Способ гашения колебаний сил упругости в приводе

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 750175(23) Приоритетпо делам изобретений н открытийДата опубликования описания 25,07,80(71) Заявитель Куэбасский политехнический институт(54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ СИЛ УПР;ТОСТИ В ПРИВОДЕ2 Изобретение относится к области гаш ния колебаний в системах, а именно в системах, включающих исполнительный орган, двигатель и трансмиссию и, преимущественно может быть использовано5 в системах, имеющих момент инерции исполнительного органа, приведенный к валу двигателя, соизмеримый или превосходящий момент инерции двигателя, причем механическая характеристика, последнего на абсолютно жесткая.Известен способ гашения колебаний сил упругости в приводах основанный на изменении параметра, влияющего на силу упругости трансмиссии ведомого вала пу тем снижения жесткости трансмиссии за счет введения в нее упругих элементов, например, муфт 11. Недостатки способа состоят в том, что 2 оон не позволяет сохранить быстродействиепривода ограничить величину статическойсоставляющей сил упругости, а известныетехнические средства реализации такого способа обладают относительно небольшимсроком службы.По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предложенному является способ гашения колебаний сил упругости в приводе, заключающийся в том, что в системе изменяют параметр, влияющий на силу упругоститрансмиссии ведомого вала привода в зависимости от его скорости 2,Недостатком такого способа являетсято, что он не позволяет уменьшить амплитуду колебаний внутри диапазона ограничения, поскольку привод для выполнениясвоего назначения должен преодолеватьстатическую составляютпую нагрузки наисполнительном органе, а существенноеограничение амплитуды колебаний сил упругости путем уменьшения диапазона ограничения суммарной силы упругости невозможно,Кроме того, данный способ не позволяет ограничить статическую составляющуюсил упругости независимо от амплитуды3 7561колебаний динамической составпяюгцэй силупругос ти,Попью настоящего изобретения явпяетсяснижение динамической и ограничение статической составпяюшей сил упругостгг не 5зависимо друг от друга,Зто достигается тем, что измеряютскорость вращения ведомого вала приводаи пропорционально ей задают скорсстьхолостого хода двигатепя, явпяющуюся 10параметром, впияющим на силу упругоститрансмиссии, с учетом коэффициента пропорциональности между скоростью вращения ведомого вада привода и скоростьюхолостого хода двигателя. 15Кроме тою, с цеп ю компенсации инерггионности привода и системы управпенияим, корректируют задаваемую скорость холостого хода двигатепя в зависимости отскорости вращения ведомого вала, 20На чертеже дана структурная схемапривода.Двигатепь 1, посредством трансмиссии.2, связан с ведомым валом 3 привода,. воспринимающим нагрузку, и снабжен датчиком 4 угловой скорости, сигнал с которого подается на регулятор скорости вращения двигателя 5, и корректирующееустройство 6. Корректирующее устройство6 может содержать дифференцируюшее 30устройство 7 и усипитепь 8, а регудяторскорости вращения двигателя 5 - усипитель 9, исполнительное устройство 10 исуммирующее устройство 11, вход которого связан с выходами усилителей 8 и 9, з 5а выход - с испопнитепьньж устройством 10,При реализации предложенного способаизмеряют скорость вращения ведомоговала 3 привода и пропоршгонапьно ей запают скорость холостого хода двигатепя 1,При этом учитывают коэффициент пропорггионапьности между скоростью вращенияВедомою вала 3 привода и скоростью хойостого хода двигателя 1, чем задают 45Величину статическеи составпяющей сипупругости в трансмиссии 2, необходимуюдпя преодоления статического моментанагрузки.,Пля компенсации инерционности привоЛа и системы управпения им в корректирующем устройстве 6 кбрректируют задаваемую скорость холостого хода двигателя 1 в зависимости от скорости вращения ведомого вала 3, 55 Действительно, если двигатель 1 имеетие абсолютно жесткую механическую ха 75рактеристику, то его момент на вапу можно представить какМ=А(А- - ," )- фактическая угповая скоростьдвигателя 1:О.г - угловая скорость холостого холада двигатепя 1,При реализации способа задаютолох ( (2)где г.г 2 - угповая скорость вращения ве 2домого вапа 3;)с, - коэффициент пропорционапьности,вегтк пгиа которого определяетсятребуемым скопьжением двигатепя 5, необходимым дпя создания спредепенного статического момента на вапу двигатепя 6.(3)Тогда, принимал во впкмание, что в статическом режиме пэ выражегпгя (1)получаемто есть статический момент на валу двигатепя 1, и, следовательно, статическая составпяюшая сип упругости пропорционапьны соотношению скоростей врашения ведомого вале 3 прюода и скорости хопостого хода двигателя 1.Синтез корректирующего устройства может быть приведен либо частотными методами по теории автоматического регупирования, либо на основе теории оптимапьного управления дпя любых систем автоматического управления любыми типами приводов,Например, дпя частотноуправпяемого асинхронного эпектропривода выражение дпя скорректированного сигнапа выгпядит спедуюшпм образом (7) где г.г.г - ускорение скорости вращения ве 2.домого вапа 3 привода;постоянная, зависящая от параметров электромеханической системы двигатель - испопнитепьныймеханизм,гГогда, реапизация предлагаемого способа дпя гашения колебаний сип упругости в трансмиссии 2 при управлении двигателем 1 предполагает измерение скорости вращения ведомого вапа 3 привода и пропорционапьно ей задают скорость холостого хода двигатепя 1, явпяюшуюся параметром, впияюшим на силу упругости транс 5 7501 миссии, с учетом коэффициента пропорциональности к между скоростью вращения ведомого вала 3 привода и скоростью холостого хода двигателя, при этом выходной сигнал усилителя 9 подают на5 суммирующее устройство 11. В корректирующем устройстве 6, посредством дифференцирования сигнала с датчика 4 ско рости в дифференцирующем устройстве 7 и умножения на заданный коэффициент (В) 10 в усилителе 8, формируется корректирующий сигнал, который поступает на суммирующее устройство 11.Выходной сигнал суммирующего ус 1- ройства 11 поступает на исполнительное 15 устройство 1 0 (при частотном управлении асинхронным двигателем - преобразователь частоты) регулятора скорости вращения двигателя 5, посредством чего задают скорость холостого хода двигателя шо; 20При возрастании нагрузки на ведомый вал 3 привода, вызывающей, за счет деформации трансмиссии 2, уменьшение его скорости вращения, снижают скорость холостого двигателя 1, а при падении на 25 груэки, вызывающей, эа счет уменьшения деформации трансмиссии 2, увеличение скорости вращения ведомого вала привода 3, увеличивают скорость холостого хода двигателя 1. 30 Таким образом, происходит задание скорости холостого хода двигателя 1 скоростью вращения ведомого вала 3 привода, Задание скорости холостого хода двигателя 1 скоростью вращения исполнительного органа приводит к слежению фактической скорости двигателя 1 за скоростью ведомого вала привода 3, что приводит к снижению амплитуды динамической состав-Ф 0 75 6ляющей сил упругости и срыву автоколебаний в системе привода.формул а изобретения1, Способ гашения колебаний сил упругости в приводе, заключающийся втом, что изменяют параметр, влияющий на силу упругости трансмиссииведомого вала привода в зависимостиот его скорости, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью снижениядинамической и ограничения статическойсоставляющих сил упругости независимодруг от друга, измеряют скорость вращения ведомого вала привода и пропорционально ей задают скорость холостогохода двигателя, являющуюся параметром,влияющим на силу упругости трансмиссиис учетом коэффициента пропорциональностимежду скоростью вращения ведомого валапривода и скоростью:холостого хода двигателя,2. Способ гашения колебаний по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, сцелью компенсации инерционности приводаи системы управления имкорректируютзадаваемую скорость холостого хода двигателя в зависимости от скорости вращения ведомого вала.Источники информа ции,принятые во внимание при экспертизе1, Докукин А. В. и др. Методы и средства снижения динамических нагрузок . вприводах выемочных машин, Горные машины и автоматика, 1962, % 2, с. 110.2. Авторское св 1 щетельство СССРМо 168965, кл. Р 01 В .17/10,1965 (прототип).750175каСоставитель О. МальцевРедактор В. Голышкина ТехредЖ. Кастелевич Корректор М, немчик Заказ 4594/28 Тираж 1095 Подписное ПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4