ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2007838 (13) C1

(51) 5 H02P7/68 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4930327/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.04.23 
(45) Опубликовано: 1994.02.15 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Ротор" 
(72) Автор(ы): Ярославцев М.И.; Попов В.И.; Лукашенко А.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "Ротор" 

(54) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Использование: может быть использовано в линейных приводах подач разнообразного технологического оборудования. Сущность: введение в двухдвигательный электропривод корректирующих звеньев и соответствующий выбор их передаточных функций позволяет обеспечить взаимную независимость контура регулирования положения и контура синхронизации при использовании электродвигателей с существенно различными динамическими характеристиками. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, а именно к многодвигательным электроприводам, и может найти применение в линейных приводах подач разнообразного технологического оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухдвигательный электропривод, содержащий первый управляемый двигатель с установленными на его валу первым датчиком положения первым датчиком скорости, подключенный к выходу первого регулятора тока, второй управляемый двигатель с установленными на его валу вторым датчиком положения и вторым датчиком скорости, подключенный к выходу второго регулятора тока, регулятор положения, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом к выходу второго датчика положения, а третьим входом к задатчику положения, регулятор скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом к выходу регулятора положения, а выходом к первому сумматору, регулятор рассогласования по положению, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом через первый инвертор к выходу второго датчика положения, а третьим входом к задатчику рассогласования по положению, регулятор рассогласования по скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом через второй инвертор к выходу второго датчика скорости, а выходом к первому входу второго сумматора и через третий инвертор ко второму входу первого сумматора, третий вход регулятора скорости подключен к выходу второго датчика скорости, третий вход регулятора рассогласования по скорости подключен к выходу регулятора рассогласования по положению, второй вход второго сумматора подключен к выходу регулятора скорости. Кроме тока, первый регулятор тока подключен входом к выходу первого сумматора, а второй регулятор тока - к выходу второго сумматора.

Недостатком известного электропривода является невозможность добиться высоких динамических показателей при использовании двигателей с различными характеристиками.

Цель изобретения - расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в известный двухдвигательный электропривод, содержащий первый управляемый двигатель с установленными на его валу первым датчиком положения и первым датчиком скорости, подключенный к выходу первого регулятора тока, второй управляемый двигатель с установленными на его валу вторым датчиком положения и вторым датчиком скорости, подключенный к выходу второго регулятора тока, регулятор положения, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом к выходу второго датчика положения, а третьим входом к задатчику положения, регулятор скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом к выходу регулятора положения, а выходом к первому сумматору, регулятор рассогласования по положению, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом через первый инвертор к выходу второго датчика положения, а третьим входом к задатчику рассогласования по положению, регулятор рассогласования по скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом через второй инвертор к выходу второго датчика скорости, а выходом к первому входу второго сумматора и через третий инвертор ко второму входу первого сумматора, третий вход регулятора скорости подключен к выходу второго датчика скорости, третий вход регулятора рассогласования по скорости подключен к выходу регулятора рассогласования по положению, второй вход второго сумматора подключен к выходу регулятора скорости, в него дополнительно введены первое корректирующее звено, подключенное входом к выходу первого сумматора, а выходом к входу первого регулятора тока, и второе корректирующее звено, подключенное входом к выходу второго сумматора, а выходом к входу второго регулятора тока, при этом корректирующие звенья выполнены таким образом, чтобы соблюдалось равенство Wk1 WI1 WD1 = WK2 WI2 WD2, где WK1, WK2, WI1, WI2, WD1, WD2 - передаточные функции первого и второго корректирующих звеньев, первого и второго регуляторов тока, первого и второго электродвигателей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема двухдвигательного электропривода; на фиг. 2 и 3 - его структурные схемы.

Электропривод содержит первый управляемый двигатель 1 с установленными на его валу датчиком 2 положения и датчиком 3 скорости, подключенный к выходу регулятора 4 тока, второй управляемый двигатель 5 с установленными на его валу датчиком 6 положения и датчиком 7 скорости, подключенный к выходу регулятора 8 тока, регулятор 9 положения, подключенный первым входом к выходу датчика 2 положения, вторым входом к выходу датчика 6 положения, а третьим входом к задатчику 10 положения, регулятор 11 скорости, подключенный первым входом к выходу датчика 3 скорости, вторым входом к выходу регулятора 9 положения, третьим входом к выходу датчика 7 скорости, а выходом к первому входу сумматора 12, регулятор 13 рассогласования по положению, подключенный первым входом к выходу датчика 2 положения, вторым входом через инвертор 14 к выходу датчика 6 положения, а третьим входом к задатчику 15 рассогласования по положению, регулятор 16 рассогласования по скорости, подключенный первым входом к выходу датчика 3 скорости, вторым входом через инвертор 17 к выходу датчика 7 скорости, третьим входом к выходу регулятора 13 рассогласования по положению, а выходом через инвертор 18 к второму входу сумматора 12 и непосредственно к первому входу сумматора 19, второй вход которого подключен к выходу регулятора 11 скорости.

В электропривод введены корректирующие звенья 20 и 21, подключенные входами к выходам сумматоров 12 и 19, а выходами к входам регуляторов 4 и 8 тока соответственно.

Корректирующие звенья 20, 21 представляют собой в общем случае динамические звенья пассивного или активного типа. В простейшем случае корректирующим звеном может быть обычный усилитель.

Регулятор 9, 11, 13 или 16 может быть выполнен из последовательно соединенных трехвходового сумматора, входы которого являются входами регулятора, и преобразователя сигнала, выход которого является выходом регулятора. В качестве преобразователя сигнала могут быть использованы регуляторы, П-, ПИ - или ПИД-типа.

Электропривод работает следующим образом.

На управляющий вход регулятора 9 положения подается сигнал 2 S3, а на управляющий вход регулятора 13 рассогласования по положению - сигнал 2 S3, где S3 - задание положения, которое должны синхронно отрабатывать электродвигатели 1 и 5, S3 - задание рассогласования по положению, которое должны поддерживать при движении электродвигатели 1 и 5.

С помощью датчиков 2 и 6, 3 и 7 измеряются текущие положения S1и S2, скорости перемещения v1 и v2 роторов электродвигателей 1 и 5.

Отработка заданий двухдвигательным электроприводом осуществляется за счет одновременного функционирования контура регулирования положения и контура синхронизации. С помощью первого контура работы двигателей 1 и 5 занимают положения S1 и S2, среднее значение которых равняется Sз, т. е. когда S1 + S2 = 2 Sз; С помощью второго контура роторы двигателей 1 и 5 занимают положения, удовлетворяющие равенству S2 - S1 = 2 Sз. За счет одновременного функционирования контуров роторы двигателей 1 и 5 занимают положения

S1 = Sз - Sз, S2 = Sз + Sз.

На фиг. 2 приведена структурная схема двухдвигательного электропривода, где WK1 и WK2, WI1 и WI2, WD1 и WD2 - передаточные функции корректирующих звеньев 20 и 21, регуляторов 4 и 8 тока, электродвигателей 1 и 5, WS, Wv, W S, W v - передаточные функции преобразователей сигналов, входящих в регуляторы 9, 11, 13 и 16 соответственно.

На фиг. 3 приведена преобразованная структурная схема двухдвигательного электропривода в виде взаимосвязанных контуров регулирования положения и синхронизации.

Из преобразованной структурной схемы следует, что при выполнении условия:

WK1 WI1 WD1 = WK2 WI2WD2 (1) контуры регулирования положения и синхронизации становятся взаимно независимыми.

Независимость контуров регулирования позволяет с помощью соответствующего выбора передаточных функций WS и Wv , определяющих динамику контура регулирования положения, а затем с помощью выбора передаточных функций WS и Wv, определяющих динамику контура синхронизации, добиться желаемых характеристик каждого контура регулирования в отдельности, тем самым обеспечить высокие динамические и статические характеристики двухдвигательного электропривода в целом.

Для иллюстрации рассмотрим двухдвигательный электропривод широкоформатного графопостроителя. Электропривод предназначен для перемещения портала, по которому, в свою очередь, перемещают пишущий узел. В качестве управляемых двигателей 1 и 5 используют линейные синхронные двигатели с частотно-токовым управлением.

С помощью регуляторов 4, 8 тока, реализующих частотно-токовое управление, обеспечивают управление силовой тяги линейных двигателей пропорционально входным сигналам регуляторов 4, 8 тока. В данном случае

WI1WD1 = , WI2 WD2 = , (2) где К - коэффициент, определяющий соотношение между силой тяги линейного двигателя и входным сигналом регулятора тока, m1 и m2 - подвижные массы, перемещаемые электродвигателями 1 и 5.

Согласно (1) и (2), корректирующими звеньями 20, 21 выбирают обычные усилители, например, с коэффициентами передачи К1 = 1, К2 = m2/m1.

Таким образом, введение в двухдвигательный электропривод корректирующих звеньев и соответствующий выбор их передаточных функций позволяет обеспечить взаимную независимость контура регулирования положения и контура синхронизации при использовании электродвигателей не только с близкими, но и с существенно различными динамическими характеристиками. (56) Авторское свидетельство СССР N 1705997, кл. Н 02 Р 7/68, 1990. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий первый управляемый двигатель с установленными на его валу первым датчиком положения и первым датчиком скорости, подключенный к выходу первого регулятора тока, второй управляемый двигатель с установленными на его валу вторым датчиком положения и вторым датчиком скорости, подключенный к выходу второго регулятора тока, регулятор положения, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом - к выходу второго датчика положения, а третьим входом - к задатчику положения, регулятор скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом к выходу регулятора положения, а выходом - к первому сумматору, регулятор рассогласования по положению, подключенный первым входом к выходу первого датчика положения, вторым входом через первый инвертор - к выходу второго датчика положения, а третьим входом - к задатчику рассогласования по положению, регулятор рассогласования по скорости, подключенный первым входом к выходу первого датчика скорости, вторым входом через второй инвертор - к выходу второго датчика скорости, а выходом - к первому входу второго сумматора и через третий инвертор - к второму входу первого сумматора, третий вход регулятора скорости подключен к выходу второго датчика скорости, третий вход регулятора рассогласования по скорости подключен к выходу регулятора рассогласования по положению, второй вход второго сумматора подключен к выходу регулятора скорости, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены первое корректирующее звено, подключенное входом к выходу первого сумматора, а выходом - к входу первого регулятора тока, и второе корректирующее звено, подключенное входом к выходу второго сумматора, а выходом - к входу второго регулятора тока, при этом корректирующие звенья выполнены таким образом, чтобы соблюдалось равенство

WK1 WI1 WD1 = WK2 WI2 WD2,

где WK1, WK2, WI1, WI2, WD1, WD2 - передаточные функции первого и второго корректирующих звеньев, первого и второго регуляторов тока, первого и второго электродвигателей.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru