Электропривод с подчиненным регулированием параметров

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК: 8012972 511 4 Н 02 Р 5/06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3833340/24-07 (22) 02,01,85 (46) 15,03,87. Бюл. Р 10 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В,В.Аржаков, А.Е,Лапа и В,С.фадеев (53) 62-83:621.314,5 (088.8) (56) Комлев В.П., Евстигнеева А.А., Малафеев С,И. Исследование модели электропривода постоянного тока с нагрузкой типа сухое трение, - Изв, вузов, Приборостроение, 1983, У 7, с, 33-36,Башарин А,В Новиков В.А., Соколовский Г,Г. Управление электроприводами. Учебное пособие для вузов, Л.: Энергоиздат, 1982, с, 224-226,Тетельбаум И М Шнейдер Ю,Р, 400 схем для АВМ. Энергия, 1978, с, 169, схема 6-5-2,(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов широкорегулируемых электроприводахметаллорежуших станков, Расширениедиапазона регулирования скоростиобеспечивается за счет введения дополнительного сигнала в прямую цепьрегулирования. При поступлении навход системы электропривода управляющего воздействия другой полярностипроцесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, чтовыходной сигнал релейного элемента8 размыкает ключ 12 и замыкает ключ13, тем самым обеспечивается подключение выходно,"о сигнала инвертора 11 к выходу регулятора 2 тока вфазе с выходным напряжением регулятора 1 скорости, 1 ил,02 2тока, Внешний контур регулированияскорости электродвигателя 1 состоитиз ПИ регулятора скорости, датчика6 скорости, при этом выходное напряжение ПИ регулятора 4 скорости является задающим для внутреннего токового контура,1На вход системы подается управляющее воздействие в виде задания нарезкое увеличение скорости двигателя.Задающий сигнал поступает на входПИ регулятора 4 скорости. На негоже поступает сигнал отрицательнойобратной связи по скорости электро"двигателя 1, формируемого при помощидатчика 6 скорости ПИ регулятор 1скорости воспринимает отклонениескорости электродвигателяот заданного значения и под действиемэтого рассогласования меняется выходное напряжение ПИ регулятора 4 скорости. Появление на входе ПИ регулятора 4 скорости напряжения приводит к подаче на вход ПИ регулятора 5тока сигнала задания на величину изнак тока якоря электродвигателя 1.При этом на другой вход ПИ регулятора5 тока поступает с датчика 7 токаякоря сигнал отрицательной обратной .связи по току. Одновременно сигнал сдатчика 6 скорости поступает на входвыпрямителя 9, выходной сигнал которого формирует на выходе формирователя1 О специально подобранную зависимостьмомента сухого трения от скорости,при этом инвертор 11 осуществляет инвертирование выходного сигнала формирователя 10 для получения противоположной полярности. Релейный элемент8 фиксирует момент перехода задающего сигнала через нуль и осуществляеткоммутацию ключевых элементов 12 и13 таким образом, что выходной сигнал релейного элемента 8 положительной полярности замыкает ключевой элемент 12 и размыкает ключевой элемент13, а сигнал отрицательной полярности наоборот размыкает ключевой элемент 2 и замыкает ключевой элемент13. В этом случае. выходной сигналформирователя 10 подключается к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным сигналом ПИ регулятора 4скорости как задание на ток якорядвигателя. Это сразу приводит к подаче на вход контура тока сигнала самплитудой, достаточной для созданиядвигателем момента, равного моменту 2972 Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению автоматизированными электроприводамипостоянного тока, и может быть использовано в широкорегулируемыхэлектроприводах подач металлорежу-щих станков с позиционными и скоростными. режимами управления,Цель изобретения - расширениедиапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу.На чертеже приведена схема предлагаемого электроприводаЭлектропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подкпюченный к вентильному преобразователю2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 3 скорости, регулятор 4 скорости и регулятор 5 тока с подключен-ными к их входам соответственно датчиками скорости 6 и тока 7, а такжерелейный элемент 8, вход которогоподключен к выходу задатчика 3 скорости, В электропривод введены последовательно соединенные выпрямитель 9формирователь 10 характеристики момента сухого трения и инвертор 11,управляемые ключевые элементы 12 и13, управляющие входы которых объе-,динены и подключены к выходу релейного элемента 8, при этом вход вып-.рямителя 9 соединен с выходом датчика 6 скорости, исполнительнаяцепь ключевого элемента 12 включенамежду выходом формирователя 10 характеристики момента сухого трения ивходом регулятора 5 тока, а исполнительная цепь ключевого элемента 13 -между выходом инвертора 11 и входомрегулятора 5 тока.Электропривод работает следующим 45образом.Силовая часть электропривода -реверсивный вентильный преобразователь 2, электродвигатель 1 и управляющая часть в виде пропорционально ринтегрального регулятора 5 тока, навходе которого сравнивается сигнал,поступающий с выхода датчика 7 токаякоря, преобразующего сигнал от шунта цепи электродвигателя 1, и сигнал, поступающий с выхода пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора 4 скорости, образуют внутренний подчиненный контур регулирования1297 Составитель В.Кузнецова Техред М;Ходанич Корректор Л.Пилипенко Редактор Ю.Середа Заказ 793/60 Тираж б 61 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 тПроизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 сухого трения, а с этого момента двигатель начинает вращаться в направлении, определяемом полярностью задающего сигнала.Ключевой элемент 12 остается замкнутым, а ключевой элемент 13 разомкнутым до тех пор, пока не изменится полярность задающего сигнала. Такое введение дополнительного сигнала в прямую цепь регулирования обеспечи вает повьппение точности компенсации нагрузки типа сухого трения, нелинейно зависящего от скорости двигателя .во всем диапазоне регулирования скорости. Причем величина дополни тельного сигнала, передаваемого на вход регулятора тока, регулируется в функции скорости вращения двигат теля, При поступлении на вход системы электропривода управляющего воздейст вия другой полярности процесс регулирования скорости повторяется с той лишь разницей, что выходной сигнал релейного элемента 8 размыкает ключевой элемент 12 и замыкает ключевой 25 элемент 1.3, тем самым обеспечивается подключение выходного сигнала инвертора 11 к входу ПИ регулятора 5 тока в фазе с выходным напряжением ПИ регулятора 4 скорости. 30Введение указанных блоков идополнительных связей позволяет точно скомпенсировать влияние момента сухого трения, зависящего от ,скорости вращения двигателя, что приводит к существенному уменьшению неравномерности скорости вращения на малых скоростях и позволяет расширить диапазон регулирования скорости и обеспечить устойчивую работу 40 электропривода во всем диапазоне регулирования скорости и нагрузок,202 4Таким образом, применение предлагаемого электропривода с подчиненным регулированием параметров в механизмах подач металлорежущих станков приводит к улучшению качества обработки деталей за счет уменьшения ошибки позиционирования. Формула изобретения Электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, регулятор скорости и регулятор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками скорости и тока, а также релейный элемент, вход которого подключен к выходу задатчика скорости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости путем уменьшения неравномерности вращения электродвигателя с моментом сухого трения на валу, в него введены пос ледовательно соединенные выпрямитель, формирователь характеристики момента сухого трения и инвертор, и два управляемых ключевых элемента, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу релейного элемента, при этом вход выпрямителя соединен с выходом датчика скорости исполнительная цепь первого ключевого элемента включена между выходом формирователя характеристики момента сухого трения и входом регулятора тока, а исполнительная цепь второго ключевого элемента - между выходом инвертора и входом регулятора тока.