Электропривод постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/04 

электродвигателя, а также подключенные к входам регулятора скорости Зсщатчик и датчик скорости и подключенный квходу первого регулятора тока датчик тока, введены регулятор пускового тока с узлом ограничения и два встречно-параллельно соединенных диода, при этом входа регулятора пускового тока соединены с задатчиком и датчиком скорости, а его выход через упомянутые диоды подключены к входу первого регулятора тока, и выход датчика скорости содинен дополнительно с входом тиристорного преобразователя.

На чертеже изобрг1Жена функциональная схема электропривода.

Электропривод содерясит последовательно соединенные регулятор 1 скорости с узлом 2 ограничения, первый регулятор 3 тока с узлом 4 ограничения, второй пропорционально-интегральный регулятор 5 тока и тиристорный преобразователь б, питающий якорную цепь электродвигателя 7, а также подключенные к входам регулятора 1 скорости задатчик 8 и датчик 9 скорости и подключенный к входу первого регулятора 3 тока датчик 10 тока.

В электропривод также введены регулятор 11 пускового тока с узлом 12 ограничения и два встречно-параллельно соединенных диода 13, при этом входы регулятора пускового тока соединены с задатчиком 8 и датчиком 9 скорости, а его выход через упомянутые диоды 13 подключен к входу первого регулятора 3 тока. Выход датчика 9 скорости соединен дополнительно со входом тиристорного преобразователя 6. Узлы 2,4 и 12 ограничения регуляторов 1,3 и 11 обладают релейной характеристикой.

Электропривод работает следуюидам образом.

Во входных цепях регулятора 1 .скорости сравниваются заданная и измеренная скорости электродвигателя. в силу релейности характеристики регулятора 1 скорости возможно получение следующих его выходных сигналов: нулевого,: если сравниваемые сигналы одинаковы, и стабильного, полярность которого определяется знаком риссогласования между сравниваемыми сигналами, а величина не зависит от величины рассогласования.. Аналогичное рассогласование выделяется на входе регулятора 11 пускового тока, усиливается, инвертируется, ограничивается и поступает на диоды 13. Если величина выходного сигнала регулятора 11 превышает прямое падение напря жения на диодах 13, то она поступает на вход первого регулятора 3 тока, где суммируется q выходным сигналом датчика 10 тока и вычитается из выходного сигнала регулятора 1 скороети. Выходной сигнал регулятора 3 тока одновременно масштабируется и интегрируется вторым регулятором 5 тока и суммируется на входе тиристорного преобразователя 6 с выходным сигналом датчика 9 скорости.

Процессы в якорной цепи двигателя постоянного тока при неизменном потоке возбуждения описываются уравнением

dl

и

Е -

idt

где и

- напряжение на выходе

преобразователя г Е - ЭДС двигателя; 1 - ток якорной цепи; R, L - активное сопротивление и индуктивность якорной цепи двигателя. Не допуская существенной погрешности, можно считать тиристорный преобразователь безынерционным звеном с коэффициентом передачи К„

п поэтому

..|,R,.L,- (;

для случая линейного изменения тока якоря двигателя с заданным, допустимым по условиям коммутации на кол- лекторе, темпом

V.--cow.

+

соответствует ускоторможению двигателя.

+ Ц(0), (г)

где 1(о) - начальное значение

якоря.

Разделив (1) на К с учетом получимh

2оЬ:

U. п Ч

1:1.

где 1„ Я R,,

Уравнение (3) можно в виде

и

и. z+

где и, ,.

Кп 9 П

Следовательно, для того, чтобы сформировать заданный, (линейный) закон изменения якорного тока двигателя, на вход преобразователя необходимо подать сумму напряжений U. и и. Напряжение U пропорционально измеренному значению ЭДС двигателя и представляет собой выходное напря,жение соответствующего датчика в опр деленном масштабе. Напряжение U может быть сформировано интегрально-пропорциональным регулятЬром 5 тока при скачкообразном входном воздействии, обеспечиваемом регуляторами 3 и 1 тока и скорости. Изменение уровня обратной связи регулятора 3 или уровня ограничения выходного напряжения регулятора 1 вызывает изменение максимальной величины тока якоря. Измене нием уровня ограничения выходного напряжения регулятора 3 можно управлять темпом изменения тока якоря. Пуск двигателя в системе путем подачи на вход ступенчатого задающего сигнала осуществляется на максимальном допустимом уровне тока (ограничение регулятора I) с заданны темпом его нарастания. Для возможности пуска двигателя с заданным темпом изменения скорости меньшим, чем максимально допустимый, и формирования соответствующей этому темпу токовой диаграммы в систему введены регулятор 11 и диоды 13. Регулятор 11 пускового тока, как видно из схемы, является пропор ональным и по сравнению с регулятором 1 обладает меньшим коэффициентом и более низким уровнем ограниче ния выходного сигнала. При пуске двигателя в этом случае на входе регулятора 3 действует разность сиг налов с выходов регуляторов 1 и 11, что соответствует пониженному уровн задания тока, меньшему току и-меньш му темпу его нарастания. Назначение диодов 13 - исключить действие регу лятора пускового тока в режиме отработки возмущений по нагрузке. Высокое быстродействие систекм обеспечивает малое изменение скорости (ЭДС) двигателя при приложении нагрузки, .что вызывает незначительное изменение выходного напряжения регу лятора 11 пускового тока, которое полностью гасится на прямом сопроти лении диодов 13. Реализация предлагаемого устройства позволяет повысить производительность механизма, оснащенного подобным приводом, за счет более полного ис- пользования габаритнЬй мощности двигателя. Выбором настроек регуляторов режим эксплуатации электрической машины можно приблизить к предельному, не опасаясь возможных перегрузок и преждевременного из носа коллектора. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и последовательно соединенные регулятор скорости с узлом ограничения, первый регулятор тока с узлом ограничения,, второй пропорционально-интегральный регулятор тока и тиристориый преобразователь, питающий якорную цепь электродвигателя, а также подключенные к входам регулятора скорости задатчйк и датчик скорости и подключенный к входу первого регулятора тока датчик тока., отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и более полного использования электродвигателя, в него введены регулятор пускового тока с узлом ограничения и два встречно-параллельно соединенных диода, при этом входы регулятора-пускового .тока соединены с задатчиксям и датчиком скорости, а его выход через упомянутые диоды подклюг, чен к входу первого регулятора.тока, и выход датчика скорости соединен дополнительно с входом тиристорного преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М., Энергия, 1979, с.516-517: 2.Гарнов В.К., Рабинович В.Б., Вишневецкий Л.М. Унифицированные систекел автоуправления электроприводом в металлургии. М., Метгшлургия, 1977, с.127-128.