SU808886A1 - Устройство дл измерени моментаНАгРузКи элЕКТРОдВигАТЕл пО-СТО ННОгО TOKA - Google Patents

Description

и потому вызыванхцего дополнительную погрешность.

Цель изобретени  - повышение точности .

Указанна  цель достигаетс  тем, что известное устройство снабжено блоком делени  и последовательно включенными блоком интегрировани  и пропорционально-интегрирующим динамическим блоком, охваченным обратной св зью;; выход блока измерени  магнитного потока подсоединен к блоку умножени , выход которого соединен с входом блока интегрировани , к входам блока делени  подключены выходы датчика ЭДС и блока измерени  магнитного потока, а его выход включен на вход пропорционально-интегрирующего блока. Датчик ЭДС снабжен переменным резистором со скольз щим контактом с двум  крайними и одним промежуточным выводами, решающим усилителем и трем  конденсаторами, два из которых включены параллельно резисторам тахометрического моста, а третий - между скольз щим контактом и промежуточным выводом переменного резистора , крайние выводы которого соединены соответственно с выходом тахометрического моста и с выходом ре-щающего усилител ,; а промежуточный вывод переменного резистора подключен ко входу решак цего усилител , выход которого соединен со входом блока делени .. На чертеже приведена функциональна  электрическа  схема предлагаемого устройства.

Электропривод содержит двигатель с обмотками  кор  1 и независимого возбуждени  2,  корна  1 обмотка и обмотка 2 возбуждени  подключены к источникам 3 и 4 управл емых напр жений соответственно.

Устройство дл  определени  момента нагрузки содержит датчик 5 тока, датчик 6 магнитного потока и датчик

7ЭДС двигател  электропривода, блок

8интегрировани , пропорциональнринтегрирукиций блок 9, блоки 10 умножени  и делени  11. Выходы датчиков

5тока и магнитного потока 6 подключены к двум входам блока 10 умножени , выходы которого соединены со входом блока 8 интегрировани . Выход последнего подключен ко входу установленного на выходе устройства пропорционально-интегрирующего блока 9, выход которого соединен со входом блока 8 интегрировани . Выход датчика 7 ЭДС двигател  соединен со входом блока 11 делени , вход делител  которого соединен с выходом датчика

6магнитного потока, а выход блока

11 делени  подключен ко входу пропорционально-интегрирун цего блока 9.

Датчик 7 ЭДС двигател  электропривода выполнен в виде тахометрического моста, в плечи которого включены обмотки  кор  1 и дополнительных полюсов 12 двигател  и-два резистора 13 и 14. Датчик 7 содержит также решающий усилитель 15, дополнительный резистор 16 со скольз щим контактом 17 и промежуточным выводом 18 к три конденсатора 19 -21, причем первый 19 и второй 20 конденсаторы подключены параллельно первому 13 и второму 14 резисторам тахометрического моста, а третий

конденсатор 21 включен между скольз щим контактом 17 и промежуточным выводом 18 дополнительного резистора 16. крайние выводы 22 и 23 которого соединены соответственно с выходом та-: хометрического моста и с выходом

решающего усилител  15, а промежуточный вывод 18 дополнительного резистора 16 соединен со входом решающего усилител  15.

Напр жение на выходе устройства

равно:

lJfeMX - HMn +ptnu P Turr,u

где KH масштабный коэффи циент, св зывающий выходное напр жение устройства с моментом нагрузки Мц в

установившемс  режиме To,Tnu посто нна  времени

блока 8 интегрировани  и пропорционально-интегрирующего блока 9;

п(1 - врем  изодрома блока 9 f

KV Кер- масштабные коэффициенты датчиков то.ка 5 и магнитного потока G i Kf, - передаточный коэффи циент блока 10 умножени  .

Дл  реализации уравнени  (1) посо нна  времени блока 8 интегрироваи  выбираетс  из услови 

Кф Ktj.Kn Э

12)

I и в - - ----- ) КЕКдСЕСн

де D

-приведенный момент и.нерции двигател ;

-масштабный коэффициент датК , чика 7 ЭДС;

К д - передаточный коэффициент

блока 11 делени ; Cgt См- конструктивные посто нные

двигател .

Как следует из уравнени  (1) , стройство дл  определени - момента агрузки электропривода представл ет обой динамическое звено второго по-,  дка. Введ  обозначени  Л . , /Ctiu

(с rUTho ifivi где ta)c.H - собственна  частота н демпфированных колебаний и относите ный коэффициент демпфировани . Изменение выходного напр жени  устройства ,ix° Функции момента на рузки электропривода Ми существенно зависит от величин и взаимного расположени  нул : Гн -4 2& и двух поЯюсов передаточной функции устройства, которые при (1  вл ютс  комплексными сопр женными: 1-,(-e. ,), где J Y-1, а при 1 полюсы вещес венны и определ ютс  зависимост ми: ri-(Jt(-C,); .-7сЛм ) Относительное рассто ние первым полюсом и нулем характеризуетс  зависимостью: Переходный процесс при условии ,1 практически монотонный и определ етс  только, вторым (дальним о МНИМОЙ оси) вещественным полюсом, а врем  tfi переходного процесса (пр п типроцентной точности) определ ет зависимостью: . t.. что соответствует значени м l/u) 0,302/и)спри изменении s в пределах (или изменении Д в пределах 0, 0,01). Задава сь требуемым значением времени процесса t,,, можно определить требуемые значени  , или А из выражений: tn-K е;) а также непосредственно требуемое вре м  изодрома

ге.

« п

ии

Ос

что позвол ет обеспечить соответствие качества переходного процесса предъ вл емым к нему требовани м. При этом устройство обеспечивает нулевую установившуюс  ошибку определени  момента нагрузки как при ступенВведение решающего усилител  15, дополнительного резистора 16 со скольз щим контактом 17 и промежуточным выводом 18 и третьего конденсатора 21 (Cj) обеспечивает безинерционность датчика 7 ЭДС двигател  электропривода;

Ппри скольз щий контакт 17 устанавл1Й1аетс  справа от промежучатом изменении этого момента, так и при линейном его изменении. Установивша с  ошибка по ускорению соответствующа  параболическому характеру изменени  момента нагрузки при ускорении изменени  момента, имеет при этом конечное значение, определ емое выражением: ... q - . Выбором величины ЭДС эта ошибка мо- . жет быть сведена к допустимому уровню . Обеспечению высокой точности способствует также выполнение датчика 7 ЭДС двигател  электропривода. Статическое равновесие тахометрического моста обеспечиваетс  выбором активных резисторов его плеч: . где R, Rj -сопротивлени , первого 13 и второго 14 резисторов тахометрического моста} Rq, Кд -сопротивлени  обмоток  кор  1 и дополнительных полюсов 12 двигател  электропривода} -« -А индуктивности обмоток 1 и 12. Как известно, даже при выполнении услови  статического равновеси  тахометрического моста вследствие нёшичи  индуктивностей в цепи  кор  и . те1хометрический мост не  вл етс  безинерционным звеном, а при отсутствии конденсаторов 19 и 20 неизбежно вли ние изменени  напр жени  U и источника 3 на Bbtxcgi Hoe напр жение тахометрического моста, следствием чего  вл етс  по вление динамической ошибки определени  ЭДС двигател  и момента нагрузки электропривода. Введе(ние конденсаторов 19 и 20 позвол ет исключить вли ние напр жени  иу источника 3 управл емого напр жени  на выходное напр жение тахометрического моста при выборе вели- чин этих конденсаторов в соответствии с зависимост ми: с,- -точного вывода 18 с коэффициентом делени  бС правой части резистора 16 (ме дупромежуточным выводом 18 и выхсэдом решающего усилител  15). При этом выходное напр жение решаихцего усилител  is характеризуетс  зави ,симостью: U(;°Rf.

Claims (2)

1. При выборе параметров С j , Of , R,. , R i/i в соответствии с зависимост ми: od -А . где Ry, сопротивлени  левой (мемщу выходом тахометрического моста и промежуточным выводом 18) и правой (между промежуточным выводом 18 и выходом решающего усилител  15) частей д полнительного резистора 16, обеспечиваетс  безинерционна  св зь ме зду ЭДС двигател  и выходом датчика этой ЭДС через масштабный коэффициент Kg, благодар  чему исключаетс  дополнительна  ошибка определени  ЭДС и момента нагрузки электропривода в динамических режимах. Аналогично при kP скольз щий контакт 17 уста1| вливаетс  слева от промежуточного вывода 18 с коэффи циентом делени  fb левой части дополнительного резистора 16 (межцу выходом тахометрического моста и промежуточным выводсчи 18) . Таким образом, предлагаемое устройство при указанном выборе его пар метров позвол ет повысить точность о ределени  момента нагрузки электропривода в статическом и динамическом режимах, обеспечива  нулевые статическую и скоростную ошибки и возможность уменьшени  с иибки по ускорению изменени  момента до величины, меньшей допустимой, а также возможность минимизации времени переходного процесса при практически монотонном его характере. Кроме того, учет величин магнитного потока двигател  элект ропривода позвол ет исключить вли ни изменени  этого потока на точность оп ределени  момента нагрузки. Предлагаемое выполнение вход щего в устройство датчика ЭДС также обеспечивает повышение точности за счет исклю чени  вли ни  напр жени  источника питани   корной цепи двигател  на выходное напр жение датчика ЭДС и за счет обеспечени  безинерционности этого датчика. При этом существенно уменьшаетс  вли ние изменени  сопротивлени   корной цепи двигател  на точность , поскольку ,в отличие от извест-. ного устройства параметры предлагаемого устройства (в датчике ЭДС)выбираютс  пропорциональными не абсолютным значени м параметра этой цепи, а разностн и отношению параметров обмоток  кор  и дополнительных полюсов, изменение которых меньше их абсолютных изменений вследствие близости температурных режимов этих обмоток. Формула изобретени  1.. Устройство дл  измерени  момента нагрузки электродвигател  посто нного тока с независимой обмоткой возбуждени , содержащее датчики тока, ЭДС и блок измерени  магнитного потока электродвигател , блоки умножени  и суммировани , выход датчика тока включен на вход блока умножени , датчик ЭДС выполнен в виде тахометрического моста, в плечи которого включены обмотки  кор  и дополнительных полюсов двигател , и два резистора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, устройство снабжено блоком делени  и последовательно включенными блоком интегрировани  и пропорционально-интегрирующим динамическим блоком, охваченным обратной св зью, выход блока измерени  магнитного потока подсоединен к блоку умножени , выход которого соединен с входом блока интегрировани , к входам блока делени  подключены выходы датчика ЭДС и блока измерени  магнитного потока, а его выход включен на вход пропорционально-интегрирующего блока.. 2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что датчик ЭДС снабжен переменным резистором со скольз щим контактом с двум  крайними и одним промежуточным выводами, решающим усилителем и трем  конденсат чэ ми, два из которых включены лельно резисторам тахометрического моста, а третий - между скольз щим контактом и промежуточным выводом переменного резистора, крайние выводы которого соединены соответственно с выходом тахометрического моста и с выходом решакйцего усилител , а промежуточный вывод ггеременного резистора подключен ко входу решающего усилител , выход которого соединен со входом блока делени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке 2394586, кл. Q 01 L 3/22, 1976. 1..
2. 2.Авторское свидетельство СССР 420893, кл. q 01 L.3/22, 1972.