Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалмстичесинкРеспублии пи 780139(23) Приоритет по делам изобретений и открытий-чЯ:Ленинградский институт авиационного прибо ейий .". -:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к областиэлектротехники, а именно к устройствамдля управления электродвигателямипостоянного тока,Известно устройство для управленияэлектродвигателем постоянного тока Г 11Управление осуществляется от источникапитания, а при торможении питаниевыключается и при помощи тиристоров иполупроводниковых диодов осуществляегтося динамическое торможение электродвигателя.Разгон и торможение электродвигателя осуществляется резко, что при больших скоростях и массах приводит к зак 15линиввнию и разрушению переааточныхмеханизмов,Наиболее близким к изобретейию являетсяустройство аляуправления электро-.двигателем постоянного тока, содержащеепоследовательно соединенные блок задающего сигнала и блок сравнения, нульорган, регулятор напряжения, выходомпоаключенный к двигателю с редуктором,датчик скорости и датчик положения, выход которого подключек к блоку сравнения 12,Допустимое ускорение замедления стаким устройством можно получить лишьпри уменьшении скорости перемещенияисполнительного мехенизма, что приведетк уменьшению быстродействия электропрнвода.Бель изобретения - повышение быстродействия электропривода.Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено ттт первымии гтт вторыми умножителями рабочегои весового напряжений, ю+1 ключевыми блоками, тттт, квантователями, двумя сумматорами, тремя выпрямителями и датчиком крутацего момента,причем датчик скорости через первыйвыпрямитель подключен к тут первымумножителям, выходы которых черезпослеаовательно соединенные ключевыеблоки, квантователи, ко вторым входамкоторых через третий выпрямитель3 780 1 подключен выход блока сравнения, и вторые умножители соединены со входами первого сумматора, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выщями 5 тель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выход первого сумматора подключен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен второй сумматор, датчик крутящего момента через послед-, ний из вторых умножителей подключен -к первому сумматору, а выходы датчика скорости и второго квантователя черезпервый ключевой блок подключены ко второму сумматору. На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления электродвигателем постоянного тока, выполненная согласно изобретению.Устройство для управления электродвигателем постоянного тока содержит блок1 сравнения, нуль-орган 2, регулятор 3 напряжения, выходом подключенный к 25 двигателю 4 с редуктором 5, датчик 6 скорости и датчик 7 положения, выход которого подключен к блоку 1 сравненияфвпервых 8 и 1 г " вторых 9 умножителей рабочего и весового напряжений, зов+1 ключевых блоков 10, юм квантователей 11, два сумматора 12 и 13, три выпрямителя 14-16 и датчик 17 крутящего момента, причем цатчик 6 скорости через первый выпрямитель 14 подключен к щ первым умножителям 8, въходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки 10, квантователи 11, ко вторым входам которых через третий выпрямитель 16 подклю- щ чен выход блока 1 сравнения, и вторые умножители 9 соединены со входами первого сумматора 12, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель 15 и первый квантователь 11 подключенблок 1 сравнения, а выход первого сумматора 12 подключен к регулятору 3 напряжения, ко второму входу которого черезнуль-орган 2 поцключен второй сумматор 13, датчик 17 крутящего момента через формирователь 18 подключен ко -вторым входам вторых умножителей 9, а выходы датчика 6 скорости и второго квантователя 11через первый ключе 55вой блок 10 подключены ко второму сум"матору 13.Устройство работает слецующим образом. Блок 1 сравнения выделяет сигнал рассогласования Ц между задающим воздействием и напряжением обратной связи по положению. Сигнал рассогласования подается на один из входов второго сумматора 13, на второй вход которого поступает напряжение с выхода цепи задержанной жесткой" обратной связи по скорости. Напряжение задержанной жесткой" обратной связи по скорости проходит через ключевой блок 10 и квантователь 11 второго канала. Если напряжение рассогласования превышает пороговое, напряЖение О п квантователя 11 второго канала, тосигнал на сумматор 13 не поступает. Сигналы с блока 1 сравнения и с сумматора 13 поступают на выпрямители 15 и 16 и затем квантуются по уровню блоком квантователей 11. Пороговое найряжение Ц п квантователя 11 первого канала определяет допустимую статическую ошибку замкнутой системы. Пороговые напряжения остальных квантователей 11 устанавливаются автоматически в зависимости от скорости вращения исполнительного двигателя 4. Пороговое напряжение для каждого, позиционного квантователя 11, начинаясо второго, вырабатывается своей цепьюдинамической коррекции. К выходу позиционных квантователей 11, начиная со второго, подключены умножители 9 напряжений весового и рабочего. На вторые входы этих умножителей подается напряжение с формирователя 18 напряжениякрутящего момента. Формирователь 18 осуществляет выпрямление сигналов переменного тока и сглаживание пульсаций.Цепь датчика 17 крутящего момента компенсирует влияние момента инерции якоря исполнительного двигателя 4 и соединенных с ним частей червячного редуктора 5, а также внешний момент, приложенный к объекту регулирования. Датчик 17крутящего момента непрерывно измеряетмомент, передаваемый двигателем 4 цобъекту регулирования. В момент подачизадающего воздействия на вход блока 1 сравнения трогание исполнительного двигателя 4 происходит за счет выходного напряжения позиционного квантователя 11 первого канала. При большоВ величине сигнала рассогласования напряжение на выходе выходного сумматора 12 постоянных напряжений равно/5 78013 гце М Мр,М 1,. 0 15- коэффициент передачи пози. - ционного квантователя первого канала;- коэффициент передачи позиционного квантователя 111.- того канала;- коэффициент передачи первого умножителя напряжений 8 пля 1 -того канала -2,3 Ф 0 (К 0 фЦ Ц 1 -тое весовое напряжение ь ь 1 иПороговое напряжение Ц определяет зону нечувствительности-того позиционного квантователя 11. Сигналы умножителей 9 напряжения суммируются выходным сумматором 12, напряжение на.выходе которого является управляющим 2 З для тиристорного регулятора 3 напряжения, питающего исполнительный двигатель 4. При этом вал исполнительного двигателя 4, вращаясь, приводит в движение через червячный редуктор 5 ме- ЗО ханизмы робота, сводя сигнал рассогласования к нулю. Направление вращения исполнительного двигателя 4 выбирается в зависимости от полярности сигнала нульоргвна 2. По сигналу нуль-органа 23 осуществляется реверс исполнительного двигателя 4, Таким образом, в режиме "мягкой" стабилизации скорости вращения двигателя напряжение на входе тиристорного регулятора 3 напряжения беэ учета напряжения трогания определяется моментом инерции якоря исполнительного двигателя 4 и соединенных с ним частейг червячного редуктора, внешним моментом, приложенным к объекту регулирования, а 4 также скоростью и ускорением вала исполнительного двигателя, В режиме жесткой стабилизации скорости вращения исполнительного двигателя 4 электропривоц электромеханического робота работает на "ползучей" скорости.Изобретение цвет возможность осуществлять плавное торможение электро 9 бпривода при больших, скоростях перемещения механических звеньев электромеханического робота и также повыситьбыстроцействие привода робота по сравнению с известными устройствами. формула изобретения Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее послецовательно соединенные блок задающего сигнала и блок сравнения, нуль-орган, регулятор напряжения, выходом подключенный к двигателю с редуктором, датчик скорости и датчик положения, выхоц которого подключен к блоку сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно сн абжено 1 т первыми и 11 вторыми умножителями рабочего и весового напряжений, Ю+ ключевыми блоками, р 7+4 квантователями, двумя сумматорами, тремя выпрямителями и датчиком крутадего момента, причем датчик, скорости через первый выпрямитель .подключен к )77 первым умножителям, выходы которых через последовательно соединенные ключевые блоки, кввнтователи, ко вторым входам которых через третий выпрямитель подключен выхоц блока сравнения, и вторые умножители соединены со входами первого сумматора, к первому входу которого через последовательно соединенные второй сумматор, второй выпрямитель и первый квантователь подключен блок сравнения, а выход первого сумматора подключен к регулятору напряжения, ко второму входу которого через нуль-орган подключен второй сумматор датчик крутящего момента через последний из вторых умножителей подключен к первому сумматору, в выходы датчика скорости и второго квантователя через первый ключевой блок подключены ко второму сумматору. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 316166, кл. Н 02 Р 5/16, 1970.2. Авторское свидетельство СССРМ 338981, кл. Н 02 Р 5/06, 1970780 139 СоставителЬ И. КоротеРедактор Г. Прусова Техред ЕГаврннешко оррек М Де одписно филиал ППП Патент", г. Ужгородул. Проектная, 4 Заказ 9339 ВНИИП по де 113035