×
20.11.2015
216.013.9133

Результат интеллектуальной деятельности: САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Вид РИД

Изобретение

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.

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 201-210 of 291 items.
10.04.2016
№216.015.322b

Водогрейный котел

Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосную с ней конвективную камеру. На переднем фронте топки на ее продольной оси установлена горелка, а у заднего фронта топки установлен рассекатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580253
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.325d

Ротор электромашины

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения. Технический результат: повышение прочности ротора, снижение моментов инерции ротора, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580931
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37a7

Носовая оконечность корпуса судна

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для проектирования корпусов судов с возможностью осуществления погрузочно-разгрузочных операций на необорудованном побережье, десантных кораблей, в решении задач освоения ресурсов шельфа. Предложена носовая оконечность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582750
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.386f

Способ струйной обработки материалов

Изобретение относится к области струйной обработки материалов. Осуществляют формирование обрабатывающей струи, подаваемой из сопла на обрабатываемую заготовку. В качестве текучей среды используют расплавленный легкоплавкий сплав, гидростатическое давление которого повышают перед формированием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582412
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.388b

Способ изготовления изделий из лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе. Выполняют сушку компонентов, их подготовку и смешение, формирование изделий при нагревании термопластичного полимера. В качестве матрицы используют термопластичный полимер в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582498
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.39d2

Водогрейный котел

Изобретение относится к системам теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой. Топка и конвективная камера размещены последовательно в корпусе котла, жестко скрепленного с основанием. Экранная поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582441
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.05.2016
№216.015.3f7c

Водогрейный котел

Изобретение относится к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт. Водогрейный котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой. Продольная ось котла ориентирована горизонтально, при этом топка и конвективная камера размещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584033
Дата охранного документа: 20.05.2016
27.05.2016
№216.015.4239

Винт

Изобретение относится к области аэрогидродинамики и может быть применено преимущественно в судостроении, в качестве гребного винта или в качестве пропеллера в авиастроении. Винт содержит ступицу и лопасти. Лопасти выполнены в виде тонких, плоских упругих пластин с обтекаемыми внешними кромками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585180
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4247

Носовая оконечность корпуса судна

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для проектирования корпусов судов с возможностью осуществления погрузочно-разгрузочных операций на необорудованном побережье, десантных кораблей, в решении задач освоения ресурсов шельфа. Предложена носовая оконечность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585206
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4287

Винт

Изобретение относится к области аэрогидродинамики и может быть применено преимущественно в судостроении, в качестве гребного винта или в качестве пропеллера в авиастроении. Винт содержит ступицу и лопасти. Лопасти выполнены в виде тонких плоских упругих пластин с обтекаемыми внешними кромками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585209
Дата охранного документа: 27.05.2016
Showing 201-210 of 303 items.
20.02.2016
№216.014.e940

Топка водогрейного котла

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575591
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2b83

Судовое рулевое устройство

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к конструкциям рулевых устройств судов. Судовое рулевое устройство содержит перо руля, которое состоит из основной части и поворотной части и снабжено приводом поворота его частей. Основная часть жестко закреплена на баллере, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579454
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2ba2

Полуфабрикат мясорастительный рубленый

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мясорастительных рубленых полуфабрикатов для сбалансированного и профилактического питания. Полуфабрикат содержит мясо котлетное свиное и мясо котлетное говяжье в соотношении 1:1, в качестве источника растительного белка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579206
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2c9b

Состав для производства шоколада

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве шоколада с функциональными свойствами, обогащенного биологически активными веществами. Состав для производства шоколада содержит следующие компоненты, мас.%: какао тертое 28,0-29,0; какао-масло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579212
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cbe

Сухая смесь для приготовления напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к сухим смесям для приготовления безалкогольных напитков с повышенной биологической ценностью, преимущественно предназначенных для спортсменов и лиц с высокими физическими нагрузками. Смесь содержит 16,5-18,5 масс.% сыворотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579215
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2d87

Соевый соус

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве соевого соуса с функциональными свойствами. Соевый соус содержит термически обработанные семена сои и поджаренные измельченные семена пшеницы при соотношении 1:1, плесневые грибы культуры Aspergillus...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579220
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2dda

Сухая смесь для приготовления спортивного напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к производству безалкогольных напитков с повышенной биологической ценностью, преимущественно предназначенных для спортсменов и лиц с высокими физическими нагрузками. Сухая смесь содержит, масс. %: сыворотку подсырную сухую 25,0-27,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579211
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e12

Электромашина

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение надёжности. Электромашина содержит корпус, в котором размещен шихтованный сердечник статора с обмоткой. Внутри статора зафиксирована втулка, в которой размещен ротор, содержащий индуктор c полюсами, постоянными магнитами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579432
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e66

Радиальный магнитный подшипниковый узел

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок замкнутого цикла большой мощности. Подшипниковый узел включает полый цилиндрический корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579369
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2ea6

Способ получения антифрикционной композиции

Изобретение относится к смазочным композициям и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ. Способ включает перемешивание в углеводородном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580270
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД