×
20.11.2015
216.013.9133

САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в датчиках скорости которых возникают дефекты. Технический результат заключается в обеспечении нечувствительности работы электропривода к искажению показаний в датчике скорости вращения вала электропривода за счет формирования дополнительного управляющего воздействия, подаваемого на вход электропривода. Это сохраняет работоспособность в процессе его эксплуатации. Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор. В него дополнительно введены третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу датчика тока, а выход - к третьему входу первого сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу датчика скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства. 1ил.
Основные результаты: Самонастраивающийся электропривод, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор, отличающийся тем, что в него дополнительно введен третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу датчика тока, а выход - к третьему входу первого сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу датчика скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в датчиках скорости которых возникают дефекты.

Известен самонастраивающийся электропривод, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, инерционное дифференцирующее звено, блок умножения, второй сумматор, второй вход которого через апериодическое звено подключен к выходу первого сумматора, усилитель, электродвигатель, редуктор, на выходном валу которого установлен датчик положения, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, первый вход которого соединен со входом электропривода, а также датчик скорости, установленный на выходном валу электродвигателя, последовательно соединенные датчик тока электродвигателя, третий сумматор и интегратор, а также блок деления, отличающийся тем, что второй вход третьего сумматора через первый релейный элемент подключен к выходу датчика скорости, а также к входам первого выпрямителя и второго релейного элемента, первый вход блока деления через второй выпрямитель соединен с выходом интегратора, его второй вход подключен к выходу первого выпрямителя, а выход - к первому входу элемента выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом второго релейного элемента, а выход через функциональный преобразователь, реализующий кусочно-линейную аппроксимацию нелинейной функции, обратной частоте среза амплитудно-частотной характеристики электропривода, и зависящей от изменяющегося суммарного приведенного момента инерции ротора электродвигателя и вращающихся частей редуктора с объектом управления - со вторым входом блока умножения (см. РФ №2397529, МПК G05B 13/00, 2010 г.).

Недостатком данного устройства является то, что оно обеспечивает высокое качество управления при любом значении его суммарного момента инерции, но при этом не обеспечивается аккомодация к дефектам в датчике скорости.

Известен также самонастраивающийся электропривод, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор (см. патент РФ №2060530, МПК G05B 13/02, 1996 г.).

Указанное устройство по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению. Недостатком данного устройства является то, что оно, обеспечивая высокое качество управления при значительно изменяющихся инерционности объекта управления и активном сопротивлении якорной обмотки электродвигателя, не позволяет сохранить высокую динамическую точность при появлении ошибок в работе датчика скорости вращения вала электропривода.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение неизменно точной работы электропривода при возникновении дефектов в датчике скорости.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в обеспечении нечувствительности работы электропривода к появляющимся дефектам (искажению показаний) в датчике скорости вращения вала электропривода за счет формирования дополнительного управляющего воздействия, подаваемого на вход электропривода. Это сохраняет работоспособность в процессе его эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в самонастраивающийся электропривод, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор, дополнительно вводится третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу датчика тока, а выход - к третьему входу первого сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу датчика скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналога и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают инвариантность электропривода к ошибкам в показаниях датчика скорости вращения вала электропривода, что обеспечивает неизменное качество в процессе его эксплуатации.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема самонастраивающегося электропривода и введены следующие обозначения: - задающий (входной) сигнал, - скорость вращения вала электропривода, ε - ошибка по скорости электропривода, i - ток якорной обмотки электродвигателя, u - сигнал управления электродвигателем.

Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, корректирующее устройство 2 с усилителем, электродвигатель 3 с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком 4 скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 1, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик 5 тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор 6, интегратор 7 и третий сумматор 8, второй вход которого подключен к выходу датчика 5 тока, а выход - к третьему входу первого сумматора 1 и второму входу второго сумматора 6, третий вход которого подключен к выходу датчика 4 скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства 2. Объект управления 9 соединен с выходным валом редуктора.

Электропривод работает следующим образом. На второй положительный вход сумматора 1 с единичным коэффициентом усиления подается управляющее воздействие обеспечивающее требуемый закон изменения скорости вращения выходного вала электропривода. На выходе этого сумматора формируется сигнал ε, который после коррекции и усиления в блоке 2 поступает на электродвигатель 3, приводя его вал во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от величины поступающего напряжения.

При возникновении дефекта в датчике 4 его выходной сигнал содержит ошибку φ, снижающую точность работы электропривода в процессе выполнения им конкретных технологических операций.

Первый отрицательный вход сумматора 6 (со стороны датчика 5) имеет коэффициент усиления (где R и L - соответственно, активное сопротивление и индуктивность якорной обмотки электродвигателя), его второй положительный вход - коэффициент усиления ω, третий отрицательный (со стороны датчика 4) - коэффициент усиления (где Кω - коэффициент противоЭДС электродвигателя 3, ip - передаточное отношение редуктора), а четвертый положительный (со стороны корректирующего устройства 2) - коэффициент усиления В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал

а на выходе интегратора 7, имеющего единичный коэффициент усиления, - сигнал

где r=i-х* - выходной сигнал сумматора 8, имеющего первый отрицательный (со стороны интегратора 7) и второй положительный входы с единичными коэффициентами усиления.

Поскольку в электродвигателе постоянного тока независимого возбуждения или с постоянными магнитами имеет место соотношение

то, взяв производные от левой и правой частей выражения (2), с учетом выражения (1) несложно получить

где - величина, характеризующая ошибку φ измерения датчиком 4 скорости вращения вала электропривода 3.

Решение уравнения (3) имеет вид: Поскольку положительная величина ω может быть выбрана достаточно большой, то в быстро наступающем установившемся режиме работы системы (спустя малое время t) имеет место соотношение r=δ/ω. Из этого соотношения и выражения (3) видно, что ошибка датчика 4 скорости

На выходе сумматора 1, имеющего первый отрицательный (со стороны датчика 4) вход с единичным коэффициентом усиления и третий положительный вход с коэффициентом усиления формируется сигнал

В результате независимо от ошибочного показания датчика скорости 4 удается получить точное (искомое) значение ε и тем самым сохранить высокую точность работы рассматриваемого электропривода.

Самонастраивающийся электропривод, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство с усилителем, электродвигатель с редуктором, выходной вал которого соединен с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом электропривода, последовательно соединенные датчик тока якорной обмотки электродвигателя, второй сумматор и интегратор, отличающийся тем, что в него дополнительно введен третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу датчика тока, а выход - к третьему входу первого сумматора и второму входу второго сумматора, третий вход которого подключен к выходу датчика скорости, а четвертый - к выходу корректирующего устройства.
САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОПРИВОД
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 291 items.
10.02.2013
№216.012.234c

Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для выделения из них примесей, например нефтепродуктов. Устройство содержит аэрирующий, флотирующий и накопительный узлы, последовательно сообщенные друг с другом. Аэрирующий узел содержит резервуар 1, выполненный с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474538
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.234d

Способ очистки нефтесодержащих сточных жидкостей

Изобретение относится к очистке нефтесодержащих сточных жидкостей и может быть использовано для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов. Способ очистки включает аэрирование через объем воздуха, находящийся под давлением, большим атмосферного, и флотирование в объеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474539
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24e3

Электромашина

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к электрическим машинам. Предлагаемая электромашина содержит герметичный корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора с открытыми пазами, в которых размещены катушки обмотки, и ротор. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474945
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2827

Способ управления подводным манипулятором в режиме зависания подводного аппарата

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами по заданной траектории. Техническим результатом является обеспечение точного перемещения рабочего органа манипулятора по желаемой траектории за счет дополнительной коррекции сигналов программного управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475799
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.305d

Электромашина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Предлагаемая электромашина содержит герметичный корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора из электротехнической стали, по внешнему диаметру шихтованный сердечник статора опирается на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477916
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.327a

Электропривод манипулятора

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления электроприводами манипуляторов. Технический результат - обеспечение полной инвариантности динамических свойств привода к изменениям его моментных нагрузочных характеристик. В электропривод содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478465
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.34f0

Электрошпиндель

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано, например, в шпиндельных узлах металлорежущих станков с высокой частотой вращения. Предлагаемый электрошпиндель содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479095
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3774

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций. Ветроэнергетическая установка содержит лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479749
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b8c

Способ управления движением динамического объекта по пространственной траектории

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям. Технический результат изобретения заключается в перемещении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480805
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.4531

Способ оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях

Изобретение относится к технике испытаний на усталость, а именно к способам испытаний материалов, в частности асфальтобетона, на усталость при циклических динамических воздействиях. Сущность: наименьший размер поперечного сечения образца, выполненного в виде балочки, составляет не менее трех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483290
Дата охранного документа: 27.05.2013
Showing 1-10 of 303 items.
10.02.2013
№216.012.234c

Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для выделения из них примесей, например нефтепродуктов. Устройство содержит аэрирующий, флотирующий и накопительный узлы, последовательно сообщенные друг с другом. Аэрирующий узел содержит резервуар 1, выполненный с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474538
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.234d

Способ очистки нефтесодержащих сточных жидкостей

Изобретение относится к очистке нефтесодержащих сточных жидкостей и может быть использовано для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов. Способ очистки включает аэрирование через объем воздуха, находящийся под давлением, большим атмосферного, и флотирование в объеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474539
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24e3

Электромашина

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к электрическим машинам. Предлагаемая электромашина содержит герметичный корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора с открытыми пазами, в которых размещены катушки обмотки, и ротор. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474945
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2827

Способ управления подводным манипулятором в режиме зависания подводного аппарата

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами по заданной траектории. Техническим результатом является обеспечение точного перемещения рабочего органа манипулятора по желаемой траектории за счет дополнительной коррекции сигналов программного управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475799
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.305d

Электромашина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Предлагаемая электромашина содержит герметичный корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора из электротехнической стали, по внешнему диаметру шихтованный сердечник статора опирается на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477916
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.327a

Электропривод манипулятора

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления электроприводами манипуляторов. Технический результат - обеспечение полной инвариантности динамических свойств привода к изменениям его моментных нагрузочных характеристик. В электропривод содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478465
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.34f0

Электрошпиндель

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано, например, в шпиндельных узлах металлорежущих станков с высокой частотой вращения. Предлагаемый электрошпиндель содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479095
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3651

Нефтедобывающая подводная платформа

Изобретение относится к судостроению и предназначено, преимущественно, для применения в районах с экстремальными метеорологическими и ледовыми условиями. Нефтедобывающая подводная платформа содержит, как минимум, три связанных друг с другом прочных корпуса, выполненных по типу, используемому в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479458
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3774

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций. Ветроэнергетическая установка содержит лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479749
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b8c

Способ управления движением динамического объекта по пространственной траектории

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям. Технический результат изобретения заключается в перемещении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480805
Дата охранного документа: 27.04.2013
+ добавить свой РИД