Устройство для управления электроприводом постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

VfTM

от

1C

01

UIHT

Un

Иэобрвтв ше относится к электротехник е и может быть использовано для регулиррвания скорости электропровода изменением питаюшего напряженвй в системе утфавляемый преофазователь -двигатель

Известно устройство для управления электрогфоводом постоянного тока, которое содержит последовательно включенные ретуляторы скорости и тока якоря двигателя, управляемый преобразователь, выходом подцапоченный к якорной цепи v двигателя, и датчик скорости я ток/а яксаря, подклкученные к входам соответствующих рйгузгшторов

Наиболее близким по технической сущности к изобретйавоо является yt5тpoйcтвo для управления электроприводом, содержащее последовательно включенные регуляторы скорости и тока якоря двигателя, управляемый преобразователь, выходом соединенный с якорной цепью двигателя датчики скорости и тока якоря двигателя, подключенные к входам соответствующих ретуляторов, и блок ограничения в цепи о атной связи регулятора скорости 2J.

Известное устройство позволяет аффективно ограничивать величину тока якоря на допустимее по перегрузочной спосо ости уровне (например, на уровне 21ц, где 1ц - номинальный ток двигателя) за счет ограничения выходного сигнала регулятора скорости, являющегося сигналом задания тока якоря. Однако темп нарастания тока якоря (производная Тока якоря) является зависимым как от величины сигнала управления, а следовательно, и величины напряжзенин на якоре двигателя, так и от ве- , личины статической нагрузки не валу привода. Ограничение произвопной тока . якоря производится выбором малой некомпенсированной постоянной времени 7 контура регулироващш тока при задании номинальной величины тока якоря.

При атом небольшие по абсолкугной величшхе язмвк&ак тока якоря, вызванные соответствующими взменевиями сигнала задания скорости привода-или колебаниями статической нагрузки, происходят со «шчительно меныаЫ скоростью нарастания тока якоря, а следовательно, при 8ТОМ снижается быстродействие контура тока и системы авторегулирования в цепом. В атом случае неи екная настройка контура регулирования тока, например, ва модульный оптимум - приводит к одновлу и тому же времени регулирования тока при задании как значительных , так и малых значений тока якоря. Длительный (затянутый) переходный процесс при отработке контуром тока малых возмущений статической нагрузки вызывает значительные по амплитуде и площади дин ические провалы и выбросы скорости электропровода.

Q Целью изофетения является повышение быстродействия электропривода.

Зта цель достигается тем, что, устройство для управления электроприводом постоянного тока, содержащее последовательно включённые регуляторы скорости и тсжа яосоря электродвигателя, управляемый преофазоватёль, выходом соединенный с якорной цепью электродвигателя, датчюш скорости и тока якоря, подключенные к вкоцем соответствующих регуляторов, и блок ограничения в цепи обратной связи рет лятора скорости, введен релейный элемент, включшный между выходом регулятора скорости и входом ре- гулятора тока, вьшолненного тфопорциональным, при этом вход релейного элем«1та соединея с выходом датчика то. ка, и ЮЕОД 1 регулятора тока - с выходом датчика скорости.

На чертеже представлена схема аяектрс

0 привода постоянного тока.

Устройство содержит последовательно вклк}чз1ные регулятор I скорости и регутшгор 2 тока, якоря, управляемый преофазоватепь 3, выходсал соединённый с якор5 кой цепью электродвигателя 4, датчик 5 скорости и датчик 6 тока якоря, подключенные к входам регуля. торов I и 2 соответственно. В цепь обратной связи регулятора I скорости

0 включен блок 7 ограничения, а межпу выходом регулятора I скорости и входом рет-улятора 2 тока включен релейный элемент 8, вход которого соединен также с датчик{ял 6 тока якбря, а вход

5 регулятора тока 2 подключен к выходу датчика 5 скорости.

Устройство работает следующим ображ м.

В установивщихся режимах работы

Q электропривода сигнал, формируемый регупягором скорости, равен среанему значению сигнала, UQT обратной связи по току якоря, срепнее значение выхоаного сигнала релЫ1ного элемента 8, переключающегося с большой частотой, равно нулю. Сигнал и 1 на выходе управляемого преобразователя 3 (в целях упрощен ая выкладок преобразователь принят беэинершюнным с линеаризованной статической характеристикой) опредепя ется суммой сигналов, пропорциональных скорости и току якоря: , где k п , KY - коэффициенты передачи , , ( усиления) управляемого преобраэоватапя и суммиругащ о усшштеля; ijКлс К г- коэффицйеяты передачи датчиков скорости и ток якоря; t - текущие значения скорое ти и тока якоря двигателя. Установившееся (среднее) значение то ка якоря О1феделявтся величиной статической нагрузки на валу привода. В динамических режимах работы элек- ,п-САЛ. p OUUVICUL ClUlZibl ЛадК тропривода, определяемых .либо изменение сигнала U. задания скорости, либо и меввнйям г-гяа.1тог.г.в „ . 1угев8Нй€м статической нагрузки на валу Щ}ивода, выходной ,Ьигнал U зт регулятора I скорости отличен от сигнала СГ,) F отрицательвой обратной связи по току якоря. При этом срабатывает релейный элемент 8 и выдает постоянное напряже; ние U пт задания 1физводной тока якоря (знак этого напряжения определяет ся знаком разности сигналов задания и обратной связи по току якоря), которое сум мируется с сигналами положительных обратных связей по и току якоря на входе регулятора 2 тока яком. В этом случае сигнал U п t Р) в операторной форме на выходе управляемого преобразователя 3 определяется выражу U«lp)--KoK Kgc-(p)tK,.(p)fU(p), ,Ток якоря двигателя определяетсявыра Ж ением; np)- Unlpbe(p) Т, -постоянная якорной цепи. После подстановки выражения для Un(P) в выражение для (р) и учитывая, что (pi,.K..Kn.f; «hi v-/R „ , получим 1 {Р1и пПР)Таким образом,ток якоря двигателя является юггегралом от сигнала заДашга производной тока, что обеспечивает при постйянном сигнале . линейный во процесс формирования тока якоря. Допустимая по условиям коммутации скорость нарастания тока якоря (производная тока) определяется величиной I т. е. порогом насьшения релейного эпемзэта 8. Максимальная °Р ограничиваетсямаксймальным сигналом U JT на вьиоде регулятора I скорости с блоком 7 оградичелятора I скорости с блоком 7 огрешвчения выходВого сигнала. Интенсивное убыв&ние разности сигналов задания я обратной связи UQT по току обеспечивает ся фуякпиошфованнем системы в релей-, Н(яд скользяш режиме (частота; переключений релейного элемента. 8 при отработке рассогласования - UQ-J- неогранячешю возрастает, поскольку с уменьшением этого рассогласования увеличивается коэффициент передачи релейного элемента при сохранении устой-1 чнвостй системы - свойство релейных систем со скользяшвм режимом работы). Таким офазом, линей({ый закон tt3мененвн тока якоря в переходных nponecV сах с максимально допустимой по условиям коммутации производной тока во всем диапазоне изменения абсолютной величины тока якоря позволяет {ачэтельно форсировать перекодные процессы в системе, Сохраткгь время регулирования и снизэтъ динамические провалы и выносы скорости 1фи колебательных статического момеюта на валу привода.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ;НИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННО- , ГО ТОКА, содержащее последовательно ,включеннь1в регуляторы скорости и тока якоря электродвигателя, управляемый преобрааователь выходом соединенный с якорной цепью электродвигателя, датчики скорости и тока якоря, подключенные к входам соответствующих регуляторов, и блок ограничения ъ цепи обратной связи регулятора скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода, в него введен релейный элемент, включеШ1ый между выходом регулятора скорости я входгал регулятора тока, .выполненного пропорциональным, при этом вход релейного элемента соединен с выходил датчика тока а вход регулятора тока - с выходом датчика скорости. -