Устройство для адаптивного регулирования тока вентильного электропривода Советский патент 1984 года по МПК H02P5/06 

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся, тем, что блок сумг мирования и запоминания результата содержит два узла выборки и хранения, ключ и сумматор, причем к первому входу сумматора подключен один узел выборки и хранения, вход которого является третьим входом блока суммирования н запоминания результата, второй и третий входы сумматора являются соответственно первым и четвертым входами блока суммирова ния и запоминания резу гтьтата, выход .сумматора через ключ соединён с другим узлом выборки и хранения, выход которого является выходом блока суммирования и зaпo ffIHaния результата, управляющий вход ключа является вторым входом блока суммирования и запоминания результата.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТР.ОПРИВОДА, содержащее регулятор трка переменной структуры (ПИ в режиме непрерывного тока, И - в режиме прерывистого тока), выход которого предназначен для подключения к преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока, подключенный к регулятору тока переменной структуры, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него ; дрполнительно введены узел ограничения, подключенный к. регулятору тока переменной структуры, измеритель временного интервала, соединенный с индикатором наличия тока, блок суммирования и запоминания результата, соединенный первым входом с регулятором тока переменной структуры, два ключа и блок управления, причем . вход блока управления соединен с индикатором наличия тока, а первый выход блока управления - с управляющим входом первого ключа, включенного между узлом ограничения и первым выходом блока суммирования и запоминания результата, второй выход - со вторым входом блока суммирования и запоминания результата,а третий - с управляющим входом второго ключа, включенного между..выходом регулятора тока переменной структуры и третьим входом блока суммирования и .запоминания результа- 2 та, выход-измерителя временных ин- тервалов соединен с четвертым входом блока суммирования и запоминания результатов.

.Изобретение относится-к электротехнике и может быть использовсшо в электроприводах прстрянного тока, содержащих контур регулирования тока.

Известно устройство для адаптив-т ного регулирования тока вентильного электропривода, осуществляющие компенсацию различия динамических свойств объекта в режимах непрерывного и прерывистого тока. В известном устройстве применен регулятор тока переменной структуры, различной для режимов непрерывного и прерывно-того тока, причем в режиме прерывистого тока передаточный коэффициент интегральной составлякацей закона регулирования существенно возрастает, чем компенсируется увеличение эквивалентного сопротивления якорной цепи в этом режиме Ц11.

Наиболее близким техническим решение к изобретению является устройство для адаптивного регулирования тока вентильного электропривода, содержащее регулятор тока переменной структу1ял (ПИ - в режиме непрерывного тока, И - в режиме прерывистого тока), выход которого предназначен для подключения к преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока, подключенный к .регулятору тока переменной структуры t2i. :.

Недостатком известных устройств вляется то, что если в режиме прег ывистрго тока задающий сигнал на входе регулятора возрастает скачком на значительную величину, соответствующую установившемуся режиму нерерывного тока, то выходной сигнал егулятора получит избыточное прираение из-за повышенного передаточного коэффициейта. Когда ток станет непрерывным, передаточный коэф(1ицинт регулятора уменьшится, но ранее cфop aIpoвaвшийcя избыток выходного сигнала вызывает.выбрЬс тока якоря сверх заданной величины. Этот выброс затухает по экспоненте с постоянной

времени якорной цепи, т;.е. относительно медленно по сравнению с быстродействием контура регулирования непрерывного тока. , Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для адаптивного регулирования тока вентильного

электропривода, содержс1щее регулятор тока переменной структуры (ПИ -. в режиме непрерывного тока, И - в режиме прерывистого тока), выход которого предназначен для подключения к

преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока,подключенный к регуля.тору тока переменной структуры,.дополнительно введены узел ограничения, прдключенный к

регулятору тока переменной структу-ры, измеритель временного интервала, соединенный с индикатором наличия тока, блрк суммирования и запоминания результата, соединенный первым

входом с регулятедюм тока переменной структуры, два ключа и блок управления, причем вход блока управг: ления соединен с индикатрррм наличия тока, а первый выход блока управления - с управлямцим входом первого ключа, включенногр между узлом ограничения и первым выхрдрм блока суммирования и запоминания результата, вторрй выход - с втррым вхрдрм блрка суммиррвания и запрминания результата, а третий - с управляющим входом втррогр ключа, включеннргр между выходом регулятора трка переменной структуры и третьим ВХРДРМ блрка суммирования и запоминания результата, выход измерителя временных интервалрв срединен с четвертым вхРДРМ блрка суммиррвания и запрминания результатрй.

Кррме тргр, блрк суммиррвания и запрминания результата срдержит узла выбррки и хранения, ключ и сумматрр, причем к перврму вхрду сумпатрра прдключен рдин узел выбРрки и хранения, вход -которого является третьцм входом блока суммирования и запоминания результата, второй и третий входы сумматора являются соответственно первым и четвертым вхо дами блока суммирования и эапомина. ния результата, выход сулалатора через ключ соединен с другим узлом выборки и хранения, выход которого является выходом блока суммирования и запоминания результата, управляющий вход ключа является вторым входом блока суммирования и запоминания результата. На фиг. 1 представлена схема уст ройства на фиг.2 и 3 - диаграм 1,по яснякхцие работу устройств.а. Устройство содержит регулятор тока 1 переменной структуры, выход которого предназначен для подключения к преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока 2, подключенный к регулятору тока 1 переменной структуЕил. Кроме того, устройство содержит узел ограничения 3, подключенный к регулятору тока 1, измеритель временного интервала 4, соединенный с индикато ром наличия тока 2, блок 5 суммирования и эапо1«1нания результата, сое диненный перклм входом с регуляторо тока 1, ключи 6 и 7 и блок управления 8, причем первый вход блока управления 8 соединен с первым выходом индикатора наличия тока 2 первый выход - с управляющим входом ключа 6, включенного между узлом ограничения 3 и первым выходом блока 5, второй выход - с вторым входом блока 5, а третий - с управляющим входом ключа 7, включенного между выходом регулятора тока 1 и третьим входом блока 5, выход измерителя временных интервалов 4 соеди нен с четвертым входом блока 5. Блок 5 содержит узлы выборки и зфанения 9 и10, ключ 11 и сумматор 12, причем к первому входу сумматор подключён узел выборки и хранения 9 вход которого является третьим входом блока 5, второй и третий входы сумматора 12 являются соответственно первым и четвертым входами блока 5, выход сумматора 12 через ключ 11 соединен с узлом выборки и хранения 10, выход которого является выходом блока 5, управляющий вход ключа 11 является вторым входом блока 5. Устройство содержит также сумматор 13, соединенный с регулятором тока 1. Один вход сумматора 13 подключен к индикатору наличия тока 2. Устройство работает следующим образом. На входе регулятора тока 1 суммируются сигналы задания Jj и обратной связи Зое . Последний сигнал поступает также на вход индикатора наличия тока 2, который осуществляет переключение структуры регулятора тока 1 в зависимости от наличия или отсутствия тока.. Измерител) временного интервала4, выполненный, например, в виде интегратора, сброшен в нуль при наличии тока и производит отсчет длительности бестоковой паузы при отсутствии тока. Блок управления 8 работает циклически, причем начало цикла формируется при поступлении очередного управлякхцего импульса, х,... х от m фазного вентильного преобразователя в начале кал(дого тока его работы. Если в конце предыдущего.такта была бестоковая пауза .е. имеет место режим прерывистого тока), то соответствующий .сигнал индикатора наличия тока 2 запоминается в блоке управления. 8 и с его соответствующего выхода поступает на кл1дч 6, замокая его в течение всего очередного такта. При этом выходной сигнал узла выборки и хранения 10 передается на вход узла оградичения 3, чём ограничивается скорость нарастания выходного сигнала Up регулятора тока 1, В момент начала очередного такта , работы вентильного преобразователя выходной сигнал сукшатора 12 пропорционален cyfMe сигналов на выходах следующих звеньев: регулятора тока 1, измерителя временных интервалов 4 и первого узла выборки и хранения 9, где хранится сигнал, запомненный . в начале предашущего такта. Блок управления 8 вырабатывает два последовательных коротких управляющих импульса IJ. 2 и цЗ. Импульс ц 2, выработанный после окончания бес.токЬвой паузы замлкает ключ 11, вследствие чего выходной сигнал сумматора 12 запо1 а1нает.ся во втором узле выборки и хранения 10 на весь очередной такт работы вентильного преобразователя. Импульс ij 3 замлкаех. ключ 6, выходной сигнал регулятора тока 1 запоминается в nepisoM узле выборки и хрсшения 9 для использования в iследующем цикле работы устройства. Такт работы вентильного преобразователя представляет собой временной промежуток между двумя последовательными включениями ветвей преобразователя. В режиме прерывистого тока он состоит из интервала проводимости и бестоковой паузы длительностью Ch. На фиг. 2 изображена диаграмма напряжения для трех последовательных тактов работы-преобраэоваееля, причем otth-l), oLW, .°ЦИ+1) - углы регулиро вания преобразователя в предыдущем, очередном и наступающем тактах;

oi.(n+l) , oLi(+ 1) - предельно допустимые углы регулиро вания в наступающем такте; - ) бестоковая пауза в

(n-li-M такте V - мгновенное напряжение

преобразователя} Е - лротиво-ЭДС двигателя}

- длительность такта в

угловых единицах; m - число фаз преобразователя.

Для того, чтобы ток в наступаюцем (.г + 1) -м такте был прерывистым или гранично-непрерывным, необходимо выполнение двух условий: включение вентилей очередной ветви должно произойти не ранее, чем прекратится ток

предыдущей ветви, т.е.

«(гчи-)хо1(п+.и), .С1)

длительность тока в (h + 1) -lyr такте не должна превышать длительности

2Йтакта, равной -frf . «

fnv1 : -.3C2 (nf-j).

2)

. В случае, изображенном на диаграм- ме (фиг, 2) , c3i.2. (П + 1 ) C3L (f + 1, ., т.е. второе условие является опреде- 30 лякядим для ограничения угла регулирования в следующем такте.

Для режима прерывистого тока кривая напряжения в интервале проводи- 35 мости незначительно отличается от прямой.При пренебрежении этим отличием предельные углы oi-i(n+l У .7(п-ь1). определяются формулами

oL,(ni-i).dl kxVLtv,:v,HV4(v)-oL{n-l)l 3) 40 otl(nM).oU«).tlh|M2 t63M) . :

Регулятор тока 1 воздействует на

45

вентильный преобразователь таким образом, что приращение угла регулирО1вания д oL пропорционально по в личине и противоположно по знаку при- . ращения выходного сигнала регулятора и Vp . Из формул СЗ) и (4) выте- 50 кают условия ограничения допустимого приращения выходного сигнала регулятора дУр(п + 1 ) в следующем (n-i-1) -м такте-: ,

uVp(nti)4iV(«p() , причем

uVorp()iit«{«-lVVp(i -tVVp(vi) U если Votp(n-H)CO

() . (7V

/ . X

если Vorp() ,

где К - масштабный коэффициент; Vp(h-l) и Vp(n - выходные сигналы регулятора в начале двух последних тактов.

Ка фиг. 3 приведены В1ременные диаграм1 &1 сигналов на выходе различных элементов устройства, причем обозначения сигналов совпадают с обозначениями узлов на фиг, 1, На фиг. 3 приведена диаграмма управляющих импульсов х ...х, а также кривые прерывистого тока двигателя L (vS) и длительности t бестоковых пауз, далее изображены диаграммы выходного напряжения, индикатора наличия тока, измерителя временных интервалов K.tn выходные сигналы регулятора Up ( / блока ограничения 3 и блока управления (,Ц2, аЗ) соответственно. Сигнал, поступающий в блок ограничения 3 скорости (Vorp) ° второго узла выборки ихранения 10 формируется в соответствии с формулами {6) и (7) в моменты генерирования блоком управления 8 импульсов . В течение такта величина VOTP не меняется. .. .

Данное изобретение, ликвидирующее бросок тока, снимает ограничения в настройке адаптивного регулятора, позволяет приблизить быстродействие контура тока и режиме прерывистого тока к предельному. Это открывает возможность повышения быстродействия для внешнего контура регулирования скорости, а следовательно, улучшения динамических показателей системы электропривода в целом.