Гибкие производственные системы, 3 страница

возрастает эде в коммутируемых секциях якоря Е = B/V_n, где Е — эде в коммутируемой секции; В — индукция в воздуш­ном зазоре; / — активная длина проводника; V_n — линейная скорость движения проводников ротора. При этом условия коммутации ухудшаются, что вызывает искрение под щетками на коллекторе.

В двигателях с электромагн^тым возбуждением для улуч­шения условий коммутации устанавливают либо дополнитель­ные полюса, обмотка которых обтекается током якоря, либо на основные полюса наматывают дополнительную силовую обмотку, включенную последовательно с обмоткой якоря. Поток дополнительных полюсов компенсирует реакцию якоря и улучшает условия коммутации, тем самым получают практи­чески одинаковый максимально допустимый ток независимо от скорости двигателя.

В высокомоментных двигателях обмотка дополнительных полюсов, как правило, отсутствует. Поэтому с ростом скорости резко снижается допустимый по условию коммутации ток якоря.

В качестве магнитных материалов для индуктора высоко­моментных двигателей наиболее широко применяют спекае­мые металлокерамические магниты, изготовленные из окси­дов железа с добавлением бария или стронция, реже — сплав­ные магниты из альнико (AINiCo) — материала с высокой индукцией и, наконец, магниты с добавлением редкоземельных элементов (самарий-кобальтовые магниты). Последние облада­ют самой высокой магнитной энергией, однако весьма дефи­цитны и дороги.

Высокомоментные двигатели исполняются закрытыми либо с естественным охлаждением, либо с принудительной венти­ляцией.

Мы рассматривали высокомоментные двигатели традицион­ного исполнения, у которых магниты расположены на статоре, а обмотка — на роторе.

Высокомоментные двигатели называются обращенными, если обмотка размещена на статоре, а магниты — на роторе. При такой конструкции двигателей улучшаются условия охлаж­дения, что позволяет уменьшить их габаритные размеры и массу. Существенным недостатком двигателей обращенной конструкции является усложнение щеточного узла при непод­вижном коллекторе и снижение максимальной скорости, осо­бенно для средних и больших машин с высокими коммутируе­мыми токами.

Отечественная промышленность выпускает несколько моди­фикаций высокомоментных двигателей. К ним относятся ма-

ломощные двигатели серий ДП, ДПУ и ДК, двигатели средней и большой мощности серии ПВ.

Как упоминалось ранее, одним из специализированных ви­дов станочных электродвигателей являются малоинерционные.

К малоинерционным беслазовым относятся двигатели с гладким полым и дисковым (штампованным или печатным) якорем.

Малоинерционные двигатели с гладким, дисковым и полым якорями имеют собственный момент инерции, значительно мень­ший момента инерции механизма, и выполняются, как правило, высокооборотными. При установке силового редуктора воз­можно согласовать моменты инерции и динамические моменты на винте и на валу двигателя.

Малоинерционные двигатели имеют невысокую электро­механическую постоянную времени вследствие небольшого диаметра гладкого якоря или малой массы дискового и полого немагнитного якорей. Кроме того, они имеют электромагнитную постоянную времени, меньшую, чем у других двигателей, из-за малой индуктивности обмотки беспазового или немагнитного якоря. Снижение индуктивности якоря позволяет также увели­чивать динамические токи без ухудшения условий коммутации.

Эти особенности малоинерционных двигателей обусловли­вают их высокое быстродействие. Ускорения, развиваемые ими, достигают 20 000 - 50 000 1/с².

Собственная частота малоинерционных двигателей значи­тельно превышает собственную частоту других двигателей, что позволяет существенно увеличить быстродействие электро­привода, а следовательно, повысить производительность станков и улучшить качество обработки деталей.

Однако быстродействие малоинерционных двигателей не всегда может быть реализовано. В ряде случаев снижение соб­ственного момента инерции двигателя приводит к отрицатель­ным последствиям: так как собственная частота электропривода и механизма становятся соизмеримыми, возможно появление резонансных явлений и, как следствие, выход из строя узла и поломка инструмента. Кроме того, малые собственные момен­ты инерции и большие ускорения, развиваемые малоинерцион­ными двигателями, вызывают в механических передачах боль­шие динамические усилия (а при наличии зазоров и удары), которые могут привести к поломке передачи. Малые моменты инерции увеличивают чувствительность привода к динамичес­кому изменению момента нагрузки. При этом возрастает нерав­номерность вращения двигателя и перемещения механических узлов (особенно на малых подачах). При наличии даже незна­чительных зазоров в механической передаче электропривод 32

работает с переменным моментом инерции, причем перемен­ный момент может существенно превышать собственный момент инерции двигателя. В результате привод становится трудно­управляемым.

Отмеченные свойства малоинерционных двигателей при­водят к ужесточению требований к конструкции и качеству сборки станков и усложнению систем стабилизирующих уст­ройств привода.

Малоинерционные двигатели имеют малую термическую постоянную времени (несколько минут) и невысокую меха­ническую прочность, что снижает общую надежность двигателя, привода и станка в целом.

Электродвигатели с дисковым печатным или штампован­ным якорем изготовляют многополюсными с возбуждением от постоянных магнитов, а с гладким якорем — в основном двухполюсными с электромагнитным возбуждением. Мощ­ность, потребляемая обмоткой возбуждения двигателя с глад­ким якорем, и нагрев за счет потерь возбуждения велики из-за увеличенного воздушного зазора между системой возбужде­ния и ротором. В связи с этим необходимо устанавливать вен­тилятор-наездник. Пристройка к двигателю вентилятора-наезд­ника увеличивает габариты, вибрацию и шум двигателя, а также вызывает дополнительное загрязнение коллектора и снижение надежности работы двигателя.

Малоинерционные двигатели с возбуждением от постоян­ных магнитов более перспективны для станков повышенной точности.

Малоинерционные дисковые электродвигатели с возбужде­нием от постоянных магнитов недолговечны из-за недостаточ­ной механической прочности дискового коллектора. Известны двигатели с дисковым ротором, но цилиндрическим коллекто­ром. Они имеют несколько больший момент инерции, но более надежны. Кроме того, их удобно встраивать в механизмы стан­ков, роботов и т.д. (из-за малых осевых размеров).

Отечественной промышленностью выпускаются малоинерци­онные электродвигатели с гладким якорем и электромагнитным возбуждением серии ПГТ и с дисковым якорем серий ДПУ и ПЯ. Как указывалось ранее, двигатели различаются по способу защиты и охлаждения.

Защищенные электродвигатели с самовентиляцией харак­теризуются существенным снижением допустимых нагрузок при уменьшении скорости, так как при этом ухудшаются усло­вия охлаждения. При широком диапазоне регулирования эти двигатели либо не применяются, либо применяются с запа­сом по номинальному току (моменту, мощности).

На защищенные электродвигатели с независимой венти­ляцией устанавливают дополнительный вентилятор (осевой или наездник), что увеличивает габаритные размеры, усложняет встройку двигателя в механизм и требует дополнительной ба­лансировки. Эти двигатели устанавливаются в механизмах главного движения, достаточно удаленных от зоны резания.

Закрытые электродвигатели могут работать с полной на­грузкой во всем диапазоне регулирования скорости, но имеют большие габаритные размеры по сравнению с защищенными. Однако при широком диапазоне регулирования закрытых ма­шин требуется увеличивать их установленную мощность (мо­мент), поэтому при правильном выборе закрытых и защищенных двигателей их габаритные размеры приблизительно одинаковы.

Закрытые двигатели можно устанавливать вблизи зоны резания, поэтому такие электродвигатели с естественным ох­лаждением широко применяют в механизмах подач металло­режущих станков.

Применение закрытых электродвигателей с наружным обдувом целесообразно лишь для достаточно больших моментов.

Несмотря на перечисленные выше достоинства двигателей постоянного тока, в последнее время наблюдается тенденция замены их двигателями переменного тока в приводах станков с ЧПУ и роботов. Это обусловлено наличием механического щеточно-коллекторного узла, снижающего надежность машины и накладывающего ограничения на возможность работы в усло­виях агрессивной окружающей среды. Щеточно-коллекторный узел требует проведения регулярных профилактических осмот­ров и ремонтов. Кроме того, он не позволяет полностью автома­тизировать производство электродвигателей постоянного тока. В силу этого создают широкорегулируемые станочные электро­приводы с двигателями переменного тока. Отсутствие подвиж­ных механических узлов позволяет устанавливать эти двигате­ли в условиях любой окружающей среды, повышать их надеж­ность и полностью автоматизировать процесс их производства. Кроме того, эти двигатели не требуют проведения профилакти­ческих осмотров и ремонтов, что позволяет их устанавливать на станки, работающие в гибких производственных системах.

5. Основные расчетные характеристики двигателей постоянного тока

Кратко рассмотрим основные параметры двигателей посто­янного тока.

Номинальный ток якоря /_н (А} — длительно допустимый ток по условиям нагрева электродвигателя. Номинальный 34

ток зависит от класса изоляции обмотки, условий охлаждения, материала коллектора и щеток, габаритных размеров и других конструктивных особенностей машины. При питании двигателя пульсирующим напряжением номинальному току соответствует эффективное значение (среднеквадратичное).

Максимальный ток /_тах (А) — кратковременно допус­тимый по условиям коммутации или размагничивания ток яко­ря двигателя. Максимальный ток зависит от скорости, наличия дополнительных полюсов, степени компенсации реакции якоря, материала и конструкции щеточно-коллекторного узла, индук­тивности коммутируемой секции обмотки якоря и т.д. Для высокомоментных двигателей максимальному току соответ­ствует ток якоря неподвижного двигателя, не вызывающий существенного (более чем на 10 %) размагничивания полюсов. Его обозначают /_тахо. Обычно максимально допустимый по условиям размагничивания ток составляет (10^20) /_н.

При питании двигателя пульсирующим напряжением за максимальный ток принимается его амплитудное значение.

Номинальный магнитный поток Ф_н (Вб) — магнитный по­ток, характеризующий магнитное поле в рабочем воздушном зазоре двигателя при нормальной скорости. Номинальный маг­нитный поток в воздушном зазоре сохраняется при регулиро­вании скорости изменением напряжения на якоре. Магнитный поток зависит от тока в обмотке возбуждения, числа витков обмотки, числа полюсов и степени насыщения магнитной систе­мы двигателя. Для высокомоментных двигателей величина магнитного потока определяется как геометрией машины, так и параметрами постоянных магнитов.

Номинальное напряжение якоря U_H (В) — длительно допус­тимое напряжение на якрре двигателя, соответствующее номи­нальной скорости. Номинальное напряжение зависит от актив­ной длины проводника обмотки якоря, числа проводников в его пазу, величины магнитного потока, линейной скорости вращения.

Номинальное напряжения возбуждения U_B (В) — длитель­но допустимое напряжение на обмотке возбуждения, определяе­мое длительно допустимым по условиям нагрева током воз­буждения. Номинальное напряжение возбуждения зависит от сопротивления и числа витков обмотки возбуждения. При многополюсной системе возбуждения U_B зависит также от схемы включения обмоток.

Максимальное напряжение якоря t/_max (В) — напряже­
ние, соответствующее максимальной скорости. Максимальное
напряжение лимитируется величиной напряжения между смеж­
ными пластинами коллектора, обеспечивающей приемлемую
коммутацию. 35

Номинальная скорость п_н (об/мин) — скорость при номи­нальном напряжении на якоре, номинальном магнитном потоке и номинальном токе якоря.

Максимальная скорость п'_тах (об/мин) — максимальная скорость при максимальном напряжении на якоре и номиналь­ном магнитном потокеФ_и.

Максимальная скорость п

(об/мин) — максимальная

скорость при минимальном магнитном потоке и номинальном напряжении на якоре U_H.

Номинальный момент М_н (Нм) — длительно допустимый момент на валу двигателя, соответствующий номинальному току якоря /_н и номинальному магнитному потоку Ф_н. При питании двигателя пульсирующим напряжением номинальный момент соответствует среднему (среднеарифметическому) зна­чению тока якоря.

Максимальный момент М_тах (Нм) — кратковременный момент на валу двигателя, соответствующий максимальному току в якоре /_тах и номинальному магнитному потоку Ф_н. Обычно кратность максимального момента меньше кратности максимального тока вследствие насыщения магнитной системы и размагничивающего действия реакции якоря. Для высоко-

ствует по условиям размагничивания максимальному току якоря при неподвижном двигателе /_тахо-

Номинальная мощность Р_И (Вт) — мощность на валу дви­гателя при номинальном моменте и номинальной скорости: Р_н ⁼ Л^н^н ⁼ О.¹05 М_нп_И. При уменьшении скорости мощность двигателя пропорционально снижается.

Электрическая мощность Р_эп (Вт) — мощность, потребля­емая двигателем из сети: Р_эп = U_H/_H, где /_н =/_я + /_в. Для высо-комоментных двигателей номинальный ток равен номиналь­ному току якоря.

Часовая мощность Р_ч (Вт) — мощность на валу двигателя, допустимая по условиям нагрева в течение 1 ч работы. Часовая мощность больше номинальной. Эта разница тем' больше, чем больше тепловая постоянная времени двигателя.

Номинальный кпд "ц (%) — отношение номинальной мощ­ности на валу двигателя к потребляемой:

0,105/W_HⁿH

V^L

100.

Момент инерции J (кг • м²) — конструктивный параметр двигателя, определяемый геометрическими размерами и мате­риалом якоря.

Максимальное теоретическое ускорение е_тах - ускорение, развиваемое двигателем без дополнительной инерционной мас­сы при максимальном вращающем моменте.

Коэффициент момента С_м (И-м/А) — момент, развиваемый
двигателем на 1 А тока якоря при номинальном магнитном
потоке: С_м =М/1. _в

Коэффициент эдс с_е (-^-), с'_е (—^^) - эдс двигателя, вращающегося со скоростью 1 рад/с (1 об/мин) при номиналь­ном магнитном потоке с_е = —^;

_с' = _£. = "н-'н^я* ^ff_fln>

en n '

н

где R - сопротивление обмотки дополнительных полюсов.

При размагничивании двигателя значения коэффициентов С_е и С_м уменьшаются.

Электромеханическая постоянная времени Т_м (с) — время, необходимое для разгона двигателя до номинальной скорости при постоянном моменте короткого замыкания, развиваемом при прямом включении якоря двигателя на номинальное на­пряжение:

^{м с}„^с„.

е м

При апериодическом процессе разгона постоянная времени равна времени достижения 0,63 установившегося значения (рис.17) заданного параметра.

Электромагнитная постоянная времени 7"_э (с) — время, необходимое для нарастания тока в обмотке якоря до 0,63 номинального значения при подаче на заторможенный якорь двигателя ступенчатого напряжения:

дп"

U=I(R

В + R

где L_n и L_Rn — индуктивности обмотки якоря и обмотки до­полнительных полюсов.

D,B3S -

Рис. 17. Кривая разгона двигателя

Собственная частота со₀ — величина, характеризующая полосу пропускания (быстродействие) электродвигателя,

?

о хГТТ

' м э

Коэффициент демпфирования | дает представление о ха­рактере изменения скорости (колебательности) электродвига­телей в переходных режимах. Он зависит от соотношения элек­тромеханической и электромагнитной постоянных времени: Г..

l=V-

AT

Тепловая постоянная времени Т_т — время нагрева обмотки якоря до значения 0,63 установившейся температуры. Тепловая постоянная зависит от материала, конструкции и геометричес­ких размеров якоря и способа охлаждения двигателя.

йИН) - на-

Крутизна напряжения тахогенератора 7_ТГ (пряжение на якоре тахогенератора при скорости 10ОО об/мин; она зависит от интенсивности магнитного поля, активной дли­ны и числа проводников обмотки якоря тахогенератора.

Минимальное сопротивление нагрузки Я_нагр (Ом) — мини­мальное значение сопротивления, при котором тахогенератор сохраняет свои точностные параметры.

Для наиболее полного использования двигателей в услови­ях, отличных от номинальных, целесообразно знать механичес­кие характеристики, представляющие собой зависимость между скоростью и вращающим моментом в длительном, повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы.

В зоне длительного режима двигатель может длительно работать при любом сочетании скорости и момента, не превы­шающем пределы длительного режима.

В зоне повторно-кратковременного режима двигатель может работать только при допустимой продолжительности включения.

6. Математическое описание двигателя постоянного тока Работа двигателя постоянного тока в статическом режиме (вращение с постоянной угловой скоростью) может быть оха­рактеризовано рядом уравнений, связывающих его основные параметры:

Р =М£2; мех

Р =UI;

эл

^Ср^Ф ' РЛ/_а

^ ^{= С}м^Ф/'^Се^=См=-60|-

£2=^-^

с.

механическая мощность на валу электродвигателя;

гдеЯ„

Р — электрическая мощность двигателя; М — вращающий момент на валу двигателя; £2 — угловая скорость двигателя;

U — напряжение двигателя; I — ток двигателя (среднее зна­чение); Ф — магнитный поток возбуждения двигателя; С — конструктивная постоянная двигателя; р — число пар полю­сов двигателя; /V_a — число параллельных ветвей обмотки.

Динамические режимы удобнее всего анализировать с помощью математической модели, соответствующей уравнени­ям, характеризующим двигатель при различных внешних воз­действиях.

Эквивалентная схема двигателя постоянного тока приведе­на на рис. 18.

По первому закону Кирхгофа приложенное напряжение уравновешивается противо-эдс двигателя Е, падением напря­жения на активном сопротивлении /Я_я и эдс электромагнит­ной индукции L_n di/dt.

U=E + iR +L di/dt.

я я

Противо-эдс двигателя может быть выражена через угло­вую скорость £2, магнитный поток Ф и конструктивный коэф­фициент С:

Е=С Ф£1=с£1. е

Вращающий момент двигателя связан с током соот­ношением

М=С Ф/ "=с/_.

Изменение скорости в динамических режимах происходит под действием динамического момента, равного разности мо­мента двигателя и момента статической нагрузки:

М =М-М;
дин _, ст'

NT =JdSl/dt.

дин

Разгон двигателя происходит под действием динамического момента, преодолевающего инерционные массы нагрузки и двигателя с моментом инерции J. Разгон начинается, как толь­ко вращающий момент двигателя превысит момент статической нагрузки. Таким образом, время разгона зависит от величины динамического момента и скорости его нарастания.

Время нарастания вра­щающего момента двигате­ля зависит от времени на­растания тока /_я, которое р_ис. ig. Эквивалентная схема двига-определяется электромаг- теля постоянного тока

нитнои постоянной времени: Г = L /R.

3 ЯН

Электромеханическая постоянная времени Г_м характери­зует зависимость времени разгона от момента инерции и воз­можного динамического момента двигатели:

Т = ^J ■ ^р

м с²

Подставив в уравнение баланса напряжений выражения его составляющих через £2, М, Т_э и Г_и и производных £2', полу­чим дифференциальное уравнение двигателя постоянного тока с постоянным возбуждением:

U = C(T T d²£l/dt² + Т dSl/dt + Щ.
м э м

Однако решение дифференциальных уравнений вызывает некоторые затруднения, поэтому дифференциальные уравне­ния можно решить алгебраическим путем, заменив символы дифференцирования d/dt оператором р.

Уравнение двигателя в операторной форме:

и=СЩТ Т р² +Т р+1).
м з^ мг

Этому уравнению соответствует структурная схема, пока­занная на рис. 19.

Передаточная функция двигателя W_RB (p) представляет собой отношение выходного параметра к входному: выход­ной параметр двигателя — скорость, входной — напряжение на якоре:

_W (_Р) _в ЛМ= УС

""дв ¹^' и(р) т Т р² + Г р+1
м э м

Приведенная передаточная функция двигателя необходима

для расчета переходных процессов, возникающих в регулируе­мом электроприводе, представляющем собой сложную систему автоматического управления. Кроме того, она может приме-

и-Е

^М \ \М,

—*-®1

'/**

/ * ТэР

Эр

дцн

м.

няться для определения реакции двигателя при скачкообраз­ном изменении напряжения на его якоре.

Пример. Пусть требуется определить кривую изменения скорости двигателя во времени при скачкообразном изменении напряжения якор­ной цепи. Известно, что

Г_м = 0,0054 с; Г_з = 0,074 с; МС = 40 '/Вс.

МС

Тогда

МС

W_na (р) = где Г

⁷м^Гэ=°-^02с-

£ - ~27 ⁼ О-¹ ^⁵' ^{так как} Двигатель в данном случае представляет собой колебательное звено (Г²_М < 4Г_МГ_Э). Переходная характеристика

двигателя

^_6t

J2W = *[ 1 +Ае ^orsin(u>t + у)}]. где * = 1/С = 40; 6=^=6,75;

А = -

1,02; to = -у _Ч/Т^1^Т= 48,3;

<р =arc cos (-£) =1,71. Таким образом,

*Я, рад/t

Vjt}= 40 [1 - I.OZe"⁶'⁷⁵'^ (48,3f+ 1,71)].

Рис. 19. Структурная схема двигателя постоянного тока

Рис. 20. Переходный процесс при пуске двигателя 4-500

2п

Как следует из рис. 20, период колебаний равен Г, = логарифмический декремент затухания

= 0,13 с, а

А, _Хт, 12 _

In — - = 0Г,, т.е. In -щ- =

i/ = l

6,75 0,13.

III. СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Как уже указывалось ранее, следящим называется электро­привод, в котором угол поворота вала электродвигателя изме­няется по заданному закону. В данном разделе основное внима­ние будет уделено элементам, специфическим для следящего привода: датчикам перемещения и частично системе ЧПУ (в аспекте управления приводом).

7. Принцип действия и основные характеристики следящих электроприводов

Следящие электроприводы применяются в механизмах подач станков с ЧПУ и роботах. Функциональная схема следя­щего электропривода подачи представлена на рис. 21.

Следящий электропривод построен по принципу подчинен­ного регулирования и содержит три контура: положения, ско­рости и ускорения. Основной, внешний контур, или контур положения, включает УЧПУ, регуляторы положения (Р/7), дат­чики перемещения {ДП), двигатель {Дв), редуктор (Р) и

Рис. 21. Структурная схема следящего привода подачи: УЧПУ — устройство числового программного управления, РП, PC, РУ — регуляторы положения, скорости и ускорения, ДУ, ДС, ДП — датчики ускорения, скорости и перемещения, ИЭ — источник энергии, СП — сило­вой преобразователь, Дв — двигатель, Р — редуктор, О — объект 42

и объект (О). В зависимости от требований, предъявляемых к статическим и динамическим характеристикам объекта, и в соответствии с его конструктивными особенностями обрат­ная связь по перемещению может охватывать не только двига­тель, но и редуктор и объект (показано штрихпунктиром и пунктиром соответственно).

Рассмотрим функциональное назначение элементов контура положения. Двигатель Дв под действием системы управления передает движение редуктору и объекту таким образом, чтобы изменение угла поворота во времени валов (или линейное пе­ремещение объекта) было пропорционально изменению сигнала задания по перемещению, вырабатываемого в УЧПУ. Основные характеристики двигателя были рассмотрены ранее.

Принципы действия датчиков перемещения, применяемых в механизмах подач станков с ЧПУ и роботах, довольно много­образны.

В зависимости от места установки датчики перемещения могут быть линейными или круговыми. Датчики перемещения формируют сигнал, содержащий информацию о перемещении. С выхода датчика перемещения сигнал поступает на вход УЧПУ. Выходные сигналы могут быть импульсной или синусоидальной формы, но они стандартизованы, что позволяет применять один и тот же датчик с УЧПУ разных типов.

Функции, выполняемые УЧПУ, многообразны; рассмотрим те из них, которые относятся к управлению следящим электро­приводом.

В соответствии с заданной программой УЧПУ формирует сигнал задания, определяющий закон перемещения объекта во времени. УЧПУ, получив сигнал от датчика перемещения, сравнивает его с сигналом задания. Разность этих двух сигналов после соответствующего преобразования подается на вход второго контура, именуемого контуром скорости, или регули­руемым приводом.

Рассмотрим подробнее процедуру формирования сигнала, управляющего регулируемым приводом.

В ранних УЧПУ задающий сигнал S₃ формировался ^в традиционном виде для большинства следящих систем: S₃ = = fit). Поступающий от датчика перемещения ДП сигнал 5_ДП, пропорциональный перемещению, вычитался из данного: AS(t)~ = S₃(t) — S_Rn(t), где AS(t) — разность между заданным и прой­денным перемещением.

В современных УЧПУ задающий сигнал формируется в виде v₃ - f(t), где v₃ — заданная скорость перемещения объек­та. Информацию о перемещении УЧПУ преобразует вид V = — f(t) путем вычисления приращения перемещения за некоторый

4» 43

период времени (\/_дп — скорость перемещения ДП, кинемати­чески связанного объектом с О). На вход регулируемого при­вода поступает сигнал управления:

U₁(t)=k_l f'AVWdt,

где AV(t) - V₃(t) — V_Rn(t). Таким образом, сигнал пропорцио­нален разности между заданным и пройденным перемещением. Наряду с основным сигналом (j_t может вводиться сигнал (Л = = k₂AV: для форсировки пуска двигателя он суммируется с Ui, а для плавного торможения вычитается. Могут быть сформи­рованы и другие сигналы, но они носят либо вспомогательный характер, либо вводятся для целей диагностики.

Для построения замкнутой системы следящего привода, вообще говоря, достаточно лишь одного внешнего контура, содержащего информацию о перемещении. Однако из теории управления известно, что наличие информации не только о выходной величине (пути), но и о ее производных (скорости, ускорении и т.д.) дает возможность достаточно точно сформи­ровать требуемую форму переходных процессов, т. е. создать систему с заданными динамическими параметрами.

Прежде чем анализировать работу следящих электроприво­дов при обработке сложных деталей, будем условно называть рабочим органом узел станка или робота, перемещающийся в плоскости и пи в пространстве, а объектом — этот же узел, перемещающийся вдоль одной из осей. Так, трехкоординатный стол вертикально-фрезерного станка с ЧПУ может двигаться по различным траекториям как в горизонтальной плоскости, так и в пространстве (если вертикальная координата перемещает стол, а не инструмент) или же вдоль какой-либо одной оси. В соответствии с двумя видами движения различают контурную ошибку — отклонение траектории истинного движения рабоче­го органа от заданной и ошибку слежения 6 — разность между заданным S₃ и истинным перемещениями объекта вдоль од­ной оси: 6 = S₃ — 5_И, где 5_И — истинное перемещение объекта (в отличие от S — перемещения датчика), причем 6, S₃, 5_ДП — мгновенные значения, имеющие размерность длины или угла.

Дата добавления: 2015-10-21