RU2099765C1

RU2099765C1 - Electrohydraulic servodrive

Info

Publication number: RU2099765C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Новоселов; Н.Н. Кокошкин; А.Р. Меркушев; А.И. Шорохов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал"
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: automatic control systems. SUBSTANCE: electrohydraulic servodrive includes sine-cosine transmitting selsyn kinematically connected with setting shaft and pickup for detecting velocity of said shaft, sine-cosine receiving selsyn, summing amplifier and hydraulic amplifier, first and second power cylinders with regulating member of hydraulic pump whose output is joined with respective pickup of cradle position. Input and output of said pickup are connected respectively with output of first tachogenerator and with second input of summing amplifier and with hydraulic motor by means of pump whose pumping and suction cavities are joined with pressure pickups. Output shaft of said hydraulic motor is joined with actuating axle and second tachogenerator whose output is connected with third input of said summing amplifier. Fourth and fifth inputs of said summing amplifier are connected with outputs of pressure pickups, its sixth input is connected with output of pickup for detecting velocity of setting axle. Shaft of pump is kinematically connected by means of coupling with shaft of gas turbine engine. Outputs of adjustable throttle are connected with inputs of first and second power cylinders. EFFECT: enhanced reliability of servodrive. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области систем автоматического управления и может быть использовано в электрогидравлических следящих приводах (ЭГСП) наведения и стабилизации при отборе мощности непосредственно от вала газотурбинного двигателя (ГТД) "с ограниченной мощностью". The invention relates to the field of automatic control systems and can be used in electro-hydraulic tracking drives (EGSP) guidance and stabilization during power take-off directly from the shaft of a gas turbine engine (GTE) "limited power".

Известны ЭГСП, у которых в качестве первичных источников энергии возможно применение как двигателя внутреннего сгорания (ДВС), так и ГТД. EGSPs are known in which both the internal combustion engine (ICE) and the gas turbine engine can be used as primary energy sources.

Однако использование рассмотренных структур ЭГСП, при использовании в качестве приводного двигателя насоса ГТД, при пиковых нагрузках, возникающих при отработке ЭГСП больших сигналов рассогласования (переброски), превышающих или близких к предельным, приводит к механическому разрушению торсионного предохранительного механизма и, как следствие, к выходу из "строя" ГТД. However, the use of the considered EGSP structures, when using a gas turbine engine pump as the drive motor, at peak loads arising during the processing of the EGSP by large mismatch signals (transfer), exceeding or close to the limiting ones, leads to mechanical destruction of the torsion safety mechanism and, as a result, to the output out of order GTE.

Ближайшим по технической сущности является ЭГСП, состоящий из последовательно соединенных СКВТ-датчика, вход которого соединен с датчиком скорости задающей оси, СКВТ-приемника, усилителя, гидроусилителя, к выходам которого подключены первый и второй силовые цилиндры, регулирующий орган гидронасоса (люлька), с которым соединен датчик люльки, насос, гидромотор, выход которого соединен с редуктором и датчиком скорости исполнительной оси и через редуктор с объектом регулирования. Нагнетающая и всасывающая полости гидропривода соединены со входами датчиков давления, выходы которых соединены со входом усилителя. С входами усилителя также соединены выходы датчика люльки и выходы датчиков скорости исполнительной оси и задающей оси. The closest in technical essence is an EGSP, consisting of a series-connected SKWT sensor, the input of which is connected to a speed sensor of the driving axis, a SKVT receiver, amplifier, hydraulic booster, the outputs of which are connected to the first and second power cylinders, the regulating body of the hydraulic pump (cradle), with which connects the cradle sensor, pump, hydraulic motor, the output of which is connected to the gearbox and the speed sensor of the actuating axis and through the gearbox with the object of regulation. The pressure and suction cavities of the hydraulic actuator are connected to the inputs of the pressure sensors, the outputs of which are connected to the input of the amplifier. The outputs of the cradle sensor and the outputs of the speed sensors of the executive axis and the driving axis are also connected to the inputs of the amplifier.

Насос соединен через муфту подключения к валу ГТД, а также с тахогенератором, выход которого соединен с датчиком люльки. The pump is connected via a coupling to the GTE shaft, as well as with a tachogenerator, the output of which is connected to the cradle sensor.

Недостатком прототипа является то, что в ЭГСП при отработке ступенчатых воздействий "перебросок" возникают пиковые нагрузки длительностью 0,2 0,5 с, которые существенно превышают по мощности номинальные значения нагрузок приводного двигателя (ГТД) мобильного объекта, что приводит к преждевременному механическому разрушению торсионного предохранительного механизма и, как следствие, к выходу из "строя" ГТД. The disadvantage of the prototype is that in the EGSP when practicing step-by-step “transfer” effects, peak loads of 0.2 0.5 s duration occur, which significantly exceed the rated loads of the drive motor (GTE) of the mobile object in terms of power, which leads to premature mechanical destruction of the torsion safety mechanism and, as a result, to the failure of the GTE.

Целью изобретения является повышение надежности привода. The aim of the invention is to increase the reliability of the drive.

Эта цель достигается тем, что в известный ЭГСП вводятся последовательно соединенные компаратор и регулируемый дроссель, причем вход компаратора подключен к выходу СКВТ- приемника, а выходы регулируемого дросселя подключены ко входам первого и второго силовых цилиндров. This goal is achieved by the fact that a comparator and an adjustable inductor are connected in series to a well-known EGSP, the comparator input being connected to the output of an SKVT receiver, and the adjustable inductor outputs being connected to the inputs of the first and second power cylinders.

Использование вновь введенных элементов схемы сравнения и регулируемого дросселя, соединенных последовательно, причем вход схемы сравнения подключен к выходу СКВТ- приемника, а выходы регулируемого дросселя подключены ко входам первого и второго силовых цилиндров, обеспечивающих снижение пиковых нагрузок на ГТД при обработке ЭГСП больших сигналов рассогласования неизвестно. The use of newly introduced elements of the comparison circuit and the adjustable inductor connected in series, the input of the comparison circuit being connected to the output of the SCRT receiver, and the outputs of the adjustable inductor connected to the inputs of the first and second power cylinders, which provide reduction of the peak loads on the turbine engine during processing of EGSP of large error signals .

На чертеже представлена структурная схема заявленного ЭГСП. The drawing shows a structural diagram of the claimed EGSP.

ЭГСП содержит последовательно соединенные синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)-датчик 1, вход которого соединен с датчиком скорости задающей оси 2, СКВТ- приемник 3, суммирующий усилитель 4, гидроусилитель 5, к выходам которого подключены регулируемые дроссель 7, связанный с компаратором 6, вход которого соединен с выходом СКВТ-приемника 3, и первый 8 и второй 9 силовые цилиндры, регулирующий орган насоса (люлька) 10, соединенный с датчиком положения люльки 11, насос 12, гидромотор 13, выход которого соединен с редуктором 15 и вторым тахогенератором (датчиком скорости исполнительной оси) 14 и через редуктор с объектом регулирования 16. Нагнетающая и всасывающая полости насоса соединены со входами датчиков давления 17 и 18, выходы которых соединены со входом усилителя 4. EGSP contains a serially connected sine-cosine rotary transformer (SCRT) -sensor 1, the input of which is connected to the speed sensor of the driving axis 2, SKVT-receiver 3, a summing amplifier 4, hydraulic booster 5, to the outputs of which are connected an adjustable inductor 7 connected to the comparator 6 the input of which is connected to the output of the SKVT receiver 3, and the first 8 and second 9 power cylinders, the regulating body of the pump (cradle) 10, connected to the position sensor of the cradle 11, pump 12, a hydraulic motor 13, the output of which is connected to the gearbox 15 and the second max the generator (speed sensor of the actuating axis) 14 and through the gearbox with the object of regulation 16. The pumping and suction cavities of the pump are connected to the inputs of the pressure sensors 17 and 18, the outputs of which are connected to the input of the amplifier 4.

С входами усилителя 4 также соединены выходы датчика люльки 11 и выходы датчиков скорости исполнительной 14 и задающей 2 осей. Насос 12 соединен с первым тахогенератором 19, выход которого соединен с датчиком люльки 11 и через муфту подключения насоса 20 к валу ГТД 21. The inputs of the amplifier 4 are also connected to the outputs of the cradle sensor 11 and the outputs of the speed sensors of the actuator 14 and the setting 2 axes. The pump 12 is connected to the first tachogenerator 19, the output of which is connected to the cradle sensor 11 and through the coupling of the pump 20 to the shaft of the turbine engine 21.

ЭГСП работает следующим образом. EGSP works as follows.

При отработке приводом больших сигналов рассогласования, напряжение, пропорциональное ошибке, поступает на входы усилителя 4 и компаратора 6. При ошибке привода, равной или большей заданного уровня, определяемого величиной максимальной допустимой динамической ошибки, U_б≥ U $\binom{8}{опор}$ вызывает срабатывание компаратора 6 и с его выхода поступает управляющий сигнал на включение регулируемого дросселя 7, который, перемыкая полости под силовыми цилиндрами 8 и 9 регулирующего органа насоса 10, уменьшает скорость переброса люльки 10 и соответственно ускорение объекта регулирования 16 до требуемой величины, снижая по величине действие пиковых нагрузок на ГТД 21. В предлагаемом изобретении при практической реализации могут быть использованы известные съемные реализации схемы сравнения и регулируемого дросселя.When the drive works out large mismatch signals, a voltage proportional to the error is applied to the inputs of amplifier 4 and comparator 6. If the drive error is equal to or greater than the specified level, determined by the maximum permissible dynamic error, U _b ≥ U $\binom{eight}{supports}$ causes the comparator 6 to operate and from its output a control signal is supplied to turn on the adjustable throttle 7, which, bridging the cavities under the power cylinders 8 and 9 of the regulator of the pump 10, reduces the speed of the transfer of the cradle 10 and, accordingly, the acceleration of the control object 16 to the required value, decreasing in value the effect of peak loads on the gas turbine engine 21. In the present invention, in practical implementation, known removable implementations of a comparison circuit and an adjustable throttle can be used.

Предлагаемое изобретение экспериментально проверено в реально действующем ЭГСП, развивающем пиковое значение мощности при "переброске" до 120 квт. Использование предлагаемого изобретения позволило снизить пиковое значение мощности при "переброске" на 20% что позволило обеспечить безотказную работу ЭГСП при работе от ГТД с предельной мощностью 100 квт. The present invention is experimentally verified in a real-life EGSP that develops a peak value of power during a "transfer" of up to 120 kW. Using the proposed invention allowed to reduce the peak value of the power during the "transfer" by 20%, which allowed to ensure trouble-free operation of EGSP when working from a gas turbine engine with a maximum power of 100 kW.

Claims

An electro-hydraulic servo drive containing a sinus-cosine rotary transformer-sensor connected in series, kinematically connected to the driving axis and a speed sensor of this axis, a sine-cosine rotary receiver-transformer, kinematically connected to the executive axis, a summing amplifier and a hydraulic amplifier connected by outputs through the first and second power cylinders with the regulating body of the hydraulic pump, the output of which is connected to the corresponding position sensor, connected input and output with correspondingly to the output of the first tachogenerator and the second input of the summing amplifier and, through a pump, the discharge and suction cavities of which are connected to pressure sensors, with a hydraulic motor, the output shaft of which is kinematically connected with the actuating axis and the second tachogenerator connected by the output to the third input of the summing amplifier, the fourth and the fifth inputs of which are connected to the outputs of the pressure sensors, and the sixth to the output of the speed sensor of the master axis, and the pump shaft is kinematically connected through the coupling with the shaft of the gas turbine engine, characterized in that, in order to improve the drive reliability, it comprises in series a comparator connected to the output of the input sine-cosine receiver rotary transformer, and adjustable choke connected to the inputs outputs of the first and second actuators.