Электропривод постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

() ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированному электроприводу постоянного тока, и может быть использовано в автоматизированном электроприводе стан ков. Известен электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, преобразователь, регулятор скорости, узел сравнения, тахогенератор, подключенный к входу первого диференцирующего звена, а также датчик тока электродвигателя, подключенный к входу апериодического усилителя, выход которого через второе дифференирующее звено соединен с ключом, коммутирующим корректирующие цепи регулятора скорости 1. Недостатком известного электроприцрда является низкое быстродействие на малых скоростях при реверсе и торможении под нагрузкой из-за инерционности апериодического усилителя. Формирование произв.одной статического тока происходит с запаздыванием. Кроме того, при торможении под нагрузкой происходит медленное падение тока якоря, что ухудшает динамические показатели электропривода. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, преобразователь, первый узел сравнения, регулятор скорости и второй узел сравнения,- один вход которого соединен с тахогенератором, который через последовательно соединенные дифференцирующее звено и апериодический усилитель соединен со вторым входом первого узла сравнения, третий вход которого соединен с датчиком тока электродвигателя, соединенным со вторым входом апериодического усилителяf27Недостатком указанного электропривода является низкое быстродействие под нагрузкой при реверсе и торможеНИИ. Устройство, состоящее из апериодического усилителя и дифференцирующего звена, представляет собой датчик статического момента, необходимый для компенсации погрешност скорости, вызванной статической нагрузкой. Минимальное значение постоянной времени апериодического усилителя выбирается из условий устойчивости электропривода в целом. При реверсе и торможении под нагрузкой, особенно на малых скоростях, время переходных процессов возрастает, что связано с наличием постоянной времени апериодического усилителя.: - Цель изобретения - повышение быстродействия, .Поставленная цель достигается тем, что в электропривод постоянного тока введены последовательно соединенные нуль-орган, элемент временной задержки и элемент И, а апериодический усилитель выполнен регулируемым и к его регулирующему входы подключен выход элемента И, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, подключенного входом к задающему входу второго узла сравнения. На фиг. 1 приведена блок-схема электропривода постоянного тока; на фиг, 2 - схема регулируемого, апериодического усилителя. Электропривод постоянного тока (фиг, 1) содержит последовательно соедийенные электродвигатель 1, преобразователь 2, узел 3 сравнения, регу лятор скорости, узел 5 сравнения, один вход которого соединен с тахогенератором 6, который через-последовательно соединенные дифференцирующие звено 7 и апериодический усилитель 8 соединен со вторым входом узла 3, третий вход которого соединен с датчи ком 9 тока электродвигателя, соединен ным со вторым входом, апериодического усилителя 8, последовательно соединен ные нуль-орпан 10, элемент 11 временной задержки и элемент И 12. Апериоди ческий усилитель 8 вьтолнен регулируе мым и к его регулирующему входу подк1 омен выход элемента 12 второй вход ко торого соединен с выходом нуль-органа 10, подключенного входом к задающе му входу узла 5 сравнения Регулируемый апериодический усилитель 8 (фиг. 2) хожет быть выполнен на базе операционного усилителя 13, между выходом и инверсным входом которого включены параллельно соедине ные резистор 1А, конденсатор 15 и цепь, состоящая из последовательно соединенных управляемого ключа 16 и резистора 17- Инверсный вход усилителя 13 через резистор 18 соединен с выходом датчика 9 тока, а прямой вход через резистор 19 соединен с выходом дифференцирующего звена 7. Электропривод работает следующим образом. При сигнале О на выходе нуль-органа 10 присутствует О, а на выходе элемента 11 временной задержки , поэтому на выходе элемента 12 И taкжe О. Ключ 1б замкнут и резистор 17 подключен между выходом и входом операционного усилителя 13. При пуске электропривода на выходе нульоргана 10 появляется 1, на выходе элемента 11 временной задержки, например .одновибратора - 1, так как последний формирует временную задержку только при переходе нуль-органа 10 с 1 в О, а на выходе элемента . Ключ 16 размыкается. Сигнал задания, поступающий через узел 5 сравнения, усиливается регулятором Л скорости и через узел 3 сравнения поступает на преобразователь 2, подключающий электродвигатель 1 к источнику питания. Электродвигатель 1 разгоняется и сигнал с выхода тахоге нератора 6 поступает на узел 5 сравнения и на дифференцирующее звено 7, формирующее производную скорость электродвигателя 1. При работе со статической нагрузкой в установившемся режиме на выходе датчика 9 тока появляется сигнал отрицательной обратной связи по току, поступающий на узел 3 сравнения и на инверсный вход апериодического усилителя 8. На выходе апериодического усилителя 8 появляется сигнал, противоположный по знаку сигналу датчика 9 тока. Таким образом происходит форсированное нарастание тока якоря до величины, равной статической нагрузке. Апериодический усилитель.8 и дифференцирующее звено 7 образуют датчик статического момента. Параметры дифференцирующего звена 7 и апериодического усилителя (сопротивление резисторов- 1 и 18, а также емкость конденсатора 15) выбираются такими, чтобы обеспечить устойчивость электропривода в динамических режимах и компенсацию статической составляющей тока якоря в установившемся режиме.

При реверсе сигнал задания изменяется на противоположный, на выходе регулятора k скорости сигнал также реверсируется и сигнал на выходе узла 3 сравнения начинает изменяться 5 на противоположный. Постоянная времени якорной цепи электродвигателя на несколько порядков меньше постоянной времени апериодического усилителя 8. Поэтому сигнал на выходе узла 3 срав- ю нения начинает уменьшаться медленно за счет задержанной положительной обратной связи по току. Так как сигнал задания При реверсе проходит через О, нуль-орган 10 формирует импульс, 15 воздействующий на элемент 11 временной задержки. Таким образом, на .выходе элемента 11 временной задержки появляется нулевой сигнал. Элемент 12 воздействует на ключ 16 и подключает 20 резистор 17 в обратную связь апериодического усилителя 8. Постоянная времени апериодического усилителя 8 резко уменьшается и осуществляется интенсивное падение якорного тока электро-25 двигателя 1. Аналогично происходит и торможение-электродвигателя 1 под нагрузкой. Временный интервал элемента 11 временной задержки выбирается достаточным для формирования крутизны jo падения тока. Величина резистора 17 выбирается в соответствии с требуемым перерегулированием скорости элект- родвигателя 1 при реверсе и торможении под нагрузкой.

Таким образом, электропривод обеспечи15ает повышенное быстродействие под нагрузкой при реверсе и торможении путем изменения передаточной функции апериодического усилителя.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, преобразователь, первый узел сравнения, регулятор скорости и второй узел сравнения, один вход которого соединен с тахогенератором, который через последовательно соединенные дифференцирующее звено и апериодический усилитель соединен со вторым входом первого узла сравнения третий вход которого соединен с датчиком тока электродвигателя, соединенным со вторым входом апериодического усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные нуль-орган, элемент временной задержки и элемент И, а апериодический усилитель выполнен регулируемым и к его регулирующему входу подключен выход элемента И, второй вход которого соединен с выходом нульоргана , подключенного- входом к задающему входу второго узла сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Электротехническая промышлен ность. Сер. Электропривод, 1980, ff 3, с. 20-21.