СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 1997 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и предназначено для использования в системах электроприводов, получающих электропитание от сетей соизмеримой с ними мощности, например, в автономных установках, а также приводах горных машин и др.

Известны способы управления электроприводами, включающие подчиненное регулирование тока с ограничением (Перельмутер В.М. Сидоренко В.А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. М. Энергоатомиздат, 1983, с. 206 210, рис. 6.19; а.с. СССР N1145438, 1983, кл. H02P 5/06).

В таких электроприводах, реализованных по принципу подчиненного регулирования координат, осуществляется управление технологическим параметром, например скоростью, с одновременным зависимым от этого процесса управления регулированием тока при его ограничении на заданном уровне. Величина этого ограничения обычно определяется требованиями к динамическим характеристикам системы и перегрузочной способностью оборудования и составляет (1,3 - 3)I_н. В системах электроснабжения, характеризующихся соизмеримыми мощностями питающих систем и нагрузок, увеличение токов электроприемников во многих случаях вызывает отклонения и колебания напряжения. Это отрицательно влияет на функционирование других потребностей, т.е. нарушает нормальные условия работы электроприемников в системе электроснабжения.

Таким образом, недостаток известных способов управления электроприводами нарушение электромагнитной совместимости оборудования в системе электроснабжения.

Из известных технических решений наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому является способ управления электроприводом, включающий подчиненное регулирование тока с ограничением (Башарин А.С. Новиков В.А. Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л. Энергоиздат, 1982, с. 74 77, рис. 2 19). В устройствах, реализующих такой способ, осуществляется управление технологическим параметром, например скоростью, с одновременным подчинением регулирования тока и его ограничением на заданном уровне. В системах электроснабжения, характеризующихся соизмеримыми мощностями питающих сетей и нагрузок, увеличение токов электроприемников во многих случаях вызывает отклонения и колебания напряжения. Это отрицательно влияет на работу потребителей, т. е. нарушает нормальные условия функционирования других электроприемников в системе электроснабжения.

Следовательно, недостаток известного способа управления электроприводом
нарушение электромагнитной совместимости оборудования в системе электроснабжения.

Цель изобретения обеспечение электромагнитной совместимости оборудования в системе электроснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления электроприводом, включающем подчиненное регулирование тока с ограничением, дополнительно измеряют отклонение напряжения в питающей сети от номинального значения и в зависимости от величины этого отклонения измеряют уровень ограничения тока по закону

где I₀ уровень токоограничения:
I₁ и I₂ максимальный и минимальный уровни токоограничения;
U₆ величина отклонения напряжения питающей сети от номинального значения;
α коэффициент пропорциональности;
DU₃ значение отклонения напряжения, соответствующее току I₂ при заданном α.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема системы электропривода, реализующей предлагаемый способ.

Устройство содержит задатчик 1, регулятор скорости 2, регулятор тока 3, шины питающей сети 4, усилитель мощности 5, измерительный преобразователь отклонений питающего напряжения от номинального значения 6, электродвигатель 7, датчик скорости 8, блок токовой отсечки 9, датчик 10.

В рассмотренном устройстве задатчик 1 и датчик 8 скорости подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам регулятора скорости 2, выход которого соединен с суммирующим входом регулятора тока 3, вычитающий вход которого через блок токовой отсечки 9 соединен с выходом датчика тока 10, а выход через усилитель мощности 5 подключен к якорной обмотке двигателя 7, последовательно с которой включен датчик тока 10, измерительный преобразователь отключений питающего напряжения от номинального значения 6 включен между шинами питающей сети 4 и управляющим входом блока токовой отсечки 9.

Управление электроприводом осуществляется следующим образом. Якорная обмотка двигателя 7 подключена к выходу усилителя мощности 5. Регулирование скорости W двигателя 7 осуществляется изменением напряжения на якорной обмотке. Скорость двигателя 7 измеряется с помощью датчика скорости 8, например, тахогенератора. Ток двигателя 7 измеряется с помощью датчика тока 10, например, шунта.

На суммирующий вход регулятора скорости 2 поступает сигнал U₁, пропорциональный требуемому значению скорости двигателя 7. На вычитающий вход этого регулятора 2 подается сигнал U₈ с выхода датчика скорости 8. В регуляторе скорости 2 происходит вычисление ошибки регулирования e = U₁-U₈ и преобразование ее в соответствии с типовым законом регулирования, например, П- или ПИ-.

Сигнал U₂ с выхода регулятора скорости 2 поступает на суммирующий вход регулятора тока 3, на вычитающий вход которого поступает выходной сигнал U₉ блока токовой отсечки 9, который имеет вид

Статическая характеристика блока токовой отсечки приведена на фиг. 2. Действие нелинейной обратной связи осуществляется следующим образом. Если ток якорной обмотки двигателя |i|<I₀, отрицательная обратная связь по току обеспечивает уменьшение тока в переходных режимах. Если ток якорной обмотки превышает допустимое значение I₀, увеличивается коэффициент отрицательной обратной связи по току, в результате чего в системе действует режим токовой отсечки, т.е. ток ограничивается на уровне I₀. Сигнал U₃ с выхода регулятора тока усиливается по мощности усилителем 5, выход которого подключен к якорной обмотке двигателя 7.

Величина токоограничения в системе регулируется в зависимости от выходного напряжения измерительного преобразователя 6, который формирует сигнал
U₆ U₄ U_н,
где U₄ измеренное значение напряжения,
U_н номинальное напряжение питающей сети.

Регулирование значения I₀ производится в соответствии с зависимостью

График зависимости величины токоограничения I₀ от отклонения напряжения U₆ показан на фиг. 3.

Так как увеличение тока нагрузки приводит к возрастанию падения напряжения в питающей электрической сети и, следовательно, к снижению напряжения на зажимах электроприемников, то ограничение тока электроприемников позволяет уменьшить отклонения и колебания напряжения в системе. Уменьшение уставки токоограничения при снижении напряжения в сети дает возможность уменьшить влияние нагрузки на режим напряжения в питающей сети и, следовательно, обеспечить электромагнитную совместимость оборудования в системе электроснабжения.

Таким образом, предлагаемый способ управления по сравнению с известными обеспечивает улучшение электромагнитной совместимости оборудования в системе электроснабжения.

Использование предлагаемого технического решения в автоматизированном электроприводе позволит улучшить режим работы электрооборудования.

Использование: в электроавтоматике для обеспечения электромагнитной совместимости оборудования в системе электроснабжения, характеризующейся соизмеримыми мощностями питающей сети и нагрузок. Сущность: способ заключается в управлении режимом работы двигателя с подчиненным регулированием тока с его ограничением. Токоограничение регулируется в зависимости от величины отклонения питающего напряжения от номинального значения. Уменьшение величины токоограничения при снижении питающего напряжения позволяет уменьшить падение напряжения в сети и отклонения и колебания напряжения на зажимах электроприемников. 3 ил.

Способ управления электроприводом, при котором осуществляется подчиненное регулирование тока с ограничением, отличающийся тем, что дополнительно определяют отклонение напряжения питающей сети от номинального значения и изменяют уровень ограничения тока по закону

где I₀ уровень токоограничения;
I₁ и I₂ максимальный и минимальный уровни токоограничения;
U₆ величина отклонения напряжения питающей сети от номинального значения;
α - коэффициент пропорциональности;
ΔU₃- значение отклонения напряжения, соответствующее току I₂ при заданном α.е