close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13120

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13120
(13) C1
(19)
B 66B 1/24
H 02P 3/18
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА ЗАДАНИЯ ТАХОГРАММЫ
ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА
(21) Номер заявки: a 20080741
(22) 2008.06.05
(43) 2010.02.28
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования "Белорусско-Российский
университет" (BY)
(72) Авторы: Коваль Александр Сергеевич;
Шваяков Андрей Викторович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) ЧУТЧИКОВ П.И. и др. Электрооборудование лифтов массового применения. Москва: Машиностроение, 1983. C. 104-109.
BY 4960 C1, 2003.
RU 2202508 C2, 2003.
RU 2184694 C2, 2002.
SU 1690159 A1, 1991.
US 5544721 A, 1996.
JP 4338081 A, 1992.
BY 13120 C1 2010.04.30
(57)
Способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода
лифта, при котором до начала движения определяют коэффициенты ряда Фурье желаемой
тахограммы движения кабины лифта на участках разгона и торможения, содержащих участки равной длительности с постоянными значениями величин рывка и ускорения, а
именно: круговую частоту основной гармоники ωот, постоянную составляющую ряда Фурье А0, коэффициент основной гармоники А1; формируют сигнал на начало движения; определяют время разгона кабины лифта, по которому и по значению ωот формируют
Фиг. 1
BY 13120 C1 2010.04.30
текущее значение аргумента основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, по которому и по значению А1 определяют текущее значение основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, которое
умножают на коэффициент, учитывающий изменение частотных свойств электромеханической системы, образованной собственно электроприводом лифта и механической системой с упругими связями подвеса кабины лифта в функции положения кабины лифта в
шахте, и получают мгновенное значение основной гармоники; формируют участок желаемой
тахограммы движения кабины лифта на участке разгона, суммируя А0 и мгновенное значение основной гармоники; формируют участок движения кабины лифта с постоянной
скоростью; формируют сигнал на начало торможения и участок торможения аналогично
последовательности операций между формированием сигнала на начало движения и формированием участка разгона.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемых электроприводах грузоподъемных механизмов, например лифтах, требующих
формирования тахограммы движения кабины лифта.
Известен способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта, при котором формируют, как при пуске так и при торможении, участок с
постоянным рывком; сигнал задания ускорения формируют интегрированием сигнала задания рывка; сигнал задания скорости формируют интегрированием сигнала задания ускорения [1].
Однако в известном способе формирования сигнала задания тахограммы движения
присутствующие в сигнале задания гармонические составляющие являются гармоническим
возмущением для электропривода лифта и с учетом его электромеханических свойств определяют колебательный характер переходного процесса движения кабины лифта. Это
приводит к отличию реальной тахограммы движения кабины лифта от задаваемой.
Отличие реальной тахограммы движения кабины лифта от задаваемой и обеспечивает
низкую точность воспроизведения заданного закона движения и соответственно снижает
комфортность поездки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта, при котором формируют как при пуске, так и при торможении участки
движения с постоянным рывком, сигнал задания ускорения формируют интегрированием
сигнала задания рывка, сигнал задания скорости формируют интегрированием сигнала
задания ускорения [1].
Но известный способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта, принятый за прототип, имеет низкую точность воспроизведения заданного закона движения и низкую комфортность поездки.
Указанный недостаток обусловлен тем, что в сигнале задания присутствуют гармонические составляющие, являющиеся гармоническим возмущением для электропривода
лифта, и которые с учетом его электромеханических свойств определяют колебательный
характер переходного процесса движения кабины лифта. Это приводит к отличию реальной тахограммы движения кабины лифта от задаваемой, что в свою очередь определяет
низкую точность воспроизведения заданного закона движения и соответственно снижает
комфортность поездки.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности воспроизведения сигнала задания тахограммы движения и повышение комфортности поездки.
Решение указанной задачи достигается тем, что в способе формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта, при котором формируют как при
пуске, так и при торможении участки с постоянным рывком и постоянным ускорением,
2
BY 13120 C1 2010.04.30
согласно изобретению, до начала движения определяют коэффициенты ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта на участках разгона и торможения, содержащих
участки равной длительности с постоянными значениями величин рывка и ускорения,
круговую частоту основной гармоники ωот, постоянную составляющую ряда Фурье А0,
коэффициент основной гармоники А1; формируют сигнал на начало движения; определяют время разгона кабины лифта, по которому и по значению ωот формируют текущее значение аргумента основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения
кабины лифта, по которому и по значению А1 определяют текущее значение основной
гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, которое умножают
на коэффициент, учитывающий изменение частотных свойств электромеханической системы, образованной собственно электроприводом лифта и механической системой с упругими связями подвеса кабины лифта в функции положения кабины лифта в шахте, и
получают мгновенное значение основной гармоники; формируют участок желаемой тахограммы движения кабины лифта на участке разгона, суммируя А0 и мгновенное значение
основной гармоники; формируют участок движения кабины лифта с постоянной скоростью; формируют сигнал на начало торможения и участок торможения, аналогично последовательности операций между формированием сигнала на начало движения и
формированием участка разгона.
Разложение в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта при пуске и
торможении позволяет определить соотношения коэффициентов ряда Фурье при фиксированных и заданных величинах рывка, ускорения, а также временах существования участков с этими рывками и ускорениями. Так как устройство формирования сигнала задания
не входит в замкнутый контур управления системы автоматического управления электроприводом лифта, то гармонические составляющие, имеющие место в сигнале задания, являются гармоническим возмущением для электропривода лифта и, с учетом его
электромеханических свойств, определяют колебательный характер переходного процесса
реального движения кабины лифта.
Выбор равного времени движения с постоянным рывком и ускорением позволяет исключить влияние высших гармоник сигнала задания, а введение коэффициента, учитывающего изменение частотных свойств электромеханической системы, образованной
собственно электроприводом лифта и механической системой с упругими связями подвеса
кабины лифта в функции положения кабины лифта в шахте, позволяет на частоте основной гармоники сигнала задания учесть влияние электромеханической системы на формирование реального переходного процесса по скорости кабины лифта. Определение
основной гармоники в сигнале задания с учетом этого коэффициента позволяет компенсировать влияние основной гармоники как возмущающего воздействия на систему электропривода.
В результате формируется реальная тахограмма движения кабины лифта, повторяющая сигнал задания тахограммы движения, что и обеспечивает повышение точности воспроизведения сигнала задания и соответственно повышение комфортности поездки.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 приведена схема устройства,
реализующего способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 график изменения коэффициента, учитывающего частотные свойства электромеханической системы
электропривода лифта в зависимости от положения кабины в шахте.
Устройство, реализующее способ, содержит: блок 1 задания (например, потенциометр) постоянной составляющей ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины
лифта, выход которого соединен с одним входом сумматора 2; блок 3 задания (например,
потенциометр) круговой частоты первой гармоники разложения в ряд Фурье желаемой
тахограммы движения кабины лифта и выход которого соединен с одним входом первого
блока 4 умножения, выход которого соединен с первым входом блока 5 определения ос3
BY 13120 C1 2010.04.30
новной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта; блок 6 задания коэффициента при основной гармонике разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта (например потенциометр), выход которого
соединен со вторым входом блока 5 определения основной гармоники; блок 7 формирования команды на начало работы устройства, например, замыкающий контакт, выход которого соединен с одним входом таймера 8 и первым входом блока 9 логики; блок 10
формирования команды на начало торможения, например замыкающий контакт датчика
точной остановки в шахте лифта, и выход которого соединен со вторым входом блока 9
логики; блок 11 определения этажа вызова кабины лифта, например кнопка вызова на
этаж, и, выход которого соединен со входом блока 12 определения коэффициента, учитывающего частотные свойства электромеханической системы электропривода лифта, выполненного, например, в виде элемента памяти, в котором таблично заданы значения
коэффициента, учитывающего частотные свойства электромеханической системы электропривода лифта, и выход которого соединен с третьим входом блока 5 определения основной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины
лифта; счетчик 13 задания времени пуска (торможения), один вход которого соединен с
выходом таймера 8 и другим входом первого блока умножения 4, а другой вход которого
соединен с первым выходом блока логики 9 и другим входом таймера 8, а выход соединен
с третьим входом блока логики 9, второй и третий выходы которого соединены соответственно с одними входами ключа 14 и ключа 15. Выход ключа 14 соединен со входом элемента памяти 16, а выход ключа 15 соединен со входом инвертора 17. Выходы элементов
памяти 16 и инвертора 17 соединены с соответствующими входами сумматора 18. Выход
сумматора 2 соединен со вторыми входами соответственно ключа 14 и ключа 15.
Блок 5 определения основной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта образован блоком 19 вычисления функции cos от аргумента,
определяемого блоком 3 задания круговой частоты основной гармоники разложения в ряд
Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта; вторым блоком 20 умножения,
один вход которого соединен с выходом блока 19, а выход соединен с одним входом
третьего блока умножения 21 и выход, которого образует выход блока 5 определения основной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта. Вход блока 19 вычисления значения функции cos, вторые входы второго блока 20
умножения и третьего блока 21 умножения образуют соответственно первый, второй и
третий вход блока 5 определения основной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой
тахограммы движения кабины лифта, а выход сумматора 18 является выходом устройства,
реализующего способ формирования сигнала задания для электропривода лифта.
Блок логики 9 образован: первым триггером 22, выход которого образует второй выход блока логики 9 и соединен с одним входом логического элемента ИЛИ 23; вторым
триггером 24, выход которого соединен с другим входом логического элемента ИЛИ 23 и
образует третий выход блока логики 9. Первый вход триггера 22 образует первый вход
блока логики 9, второй вход триггера 22 соединен со вторым входом триггера 24 и образует третий вход блока логики 9. Первый вход триггера 24 образует второй вход блока логики 9. Выход логического элемента ИЛИ 23 образует первый выход блока логики 9.
Возможна другая реализация устройства, реализующего заявляемый способ управления. Блоки 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 16, 18 могут быть выполнены, например, в
составе микропроцессорного контроллера.
На фиг. 2 показаны: желаемая тахограмма 25 скорости кабины лифта при пуске (торможении) с обозначенными участками при пуске и торможении постоянного рывка - t1
постоянного ускорения - t2; сигналы 26 формируемые таймером 8 при пуске (торможении); сигнал 27 блока 7 формирования команды на начало работы; сигнал 28 блока 10
формирования команды на начало торможения.
На фиг. 3 показан график 29 зависимости коэффициента, учитывающего частотные свойства электромеханической системы электропривода лифта от положения кабины в шахте.
4
BY 13120 C1 2010.04.30
Способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода
лифта осуществляется следующим образом (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). До начала движения определяются коэффициенты ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины
лифта на участках ускорения и торможения желаемой тахограммы 25 скорости кабины
лифта, а именно:
круговая частота основной гармоники (1);
постоянная составляющая ряда Фурье А0 (2);
коэффициент основной гармоники А1 (3).
π
ωот =
,
(1)
3⋅ t
где t - время движения с постоянным рывком (ускорением), с.
(2)
A0 = r ⋅ t 2 ,
где r - заданный рывок м/с3, с.
A1 =
18 ⋅ r ⋅ t 2 ⋅ 3
.
π3
(3)
Вышеуказанные параметры задаются соответственно:
круговая частота ωот блоком 3 задания круговой частоты;
коэффициент А1 - блоком 6 задания коэффициента при основной гармонике;
коэффициент A0 - блоком 1 задания постоянной составляющей.
Сигнал 27 на начало движения формирует блок 7 формирования команды на начало
работы. По этому сигналу первый триггер 22 формирует на втором выходе блока 9 логики
сигнал на включенное состояние ключа 14, и логический элемент ИЛИ 23, образующий
первый выход логического блока, формирует сигнал на включение таймера 8 и счетчика 13. Таймер 8 определяет время разгона кабины лифта (сигнал 26). По этому времени и
значению круговой частоты ωот, задаваемой блоком 3 задания круговой частоты, первый
блок 4 умножения формирует текущее значение аргумента основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, по которому в блоке 5 определения
основной гармоники разложения в ряд Фурье желаемой тахограммы движения кабины
лифта, блок 19 вычисления функции cos от аргумента, определяемого первым блоком умножения 4, и второй блок умножения 20 определяют текущее значение основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта. Блок 19 вычисления
функции cos выполнен, например, в виде элемента памяти, в котором таблично заданы
значения косинуса аргумента с учетом коэффициента A1 при основной гармонике, задаваемого блоком 6 задания коэффициента при основной гармонике. Полученное значение
основной гармоники в третьем блоке умножения 21 умножается на значение коэффициента,
учитывающего частотные свойства электромеханической системы электропривода лифта,
задаваемое блоком 12 (график 29). В результате на выходе блока 5 определения основной
гармоники формируется мгновенное значение основной гармоники, учитывающее реакцию
электропривода на частоте основной гармоники. Полученное значение подается на один
вход сумматора 2, на втором входе которого присутствует значение постоянной составляющей ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, формируемое блоком 1
задания постоянной составляющей ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины
лифта. Выходной сигнал сумматора 2 через последовательно включенный ключ 14, элемент памяти 16 поступает на один вход сумматора 18. В результате на выходе сумматора
18 формируется участок желаемой тахограммы движения кабины лифта при пуске. По завершению времени пуска счетчик 13 формирует на второй вход первого триггера 22 сигнал окончания времени пуска. Первый триггер 22 отключает ключ 14 и сбрасывает
через логический элемент ИЛИ 23 в исходное состояние таймер 8 и счетчик 13. На выходе
сумматора 18 сохраняется значение сформированного сигнала задания элементом памяти 16
5
BY 13120 C1 2010.04.30
и формируется участок движения кабины с постоянной скоростью (график 26). При срабатывании блока 10 формирования команды на начало торможения сигнал 28 с блока 10 поступает на первый вход второго триггера 24. С выхода триггера 24, образующего второй
выход блока логики 9, поступает сигнал на включение ключа 15 и с выхода логического
элемента ИЛИ 23 на разрешение работы таймера 8 и счетчика 13.
Таймер 8 начинает отсчитывать время торможения кабины лифта (график 26). Работа
устройства повторяется, но напряжение с выхода сумматора 2 через последовательно
включенные ключ 15 и инвертор 17 поступает на второй вход сумматора 18. Формируется
участок торможения (график 26) в тахограмме движения кабины лифта.
Таким образом, в результате использования устройства, реализующего предлагаемый
способ формирования сигнала задания тахограммы движения для электропривода лифта,
сигнал задания при пуске и торможении формируется как сумма постоянной составляющей и основной гармоники ряда Фурье желаемой тахограммы движения кабины лифта, но
с учетом коэффициента, учитывающего частотные свойства электропривода. Использование коэффициента, зависящего от положения кабины лифта в шахте и, таким образом,
учитывающего частотные свойства электромеханической системы, образованной собственно электроприводом лифта и механической системой с упругими связями подвеса кабины лифта, позволяет на частоте основной гармоники сигнала задания учесть влияние
электромеханической системы на формирование переходного процесса по скорости кабины лифта. Определение основной гармоники сигнала задания с учетом этого коэффициента позволяет компенсировать влияние основной гармоники как возмущения на систему
электропривода. Соответственно переходной процесс по скорости кабины лифта будет
определяться отработкой электроприводом в основном постоянной составляющей в сигнале задания, что снижает колебательность переходного процесса. Снижение колебательности переходного процесса обеспечивает формирование реальной тахограммы движения
кабины лифта, повторяющей сигнал задания, что и обеспечивает повышение точности
воспроизведения сигнала задания и соответственно повышение комфортности поездки.
Источники информации:
1. Чутчиков П.И. Электрооборудование лифтов массового применения / П.И.Чутчиков, Н.И.Алексеев, А.К.Прокофьев. - М.: Машиностроение, 1983. - С. 168.: ил.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
468 Кб
Теги
by13120, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа