Цифровой следящий электропривод

ОПИСАпИЕизОБРеп:сия 6560 Сеоэ Сфветскма Соцкавнсткческнк Республик(23) Приоритет С 05 В 19 Государст еенный комитеГГГРделам изобретенийи открытий ДК 621.503.55 (088.8) 79, Бюллетень М 1я описания 0504.79 публиковано 05 Дата о ованВ.С.Васильев, Ю.В.Найдин, Э,Л.Тихо Л.П.Бейлин, А.Г.Розинов, А.В.Пальц В.В.Васильев, В.И.Криворук, В,Я.Ва ете о Знамени экспериментальны институт металлорежущих радский электромеханическиОрдена Трудового Краснонаучно-исследовательскистанков (ЭНИИС) и Ленинзавод 1) Заявители ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Наиболее близкимкием к предложенномуляется цифровой слевод,. который частичзанные недостатки,систему цифрового блтока (2,. техническим реше изобретению явяший электропри" б устраняет укапутем вв еде гги г 1 ока ограничителя егоани- лед- троигат воз- реобладаследствие тирис Изобретение относится к области систем автоматического регулирования и,в частности, может быть использовано в устройствах числового программногс. управления металлорежущими станкамиИзвестна система цифрового следящего привода перемещения рабочих ор" ганов станка, в которой управляющие сигналы по положению и скорости вырабатываются в цифровом виде, что дает ряд преимуществ, например, высокую точность и стабильность характеристик регулирования по сравнению с аналоговыми следящими приводами 11Однако существующие цифровые приводы имеют ряд недостатков:жесткая непереналаживаемая струк тура регулятора не позволяет получить удовлетворительные динамические характеристики во всем диапазоне скоростей и не позволяет переводить привод из следящего в регулируемый режим, что является необходимым условием при переходе от контурной обработки к позиционированию;приводы данного типа неют достаточной надежностью внедостаточной защиты силовыхторов от сбоев в регуляторе,Он состоит из блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумма.ора и последовательно соединенные преобразователь код-фаза, блок силовых тиристоров, двигатель, датчик и преобразователь фаза-код, подключенный к третьему входу первого сумматора. Однако этот привод имеет неудовлетворительные статические и динамические характеристики,что сужаетфункциональные возможности и огрчивает область его применения всствие малого быстродействия элекф привода;нелинейности,присущей двлю, блоку силовых тиристоров; неможности перевода из следящего вгулируемый релим; недостаточной надежности электропривода, так как инем отсутствует разделение частотработы цифрового регулятора и преобразователя код-фаза.Целью изобретения является увеличение точности и надежности устройства.указанная цель достигается тем, что в устройство введены синхронизатор, генератор импульсов и последовательно соединенные первый интегратор, второй сумматор, второй интег-. ратор, ограничитель тока и третий сумматор, причем, первый вход перво го интегратора соединен с выходом первого. сумматора, второй выход блока управления соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого присоединен к третье му входу первого сумматора, к четвертому входу которого подключен генератор импульсов, третий вход блока управления соединен со вторыми входами первого и второго интеграторов, четвертый выход блока управления соединен со нторым входом второго сумматора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, пятый выход блока управления присоединен к третьему входу второго интегратора, а шестой н седьмой выходы блока управления подключены соответственно ко вторым входам третьего сумматора и ограничителя тоха, выход которого соединен с перным входом преобразона теля код-фаза, второй вход которого через синхронизатор подключен к выходу блока силовых тиристоров.Блок-схема цифрового следящего электропривода представлена на черте же аПредлагаемый цифровой следящий электропринод содержит блок управления 1, блок , содержащий сумматоры 3,5 и 7,интеграторы 4,6,ограничитель 40 тока 8, преобразователь код-фаза 9, блок силовых тиристоров 10, двигатель 11, датчик 12 (например, поворотный трансформатор, индуктосин и т.п.), преобразователь фаза-код 13, 45 синхронизатор 14, генератор импульсов 15.Работает электропривод следующим образом.Цикл вычислений начинается по сигналу генератора 15. При этом сумматор 3 вычисляет величину%1 п К 1(ХЭоА.п Хосп)где ХэцП - код скорости в и-ом цикле, поступающий с ньжода 16 блока управ.ленйя 1 уХ и - код обратной связи н и-омцикле, поступающий с выхода преобразователя 13 и являющийся приращением пути за один цикл вычислений; бО К 1 - константа, задаваемая блоком управления с выхода 17, определяющая добротность следящего электропривода, 65 На выходе интегратора 4 в и-ом цикле вычислений поянляется величина 2 п 2 п2 1 пфгде Сап.- выходная величина интегратора 4 в (и)-ом цикле;К 2- константа, задаваемая блоком управления с выхода 18, зависящая от выбранной частоты генератора 15.Сумматор 5 вычисляет величинуэп 2 п Хосп Кз Хэаь.пгде Кэ - константа, задаваемая блокомуправления с выхода 19, определяющаямэру компенсации скоростной ошибкипривода.Интегратор б вычисляет величину4 п = (Ъ 4.-+ КгЪп)Ъ где оп - выходная величина интегратора 6 в (и) -ом цикле;К 4 - константа, задаваемая блоком управления с ныхода 20 и определяющая коэффициент усилия интегрального канала регулятора в скоростном контуре привода,В огРаничителе тока 8 04 п сРавнивается с константой 9 Р которая вводится из блока управления с выхода 21 и определяет максимально допустимое напряжение в якорной цепи двигателя. Наименьшая по модулю величина поступает на вход сумматора 7 с выхода 22 со знаком величины 04 п. Обозначим величину в канале 23 - У4 пНа выходе сумматора 7 образуется сигнал в соответствии с выражениеми 3 пР . и 4, + К 6эягде К 6 - константа, задаваемая блокомуправления по каналу 23, определяющая коэффициент усилия пропорциональности канала регулятора скоростногоконтура привода,В ограничителе 8 также сравниваются величины пР и 09 пр.майс Наименьшаяпо модулю величина поступает с выхода 24 со знаком 1,пр,Синхронизатор 14 формирует импульсодин раз за период частоты питаниякаждого иэ силовых тцристоров, Преобразователь код-фаза 9 формирует другой импульс, сдвинутый относительноимпульса синхронизатора на время,пропорциональное коду, поступающемус выхода 24. Импульсы с выхода преобразователя 9 зажигают поочередно силовые тиристоры привода, Код выхода24 изменяется с частотой генератора15, которая может быть ниже частотыимпульсов на выходе синхронизатора.Сбой в работе цифрового регулятора,н результате которого не происходитизменения кода с выхода 24, не можетпривести к повреждению тиристоров,так как поступление зажигающих импульсов в этом случае не прекращается656026 Формула изобретения Предлагаемый следящий электрапривод является следящим без компенсации скоростной ошибки, если Кз= 01следящим с компенсацией скоростнойошибки, если КЗФ О. Привод переводится в регулируемый режим, если К 1 Ои К 1 О. Если константы К 4, К 6 йеравны нулю, то регулятор скоростного контура является пропорциональноинтегральным. Если К 4: О, КО, торегулятор пропорциональный, еслиК 4 фО; К О та регулятор интегральный. Изменение коэффициентов К 1,К, К 4, К 6 приводит к изменению динамических характеристик привода.Изменяя частоту генератора 15 исоответственно величину К, можнотакже изменить динамические характеристики привода с одной стороны, ас другой - выбрать приемлемое времязагрузки вычислительного к омплекса.Основной технико-экономическийэффект ат внедрения даннога типа цифравога электрапривада в устройствахЧПу заключается в увеличении скорости быстрого хода Па координатам подач станка без повышения производительности цифрового регулятора аповышение точности обработки деталейза счет улучшения динамических характеристик и повышения надежности работы привода из-за наличия разделениячастот работы регулятора и преобразователя код-фаза,ЦиФровой следящий электропривад, содержащий блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственна с первым и вторим входами первого сумматора и последовательно соединенные преобразователь код-фаза, блок силовых тиристоров,двигатель, датчик и преобразовательФаза-код, подключенный к третьемувходу первого сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения точности и надежности 5 устройства в него введены синхронизатор, генератор импульсов и последовательно соединенные первый интегратор, второй сумматор, второй интегратор, ограничитель тока и третий 10 сумматор, причем первый вход первогоинтегратора соединен с выходом первого сумматора, второй выход блокауправления соединен с третьим входомвторого сумматора, четвертый вход ко тораго присоединен к третьему входупервого сумматора, к четвертому входу которого подключен генератор импульсов, третий выход блока управления соединен са вторыми входами первого и второго интеграторов, четвертыйвыход блоха управления соединен савторым входом второго сумматора выход которогэ подключен к третьемувходу третьего сумматора, пятый выход блока управления присоединен к 2 третьему входу второго интегратораа шестой и седьмой выходы блока управления подключены соответственно кавторым входам третьего сумматора иограничителя тока, выход которого со- ЗО единен с первым входом преобразователякод-фаза, второй вход которага черезсинхронизатор подключен к выходу блока силовых тиристоров. 35 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент США 9 2.244.201,.кл. О 05 В 19/ОО, 1965.2. Авторское .свидетельство СССР40 Р 417770 к кл, 6 05 В 19140 к 1974.Равв едакт яшк ПодписноССР Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 акаэ 1517/37 ЦИИИПИ Госу по делам 113035, Москва, Составитель Ы.БелинковаТехред Л.Алферова Корректор Тираж 1014арственного комитета С зобретений и открытий -35, Раушская наб., д. 4/5