Устройство для моделирования привода

(54)(57) УС НИЯ НРИВОДА,рования ско ненный в ви тора, двига нематически зователя уг ТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДКЛИРОВАсодержащее блок модели- рости двигателя, выполде суммируемего пнтегратель, выход которого кисвязан с входом преобрала поворота вала двигасудАРствекный комитет сссР0 делАм иЗОБРетений и ОткРьтий 3640033/24- 08.09.83 07.02,85. Б В,В,Кочергю 681. 333 (088 1. Авторско 221, кл. С Авторское 607, кл. Сотип). Ф 1: Ателя в напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интегратора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход заданич момента нагрузки которого соединен с вторым входом суммирующего интегратора, о т л й ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен блбк моделирования. влияния тока якоря двигателя, выполненныйв виде сумматора, выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства .соединен с первым входом сук 1 атора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для воспроизведения динамических характеристик при испытаниях приводов. 5Известно устройство для динамического моделирования нагрузок силовых следящих приводов, содержащее привод, гидродвигатель, блок стабилизации давления, следящую систему 10 и блок управления 1.Недостатками этого устройства являются большая потребляемая мощность, сложность.и невоспроизводимость импульсиых воздейстний.15Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования приводов, содержащее блок моделирования скорости двигателя, выполненный в виде 20 суммирующего интегратора, двигатель, выход которого подключен к входу преобразователя угла поворота вала н напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интег ратора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторым входом суммирующего З 0 интегратора, третий вход которого соединен с выходом масштабного усилителя 23.Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения динамических и энергетических процессов в привоДе. Цель изобретения - повьшение точности воспроизведения динамических и энергетических процессов в приводе, 40Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок моделирования скорости двигате-. ля, выполненный в виде суммирующего интегратора, двигатель, выход кото рого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двигателя н напряжение, выход которого соединен с первым входом су 4 мирующего интегратора, выход которого 50 подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход задания момента нагрузки кото" рого соединен с вторым входом сум" мирующего интегратора, введен блок 55 моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в ниде сумматора, выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.На 1 иг. 1 представлена функциональная схема:, предлагаемого устройства, на Лиг. 2 и 3 - структурные схемы устройства.Устройство содержит блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в виде сумматора 1, двигатель 2, преобразователь 3 угла поворота вала в напряжение, блок моделирования скорости двига,теля, выполненный н виде суммирующего интегратора 4, и масштабный усилитель 5.Устройство работает следующим образом.Сумматор 1 и двигатель 2 - реальные элементы испытываемого или мо"делируемого привода.На Лиг. 2 изображена структурная схема предлагаемого устройства, где К - коэЯициент усиления сумматора 1 К и С - сопротивление обмотки) Я.якоря и машинная постоянная двигателя 2 соответственно, К - крутизна преобразователя 3, Т - постоянная времени интегратора 4, К- коэФициент усиления масштабного усилителя 5, У - сигнал управления, Ии - момент нагрузки, Бя, 1 я и Й - нап-, ряжение, ток и скорость двигателя соответственно.На Аиг. З,приведена структурная схема незаторможенного двигателя 2. Чтобы структурные схемы предлагаемого устройства (Лиг, 1) и двигателя (Лиг. 3) были эквивалентны, коэффициенты передачи их замкнутых контуров должны быть равны:С 4, ИС И2Я Э й Т откуда коэЯициент усиления масштабного усилителя 5 равенК= СфКЭ, (1)где 1 - момент инерции привода,приведенный н валу двигателя,Работа устройства заключается ввоспроизведении динамических процессов в реальном масштабе времени,происходящих н реальном приводе,Ф1138 814 3подверженном воздействиям У и И.При этом, если параметры устройствавыбраны по соотношению(1), то оновоспроизводит реальный ток двигателя и выходное напряжение интегратора4, соответствующее в принятом масштабе текущей скорости двигателя 2,что позволяет использовать его дляиспытания привода и как элемент модели следящей системы. Устройствов обоих случаях работает одинаковои отличается лишь целевым назначением, климатическими условиями проведения работ и перечнем регистрируемых параметров, Так, основное назначение устройства как модели заключается в воспроизведении функцииД уэ НЦелью испытаний является проверкатеплового режима, долговечности,надежности и других эксплуатационныххарактеристик двигателя и усилителяпри воспроизведении ими реальноготока якоря 1 при одновременномвоспроизведейии указанной Функции 25Я, = ГО 3, м),Я первом базовом объекте моментнагрузки испытываемого привода воспроизводится Физически с помощьюнагрузочного привода. Преимуществопредлагаемого устройства по сравнению с базовым - отсутствие необходимости в нагрузочном стенде, в эконоНИИПИ Заказ 29 аж 710 Подписно филиал ППП "Патент", Ужгород. ул, Проекты мии электроэнергии, в снижении уровня звукового шума при работе, в возможности воспроизведения любого, в том числе - импульсного закона изменения момента нагрузки.Второй базовый объект не имеет недостатков первого, но его можно использовать только для испытания муфтовых приводов с пониженной скоростью вращения ведущего вала, а для приводов с двигателем постоянного тока практически невозможно, так как в заторможенном двигателе из-эа отсут-, ствия противо-ЭДС по обмотке якоря текут пусковые токи. Действие обратной связи, введенной в предлагаемом устройстве с выхода интегратора на вход сумматора, эквивалентно действию противо-ЭДС двигателя. Это позволяет моделировать и испытывать приводы с двигателем постоянного тока с укаэанными по отношению к первому базовому объекту преимуществами.Таким образом, основной э 4 к 5 ект предлагаемого устройства заключается в возможности моделирования момента нагрузки двигателя постоянного тока средствами аналоговой техники при точном воспроизведении тока якоря, что по сравнению с базовыми объектами дает экономию электроэнергии, пропорциональную мощности привода, и расширяет область его применения,