Электропривод с подчиненным регулированием параметров

(19) (11) 9 15 4 Н 02 Р 5/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ регуом то- дат) 7, тчик вено ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(53) 62-83:621.314,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 743148, кл. Н 02 Р 5/16, 1969.Авторское свидетельство СССР У 811470, кл. Н 02 Р 5/06, 1979.Авторское свидетельство СССР У 813645, кл . Н 02 Р 5/06, 1979. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОДЧИНЕННЬК РЕГУЛИРОВАНИЕ 1 ПАРА 11 ЕТРОВ(57) Изобретение относится к электро технике и используется для управления электроприводами механизмов. Цель изобретения - улучшение динамических показателей электропривода по управляющему воздействию за счет расширения полосы пропускания частот. Электропривод с подчиненным регулированием параметров содержитэлектродвигатель (ЭД) 1, преобразователь 2, систему управления слятором скорости 3 и регуляторка (РТ) 4, датчик скорости 5 ичик тока 6, блок сравнения (БСпороговый элемент (ПЭ) 8, задаскорости 9, дифференцирующее з10, При возникновечии большой динамической ошибки сигнал на входе БС 7превышает порог срабатывания ПЭ 8.Чембольше величина рассогласования поскорости вращения, тем больше коэффициент усиления усилителя (У) 11.Введение У 11 и поступление усиленного сигнала на вход РТ 4 приводят к повышению быстродействия при обработкезадающего сигнала и расширениюполосы пропускания частот . Этопозволяет повысить сигнал задания на ток двигателя иуменьшить динамические характеристики ЭД 1. 2 ил.12Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляуправления электроприводами механизмов подач металлорежущих станков.Целью изобретения является улучшение динамических показателей электропривода по управляющему воздей.ствию за счет расширения полосы пропускания частот электропривода.На фиг,1 изображена блок-схемаэлектропривода с подчиненным регулированием параметров, на фиг.2 - характеристика порогового элемента.Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, систему управления с последовательновключенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости 3 итока 4, к входам которых подключенысоответственно выходы датчиков скорости 5 и тока б, и последовательновключенные блок 7 сравнения и пороговый элемент Я,при этом входы блока7 сравнения подключены к выходам датчика 5 и задатчика 9 скорости, идифференцирующее звено 10, а такжеусилитель 11 с переменным коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу регулятора 4 тока,вход соединен через дифференцирующее звено 10 с задатчиком 9 скорости, а управляющий вход подключен квыходу порогового элемента 8.Электропривод с подчиненньпд регу"пированием параметров работает следующим образом.Последова.е:дьное соединение регулятора 3 скорости регулятора 4 тока, преобразователя 2, электродвигателя 1 с датчиками тока б и скорости 5 образует систему подчиненного регулирования параметров,При посгуплении на вход регуля -тора 3 скорости сигнала задания отзадатчика 9 скорости электроприводотрабатывает рассогласование междуэтим сигналом и сигналом обратнойсвязи от датчика 5 скорости, На входрегулятора 4 тока поступает сигналс выхода регулятора 3 скорости,сигнал с датчика 6 тока и сигнал, пропорциональный производной от задающего сигнала, который поступает через дифферепцирующее звено 10 иусилитель 11 с перемецньм коэффициентом усиления, Причем данным сигна.лом образуется положитеди ная парал -лельная связь. Величина коэффициен 39819 2 1 О 20 2.) 30 3.1 4 О -15 5 О 55 та усиления усилителя 11 и соответственно величина производной от задающего сигнапа регулируется в функции ошибки регулирования в электроприводе, которая формируется олоком 7 сравнения и пороговым элементом 8.В режиме, когда динамическая ошибка в электроприводе мала и переходная характеристика по скорости совпадает с. заданной, сигнал рассогласования по скорости на выходе блока 7 сравнения недостаточен для срабатывания порогового элемента Я (фиг.2). При этом на управляющий вход усилителя 11 с переменным коэф. фициецтом усиления сигнал не поступает и усилитель 11 имеет малый коэффициент усиления. Сигнал, пропорциональный производной от задающего сигнала, на вход регулятора 4 тока также не поступает.Злектропривод отрабатывает рассогласование с заданием на ток, поступающим только с выхода регулятора 3 скорости. 1 ри больших сигналах рассогласования по скорости, когда в электропривсде возникает большая динамическая ошибка, сигнал на выходе блока 7 сравнения превышает порог срабатывания горогового элемента 8, который своим выходным сигналом увеличивает коэффициент усиления усилителя 11, При этом осуществляется подача сигнала, пропорционального производной от задающего сигнала,через дифференцирующее звено 10 и усилитель 11 на вход регулятора 4 тока, как положительной параллельной связи, Тем самым происходит увеличение сигнала задания на ток электродвиателя и происходит форсировка переходных процессов в электроприводе. При этом данный электропривод приобретает свойства инвариантности по управляющему воздействию, Величина продьфс 1 реренцированного сигнала от задатчика скорости 9, поступающего на вход регулятора 4 тока, зависит от величины рассогласования на выходе блока 7 сравнения, Чем больше величина рассогласования по скорости вращения (ошибка регулирования),тем больше и коэффициент усиления усилителя 11 Г этом случае увеличивается сигнал, пропорциональный производной от задающего сигнала, который как параллельная положительная связь посдупает на вход регулятора-4 ор ОпоР ВНИИПИ Заказ 3405/54 Тираж 631 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12 тока. При этом осуществляется форсировка переходного процесса в электроприводе.Так, при гармоническом задающем сигнале эффективность (улучшение динамических показателей) устройства в электроприводе существенно увеличивается. Объясняется это следующим . При гармоническом входном сигнале в электроприводе при увеличении частоты этого сигнала, на выходе дифференцирующего звена 10 сигнал резко возрастает и при больших ошибках регулирования по скорости вращения также резко увеличивается коэффициент усиления усилителя 11. При этом сигнал с выхода усилителя 11, усиленный в несколько раз, поступает на вход регулятора 4 тока, что приводит к повышению быстродействия при отработке гармонического задающего сигнала и расширению полосы пропускания частот. Причем, чем выше частота задающего сигнала, тем выше и сигнал на выходе дифференцирующего звена 10. При равных ошибках регулирования по скорости коэффициент усиления усилителя 11 одинаковый, а сигнал на выходе усилителя 11 возрастает. Это приводит к повышению сигнала задания на ток двигателя и к повышению быстродействия при отработке гармонического сигнала.1 Таким образом, осуществляется улучшение динамических характеристик электропривода по управляющему воздействию. Применение предлагаемого электропривода с подчиненным регулированием параметров в производственных механизмах приводит к повышению их производительности. Например, в механизмах подач металлорежущих станков с ЧПУ повышается производи- . тельность труда за счет сокращениявремени, затрачиваемого на обработкудеталей, которое сокращается засчет улучшения динамических свойствэлектропривода, а именно за счетувеличения полосы пропускания частот электропривода. Резко повышаетсяпроизводительность труда при обработке деталей со сложной конфигура О цией в связи с тем, что электропривод подачи станка постоянно работает в динамических режимах,;при ко -торых предлагаемый электроприводимеет лучшие показатели. 15 Формула изобретения Электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащийэлектродвигатель, подключенный крегулируемому преобразователю, систему управления с последовательновключенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости и тока, к входам которых подключены соответственно выходы датчиков скорости и тока, последовательно включенные блок сравнения и пороговый элемент, при этом входы блока сравнения подключены к выходам датчика изадатчика скорости, и дифференцирующее звено, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшениядинамических показателей электропривода по управляющему воздействию за счет расширения полосы пропускания частот, в него введен усилитель с переменным коэффициентомусиления, выход которого подключен 40к входу регулятора тока вход сое 9динен через дифференцирующее звенос задатчиком скорости, а управляющий вход подключен к выходу порогового элемента,