 23 тока двигателя. Выход регулятора 18 тока подключен ко входу тиристорного преобразователя 16, к выходу которого подключен якорь двигателя 15 и вход регулятора 22 ЭДС двигателя

15. На вход регулятора 22 ЭДС двигателя

15 подключены выход датчика 24 ЭДС двигателя 15 и второй выход командного аппарата 34. Ко входу регулятора 21 тока возбуждения подключен выход регулятора

22 ЭДС двигателя и выход датчика 25 тока возбу ждения двигателя 15. Вход возбудителя 17 подключен к выходу регулятора 21 тока возбуждения двигателя. Обмотка 34 возбуждения двигателя 15 подключена к выходу возбудителя 17. Второй вход регулятора 32 тока машины 30 связан с выходом командного аппарата 34 и с выходом датчика 33 тока. Выход регулятора 32 тока подключен ко входу регулятора 35 тока возбуждения, выход которого соединен со входом регулируемого источника 31 напряжения. Выход датчика 28 момента подключен к блоку 36 разделения сигналов по частоте.

Для упрощения полагается, что механические колебания имеют две основные частоты, поэтому узел коррекции выполнен двухканальным, в каждом канале имеются последовательно соединенные блок 37 дифференцирования и блоки регулирования фазы 38 и амплитуды 39. Выходы блоков 38 регулирования амплитуды обоих каналов подключены ко входу блока 40 суммирования сигналов выход которого связан со входом регулятора 18 тока двигателя, со входом регулятора 21 тока возбуждения и третьим

898579 входом регулятора 35 тока возбуждения электрической машины 30.

Использование изобретения в электроприводе валковой машины снижает динамические нагрузки, что значительно сокращает общее количество поломок механических деталей и деталей электрических машин и позволяет проводить дальнейшее повышение рабочих скоростей технологического процесса.

Формула изобретения

Устройство для демпфирования крутильных колебаний по авт. св. Хо 625547, отличающееся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок, оно дополнительно снабжено датчиком, регулятором и блоком задания тока электротормозного узла, причем электротормозной узел выполнен в виде электрической машины постоянного тока, якорная обмотка которой подключена параллельно якорной обмотке основного двигателя, выход блока задания тока электротормозного узла соединен с входом регулятора тока, выход регулятора тока электротормозного узла соединен с входом регулируемого источника напряжения, выход датчика тока соединен со вторым входом регулятора тока о электротормозного узла, а выход блока регулирования амплитуды связан с входом системы управления основного двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 625547, кл. H 02 P 5/00, 1976.

898579

Составитель Е. Перемыслова

Редактор М. Петрова Техред А. Бойкас Корректор А. Гриценко

Заказ 11966/73 Тираж 718 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4