×
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 211-220 of 291 items.
27.05.2016
№216.015.436d

Аэросани-амфибия

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции глиссирующего судна, предназначенного для перемещения по воде, льду и снегу. Аэросани-амфибия содержат корпус с некилеватым днищем, кабину, двигатель с воздушным винтом и аэродинамические рули. Передняя часть корпуса выполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585208
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.08.2016
№216.015.4f86

Лигноцеллюлозный полимерный композиционный материал

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе и может быть использовано для получения строительных, конструкционных и отделочных материалов, а также для изготовления мебели, товаров бытового и промышленного назначения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595655
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.514f

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 в соотношении 1:1, плесневые грибы культуры Aspergillus oryzae...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596028
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.5450

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота содержит электродвигатель, редуктор, датчики положения и скорости, сумматоры, блоки умножения, задатчики сигнала, квадраторы, дифференциатор и функциональные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593735
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.54fe

Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод

Изобретение относится к системам очистки воды и может быть использовано для очистки нефтесодержащих и сточных вод. Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод содержит ступени очистки, соединенные последовательно вдоль потока очищаемой воды и отделенные между собой посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593304
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5613

Установка для очистки нефтесодержащих и сточных вод

Изобретение относится к системам очистки воды и может быть использовано для очистки нефтесодержащих и сточных вод. Установка для очистки нефтесодержащих и сточных вод содержит по меньшей мере две ступени очистки, соединенные последовательно вдоль потока очищаемой воды и разделенные между собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593257
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c46

Способ определения общих и полициклических ароматических углеводородов в компонентах экосистемы

Изобретение относится к области экологической аналитической химии. Способ включает отбор проб массой 2-4 г, их сушку, измельчение и двухкратную экстракцию целевых компонентов дихлорметаном при воздействии на пробу ультразвуковых колебаний, фильтрование объединенного экстракта и упаривание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589897
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6003

Способ получения гречишного солода

Изобретение относится к способу получения гречишного солода. Способ предусматривает подготовку зерна гречихи, солодоращение, томление свежепроросшего солода под пленкой при постепенном повышении температуры до 45˚С в течение 24 ч, ступенчатую сушку в течение 5-6 ч при температуре 50±3˚С, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590720
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.657a

Способ получения формованной композитной мембраны

Изобретение относится к технологии получения композитной формованной мембраны на основе неорганических природных силикатов и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, где существует необходимость в очистке растворов, требующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592529
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.66ed

Самонастраивающийся электропривод

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство, усилитель, электродвигатель, связанный непосредственно с датчиком скорости и через редуктор - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592036
Дата охранного документа: 20.07.2016
Showing 211-220 of 303 items.
10.04.2016
№216.015.3023

Способ производства йогурта

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ получения йогурта включает пастеризацию молока, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание, охлаждение, внесение наполнителя из растительного сырья, перемешивание, упаковывание в тару, в качестве наполнителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580226
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3048

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 электромашины при высоких окружных скоростях,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580932
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.30cb

Способ струйной обработки материалов

Изобретение относится к струйной резке заготовки. Обеспечивают выталкивание текучей среды из сопла на обрабатываемую заготовку с обеспечением формирования режущей струи. В качестве текучей среды используют расплавленный легкоплавкий сплав, гидростатическое давление которого повышают перед...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580268
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.30df

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: увеличение индукции на полюсах, снижение моментов инерции ротора, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580676
Дата охранного документа: 10.04.2016
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
+ добавить свой РИД