Электропривод

(51)4 Н 02 Р 5/О ЕНИЯВТОРСК иал Московскоого института 8.8) ьство СССР 00, 1978. ектротс пользова Ф и электроГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗО СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение отностехнике и может быть идля регулирования скор,ЯО 13907 двигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей электропривода путем обеспечения его работы при изменении жесткости механической передачи, Устройствосодержит блок 13 измерения жесткости,а узел коррекции 9 включает модель10 механической части электропривода,блок 11 сравнения и дифференцирующийблок 12, Выход блока 13 измеренияжесткости подключен к входу блока 11сравнения. В электроприводе обеспечивается демпфирование колебаний вэлектромеханической системе при переменной жесткости упругого элемента.3 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам может быть использовано в электроприводах в горной, текстильной, химической промышленности (выемочные машины, драги, экскаваторы и т.д,), содержащих упругую механическую передачу, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. . 790090. 1 ОЦель изобретения - расширение функциональных возможностей электро- привода путем обеспечения его работы При изменении жесткости механической передачи. 5Иа фиг,1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг.2 функциональная схема модели механической части; на фиг.З - один из вариантов выполнения блока измерения 20 жесткости.Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, якорь которого через упругий элемент 2 с переменной жесткостью связан с механиз мом 3. Якорь электродвигателя 1 присоединен к регулируемому источнику 4 напряжения. Система управления электроприводом содержит регулятор 5 Частоты вращения, подчиненный ему ре гулятор 6 тока, датчики тока 7 и частоты вращения 8, выходы которых присоединены к соответствующим входам регуляторов тока 6 и частоты вращения 5, и узел 9 коррекции, Узел 935 коррекции включает модель О механической части электропривода, блок 11 сравнения и дифференцирующий блок 12. На вход модели 10 механической части электропривода подключены вьгходы датчика 7 тока и блока 13 измерения жесткости упругого элемента, а выход модели 1 О подсоединен к одному из входов блока 11 сравнения, другой вход которого подключен к выходу датчика 14 упругого момента, а выход блока 11 сравнения через дифференцирующий блок 12 подключен к входу регулятора 5 частоты вращения и входу регулятора 6 тока.Модель механической части электро 50 привода (фиг.2) включает последовательно соединенные модель 15 подвижной части электродвигателя, состоящую из последовательно соединенных элемента 16 сравнения и первого ин 55 тегратора 17, модель 18 редуктора и и вала (упругого элемента) и модель подвижной части механизма. Модель 18 вала и редуктора (упругого элемента) составлена из блока 19 сравнения и параллельно соединенных пропорционального усилителя 20 и цепи из последовательно включенных блока 21 перемножения и интегратора 22, при этом выход блока 19 сравнения подключен к пропорциональному усилителю 20 и одному из входов блока 21 перемножения, второй вход которого соединен с выходом блока 13 измерения жесткости. Модель подвижной части механизма выполнена в виде интегратора 23. Блок 13 измерения жесткости упругого элемента применительно к электроприводу выемочного комбайна содержит .блок 24 контроля положения комбайна, блок 25 деления и источник 26 опорного сигнала.Модель 10 механической части электропривода может быть реализована на операционных усилителях, при этом блоки 16 и 19 сравнения реализуются пропорциональными звеньями с коэффициентами передачи, равными единице. Интегратор 17 реализуется интегрирующим звеном с передаточной функцией 1= 1/Т , Р, интегратор 22 - интегрирующим звеном с передаточной функ 1цией 4 = -- интегратор 23 - интегРрирующим звеном с передаточной функцией М = 1/ТР, усилитель 20 - пропорциональным звеном с коэффициентом В, где постоянные интегрирования1,2 цпн,ТМн1 .2 ГпТм Мнгде 1, - момент инерции электродвигателя;1 - момент инерции механизма;и - номинальная частота вращенния;М - номинальный момент",В - коэффициент характеризующийвнутреннее трение в передаче.Передаточная функция последовательно соединенных блока 21 перемножения и интегратора 22 модели упругого звена имеет видФСИ =Р 3причем жесткость С упругого элемента зависит от сигнала фактической жесткости, измеряемой блоком 13 измерения жесткости упругого элемента.Передаточная функция модели 18 упругого элемента соответствует5Ту Р+1 2 йп СТсР 1 Ч 20 где Т=В/С - постоянная вязкости упругого звена; 10Тс=- постоянная упругостизвена, но с переменнымпараметром С, определяемым фактической жесткостью упругого элемента 2.Электропривод работает следующим образом.При появлении сигнала У на выходе регулятора 5 частоты вращения электродвигателя появляется сигнал задания тока, поступающий на регулятор 6 тока. Сигнал с выхода регулятора 6 тока увеличивает напряжение регулируемого источника 4, подавае мое на якорь электродвигателя 1 постоянного тока, до заданного значения. Электродвигатель 1 разгоняется и через упругий элемент 2 приводит во вращение подвижную часть исполнитель-З 0 ного механизма 3. Выходные сигналы с датчиков 7 тока и датчика 8 частоты вращения поступают, соответственно, на входы регулятора 5 тока и регулятора 6 частоты вращения и обеспечивают стабилизацию заданных значений тока и частоты вращения электро- привода в переходных и стационарных режимах. При возникновении упругих колебаний в двухмассовой механической системе, состоящей из подвижных частей электродвигателя 1 и механизма 2, с датчика 14 упругого момента сигнал поступает на один вход блока 11 сравнения, а на другой его вход поступает сигнал с выхода модели 1 О механической части электропривода с желаемым характером переходного процесса, на которую подается сигнал с датчика 7 тока. Сигнал с выхода блока 11 сравнения, пропорциональный50 разности его входных сигналов, через дифференцирующий блок 12 поступает на вход регулятора 6 тока и на вход" регулятора 5 частоты вращения и демпфирует колебания.При изменении жесткости упругого элемента 2 сигнал с выхода блока 13 измерения жесткости изменяет коэффициент передачи в передаточной функпии модели 18 упругого элемента пропорционально жесткости упругого элемента и тем самым обеспечивает сигнал на выходе модели 10, соответствующий фактической жесткости упругого элемента. Сигнал с выхода блока 24 контроля положения подается на вход блока 25 деления, на другой вход которого подается сигнал с источника 26, пропорциональный величине известной постоянной Е Б (Е - модуль упругости рабочей ветви тяговой цепи, Я - сечение цепи), Так как сигнал на выходе блока 24 контроля положения пропорционален длине рабочей ветви цепи Ь Б, то на выходе блока 25 деления сигнал пропорционален жесткости упругого элемента, выполненного, например, в виде цепи, т.е.Е,БЛабораторные исследования устройства для демпфирования колебаний в электроприводе с упругой связью между двигателем и механизмом при переменной жесткости упругой связи применительно к электроприводу перемещения выемочного комбайна показали эфФективность демпфирования механических колебаний в реальном диапазоне изменения жесткости упругой связи от 4 10 до 40 10 Н/м. Электропривод сохраняет быстродействие и простоту, обеспечивая эффективное демпфирование колебаний в электромеханической системе, при переменной жесткости упругого элемента.Введение в электропривод блока измерения жесткости и выполнение модели упругого элемента согласно изобретению позволило учесть в модели механической части электропривода изменение фактической жесткости упругого элемента и по сравнению с известным электроприводом, в котором схема демпфирования колебаний при переменной жесткости неработоспособна, расширить область применения изобретенйя за счет применения электропривода с переменной жесткостью упругого элемента.Ф о р м у л а изобретенияЭлектропривод по авт.св.11 790090,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,,Да ираж 583 аз 1781 исн НИИПИ Г комитета СССРоткрытий кая наб., д, 4/ дарственноизобретений Ж, Ра ела оск1303 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проектная,с целью расширения функциональныхвозможностей злектропривода путемобеспечения его работы при изменениижесткости механической передачи, внего введен блок измерения жесткости, а модель редуктора и вала составлена из блока сравнения и параллель"но соединенных пропорционального усилителя и цепи из последовательновключенных блока перемножения и интегратора, при этом выход блока сравнения подключен к пропорциональномуусилителю и одному из входов блокаперемножения, второй вход которогосоединен с выходом блока измеренияжесткости.