SU769693A1 - Excentric electric drive - Google Patents

Description

Это приводит к снижению производительности механизмов, работаюпдих в напр женном повторно-кратковременном режиме (например, манипул торов, промышленных роботов, вспомогательных прокатных механизмов), понижению точности автоматической остановки в заданных положени х , а в р де случаев - к снижению качества изделий (например, литых сл бов).This leads to a decrease in the productivity of the mechanisms, working in a stressful intermittent mode (for example, manipulators, industrial robots, auxiliary rolling mechanisms), a decrease in the accuracy of the automatic stop at given positions, and in some cases for a decrease in the quality of products , cast slabs).

Цель изобретени  - повышение производительности механизма и точности регулировани .The purpose of the invention is to increase the productivity of the mechanism and the accuracy of regulation.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в эксцентриковый электропривод, содержаш ,ий вентильный преобразователь, к которому подключен электродвигатель посто нного тока, вал которого посредством механической передачи с эксцентриком соединен с механизмом, систему управлени , состо шую из регул торов частоты врашеНИН и тока  кор , подключенные ко входам соответствуюших регул торов, задатчик и датчик частоты враш,ени  и датчик тока  кор , соединенный со входом регул тора тока  кор , преобразователь угла поворота эксцентрика в гармонический сигнал, введены компаратор и цепь из последовательно соединенных блока возведени  в квадрат и коммутируюшего элемента, включенную между выходом преобразовател  угла поворота эксцентрика в гармонический си1нал и входом регул тора тока, при этом входы компаратора соединены с задатчиком и датчиком частоты враш,ени , а выход- с унравл юш,им входом коммутирующего элемента.The goal is achieved by the fact that the eccentric electric drive contains a valve converter to which a DC electric motor is connected, the shaft of which is connected to the mechanism through a mechanical transmission with an eccentric control system, consisting of frequency controllers and a core current connected to the inputs of the corresponding controllers, setter and frequency sensor Vrash, Yeni and core current sensor connected to the input of the current regulator core, converter of the angle of rotation of the eccentric to harmonic a skip signal, a comparator and a circuit from a series-connected square raising unit and a switching element are inserted, connected between the output of the eccentric angle to harmonic signal converter and the current regulator input, while the comparator inputs are connected to the setpoint sensor and the Vrash frequency sensor, and the output - with unravl ush, it is the input of the switching element.

На чертеже изображена принципиальна  схема эксцентрикового электропривода.The drawing shows a schematic diagram of an eccentric electric drive.

Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к тиристорному преобразователю 2.The drive contains a motor 1 connected to a thyristor converter 2.

С валом электродвигател  1 св зан неносредственно или через редуктор эксцентрик 3 кинематнческой передачи к рабочему механизму 4 (нанример, к кристаллизатору машины ненрерывного лить  стальных заготовок).With the motor shaft 1, it is connected directly or via an eccentric reducer 3 of a cinematic transmission to a working mechanism 4 (for example, to the mold of a continuous casting machine of steel billets).

С валом эксцентрика 3 соединен сельси н-датчнк 5, трехфазна  обмотка которого подключена к аналогичной обмотке сельсина-приемника 6. На валу сельсинаприемника 6 установлена руко тка 7. Однофазна  обмотка сельсина 6 подключена ко входу фазочувствительного усилител  8 (демодул тора). Элементы схемы 5-8 образуют преобразователь угла поворота эксцентрика 3 в гармонический сигнал, частота которого равна частоте вращени  эксцентрика.An eccentric shaft 3 is connected to a selsi n-datink 5, a three-phase winding of which is connected to a similar winding of a selsyn-receiver 6. A handle 7 is installed on the shaft of a selsyn receiver 6. The circuit elements 5-8 form a converter of the angle of rotation of the eccentric 3 into a harmonic signal whose frequency is equal to the frequency of rotation of the eccentric.

Тиристорный преобразователь 2 имеет систему подчиненного регулировани  с регул тором 9 частоты вращени  и регул тором 10 тока. Ко входу регул тора 9 подключен задатчик 11 частоты вращени  и выход датчика 12 частоты вращени , св занного с измерителем 13 частоты вращени  (например, тахогенератором). В цепи обратной св зи регул тора частоты вращени  включен узел ограничени  14.The thyristor converter 2 has a slave regulation system with a rotation frequency regulator 9 and a current regulator 10. A regulator of rotational speed 11 and an output of a rotational speed sensor 12 connected to a rotational speed meter 13 (for example, a tachogenerator) are connected to the input of the regulator 9. In the feedback loop of the speed regulator, limiting unit 14 is turned on.

Регул тор 10 имеет четыре входа, к которым подключены выходные цепи регул тора 9, фазочувствительного усилител  8, цепь из последовательно включенных коммутирующего элемента 15 и блока 16 возведени  в квадрат, подключенного к фазочувствительному усилителю 8, и выход датчика 17 тока, соединенного с измерителем 18 тока  кор .The controller 10 has four inputs to which the output circuits of the controller 9, the phase-sensitive amplifier 8, the circuit of the series-connected switching element 15 and the squaring block 16 connected to the phase-sensitive amplifier 8, and the output of the current sensor 17 connected to the meter 18 are connected current box

Непь управлени  коммутирующего элемента 15 (например, полевого транзистора или герконового реле) соединена с выходом компаратора 19, входы которого св заны с задатчиком 11 и датчиком 12. A control unit of the switching element 15 (e.g., a field-effect transistor or a reed switch) is connected to the output of a comparator 19, the inputs of which are connected to the setting device 11 and the sensor 12.

Электропривод работает следующим образом .The drive works as follows.

Носле перевода руко тки задатчика 11 из нулевого положени  подаетс  напр жение на вход регул тора 8 и первый вход компаратора 19. До по влени  равного напр жени  на втором входе компаратора 19 на его выходе сигнал отсутствует, и коммутирующий элемент 15 подключаетс  к входу регул тора 10 и к выходу блока 16. Носле подачи напр жени  Ua.c по вл етс  напр жение t/л. т на входе регул тора 10, и его выходное напр жение воздействует на систему фазового управлени  тиристорного преобразовател  2, питающего электродвигатель 1. Начинает вращатьс  вал эксцентрика 3, привод щего в возвратно-поступательное движение рабочий механизм 4. Нри вращении сельсина-датчика 5 на однофазной обмотке сельсина-приемника 6 по вл етс  напр жениеWhen the handle of the setting device 11 is transferred from the zero position, voltage is applied to the input of the regulator 8 and the first input of the comparator 19. Until an equal voltage appears at the second input of the comparator 19, there is no signal at its output, and the switching element 15 is connected to the input of the regulator 10 and to the output of block 16. As the voltage Ua.c is applied, a voltage t / l appears. t at the input of the regulator 10, and its output voltage affects the phase control system of the thyristor converter 2 supplying the electric motor 1. The shaft of the eccentric 3 starts to rotate, causing the reciprocating movement of the working mechanism 4. While rotating the selsyn-sensor 5 on the single-phase winding of the selsyn receiver 6 appears voltage

6сп f/m sin ш( cos Ш, где Um-амплитуда напр жени ; ш : 2т:/;6sp f / m sin ш (cos Ш, where Um is the voltage amplitude; w: 2т: /;

f - частота питающей сети. На выходе демодул тора 8 возникает напр жениеf - mains frequency. The output of the demodulator 8 voltage occurs

дм дм.т sin Qidm dm.t sin Qi

(необходима  фаза устанавливаетс  поворотом руко тки 7).(the necessary phase is set by turning the knob 7).

Но первому, второму и третьему входам регул тора тока 10, имеющим независимо регулируемые коэффициенты усилени  (т. е. разные резисторы во входных цеп х), подаютс  сигналы, пропорциональные соответственно:But the first, second, and third inputs of current regulator 10, which have independently controlled gain factors (i.e., different resistors in the input circuits), are proportional to, respectively:

по 1-му входу: Мп +/„е,on the 1st entrance: Mp + / „e,

по 2-му входу: MB sin Q,on the 2nd entrance: MB sin Q,

по 3-му входу: „еА 81пШ (выходной сигнал демодул тора 8 UKj,i.msmQt возводитс  в квадрат блоком 16).on the 3rd input: „еА 81ПШ (demodulator output signal 8 UKj, i.msmQt is squared by block 16).

Сигнал по 1-му входу создает посто нную составл ющую момента электродвигател  1, котора  преодолевает посто ннуюThe signal at the 1st input creates a constant component of the torque of the electric motor 1, which overcomes the constant

составл ющую статического момента Мп и, кроме того, создает ускорение е посто нной части момента инерции /п.component of the static moment Mn and, in addition, creates an acceleration of the constant part of the moment of inertia / n.

Сигнал по 2-му входу формирует, как и в прототипе, гармоническую составл ющую момента электродвигател  1, компенсирующую гармоническую составл ющую момента нагрузки на валу.The signal at the 2nd input forms, as in the prototype, the harmonic component of the torque of the electric motor 1, compensating the harmonic component of the moment of load on the shaft.

Сигнал по 3-му входу формирует в кривой момента электродвигател  1 переменную составл ющую, создающую заданное посто нное ускорение s переменной части маховых масс.The signal at the 3rd input forms a variable component in the torque curve of the electric motor 1, which creates a given constant acceleration s of the variable part of the flywheel mass.

Узел ограничени  14 ограничивает при пуске задающее напр жение f/.э. т на уровне , соответствующем заданной величине е.Limit node 14 limits the starting voltage f / .e when starting. t at the level corresponding to a given value of e.

Обратные св зи по частоте вращени  и току  кор  подаютс  на входы регул торов 9 и 10 соответственно от тахогенератора 13 (через датчик частоты вращени  12) и измерител  тока 18 (через датчик тока 17).Feedbacks on the rotation frequency and core current are fed to the inputs of the regulators 9 and 10, respectively, from the tachogenerator 13 (via the speed sensor 12) and the current meter 18 (via the current sensor 17).

В конце пуска, когда напр жение на втором входе компаратора 19 сравн етс  с задающим напр жением f/з. с на его нервом входе, по вл етс  выходной сигнал, отключающий коммутирующий элемент 15. Одновременно станов тс  равными напр жени  /7з. с и L/0. с на входах регул тора частоты вращени  9, в результате чего он выходит из режима ограничени  и его выходное напр жение уменьщаетс  до величины , соответствующей Мп(8 0).At the end of the start-up, when the voltage at the second input of the comparator 19 is compared with the reference voltage f / c. With its nerve inlet, an output signal appears, disconnecting the switching element 15. At the same time, the voltage / 7h becomes equal. with and L / 0. c at the inputs of the speed regulator 9, as a result of which it exits the limiting mode and its output voltage decreases to a value corresponding to Mn (8 0).

На второй вход регул тора тока 10 попрежнему подаетс  сигнал, пропорциональный Мв&шШ дл  компенсации пульсаций статического момента и, соответственно, стабилизации частоты вращени  двигател .The second input of the current regulator 10 is still fed a signal proportional to MW & W to compensate for the static moment pulsations and, accordingly, to stabilize the rotational speed of the engine.

В установивщемс  режиме динамический момент равен нулю (момент двигател  равен моменту нагрузки на его валу), поэтому - dw/cK - О при любом /S.In the steady state, the dynamic moment is zero (the torque of the engine is equal to the moment of load on its shaft), therefore - dw / cK - O for any / S.

Аналогично работают элементы схемы и при торможении, обеспечива  замедление двигател  с заданной посто нной производной частоты вращени  по времениThe elements of the circuit work similarly when braking, providing a deceleration of the engine with a given constant derivative of the rotational speed over time.

rfo) rfo)

dt dt

Система регулировани  может быть выполнена с параллельной коррекцией: преобразователь угла поворота эксцентрика в синусоидальный сигнал может быть выполнен на аппаратах другого типа (например , вращающихс  трансформаторах и т. п.).The adjustment system can be performed with parallel correction: the transducer of the angle of rotation of the eccentric into a sinusoidal signal can be performed on devices of another type (for example, rotating transformers, etc.).

Преимущества данного электропривода заключаютс  в повыщении пронзводительности механизмов за счет форсированного пуска и замедлени , увеличени  точности их позиционировани  благодар  монотонному характеру процесса замедлени , удлинении срока механизмов ввиду устранени  ударов в люфтах, и в р де случаев в повыщении качества изделий (например, слитков на мащинах непрерывного лить  с эксцентриковым приводом кристаллизатора благодар  созданию неизменных динамических усилий, передаваемых на «корку -оболочку кристаллизующегос  слитка).The advantages of this electric drive are to increase the mechanism's penetration rate due to forced start and deceleration, to increase the accuracy of their positioning due to the monotonous nature of the deceleration process, lengthening the life of mechanisms due to the elimination of backlash blows, and in some cases to improve the quality of products (e.g. cast with an eccentric drive of the mold due to the creation of a constant dynamic effort transmitted to the "crust-shell crystallizing layer TKA).

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР Afb 355842, кл. В 22D 11/12, 1968.1. USSR author's certificate Afb 355842, cl. In 22D 11/12, 1968. 2. Патент США 3671828, кл .318-164/ /Н02Р 5/06/, 1970 (прототип).2. US patent 3671828, Cl. 318-164 / / НРР 5/06 /, 1970 (prototype). //// Г .,..G., .. 5 75 7 /,/, 19nineteen