Система регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением Советский патент 1984 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может -быть использовано в системах двухэонного регулирования частот.ы вращения. электродвигателя постоянного тока.

Известны системы регулирования . потока с токоограничением, содержащие контур потока, контур ЭДС, узел задания ЭДС, а также контур регулиг рования тока якоря, где управление потоком во всех режимах, в том числе и режимах токоограничения, зависит от ЭДС двигателя ij- .

Недостатками данных систем являются неполное использование мощност Из-за зависимого от ЭДС двигателя уравления потоком, и значительное падение частоты вращения при ударны нагрузках.

Наиболее близкой к изобретению п технической сущности является система регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением, содержащая последовательно соединенные блок задания потока с потенциометром задания номинального потока, регулятор куба потока с блоком ограничения, регулятор производной потока с блоком, ограничения, тиристорный возбудитель, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя, датчик потока, содиненный со вторь входсж регулятора куба потока, датчик производной потока, подк/воченный ко второму входу регулятора производной потока, последовательно соединенные датчик тока якоря, вьшрямитель и источник опорного напряжения, связанный с регулятором куба потока 2 .

Недостатками извпстной системы регулирования являются снижение быстродействия электропривода из-за использования трехконтурной системы регулирования потока, причем применяемая схема токоограничения не позволяет, уменьшить число контуров регулирования, ухудазение качества переходных процессов из-за работы р егулятора производной потока в период действия токовой отсечки в режиме ограничения, что приводит к накоплению ошибки регулирования, максимальный темп восстановления потока в период действия токоограничения , определяемый ограничением регулятора куба потока, не всегда достаточный для надежной работы токовой Отсечки, что .приводит к отключению электродвигателя от максимальной токовой защиты, отсутствие возможности регулировать уставку токоограничения.

Целью изобретения является повышение быстродейстяия и улучшение

качества переходных процессов электропривода с системой регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением.

Поставленная цель достигается

5 .: тем, что в систему регулирования , потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением, содержащую последовательно соединенные блок за дания потока с потенциометром зада0 ния номинального потока, регулятор куба потока с блоком ограничения, регулятор производной потока с блоксм ограничения, тиристорный возеЗудитель, выход которого предназна5 чен для подключения к обмотке возбузедения электродвигателя, датчик потока, соединенный с вторым входом регулятора куба потока, датчик производной потока, подключенный к втоQ рому входу регулятора производной потока, последовательно включенные датчик тока якоря и выпрямитель, а также источник опорного напряжения, связанный с регулятором куба пото5 ка, введены усилитель с блоком ограничения, выход которого соединен с третьим входом регулятора производной потока, первый узел сравнения, включенный между первым вхоQ дом усилителя и датчиком потока, второй узел сравнения, включённый между вторым входом усилителя и выпрямителем, второй источник опорного напряжения и два потенциометра, соединенные с источниками опорного напряжения, причем источники опорного напряжения подключены к соответствующим узлам сравнения, а потенциометр первого источника опорного напряжения сблокирован с потенциомет0 ром задания номинального потока,

На чертеже представлена блок-схема системы регулирования потока электродвигателя постоянного тока с

5 токоограничением.

Блок-схема содержит последовательно соединенные блок 1 задания потока с потенциометром 2 задания номинального потока, регулятор 3 куба потока с блоком 4 ограничения, регулятор 5 производной потока с блоком 6 ограничения, тиристорный возбудитель 7 электродвигателя, датчик 8 потока, соединенный со вторым входом регулятора 3 куба потока,

5 датчик 9 производной потока, подключенный ко входу регулятора 5 производной потока, последовательно включенные датчик 10 тока якоря и выпрямитель 11, а также, усилитель 12

0 с блоком 13 ограничения, выход которого соединен с третьим входом регулятоЕ)а 5 производной потока, первый узел 14 сравнения, включенный между п«рвь 1 входом 15 усилителя и

5 датчиком 8 потока, второй узел 16

сравнения, включенный между вторым входом 17 усилителя и выпрямителем 11, источники 18 и 19 опорного напряжения.с потенциометрами 20 и 21, соединенные соответственно с первым 14 и вторым 16 сравнения, а потенциометр 2 задания номинального потока сблокирован с потенциометром 20 источника 18 опорного напряжения.

Сист.ема работает следующим образом.

Система регулирования потока содержит контур регулирования потока двигателя (внешний) с регулятором 3 куба потока, на входе которого сравниваются сигнал с блока 1 задания потока и напряжение обратной связи от датчика 8 потока, а блок 4 ограничения регулятора 3 определяет .. темп изменения потока в функции Ф при быстрых изменениях выходного напряжения блока 1. задания потока, а также контур регулирования производной потока (внутренний) с регулятором 5 производной потока, на входе которого сравниваются задающий сигнал с выхода регулятора 3 куба потока и напряжение обратной связи от датчика 9 производной потока, а блок 6 ограничения регулятора 5 определяет максимальное напряжение тиристорного возбудителя 7 электродвигателя (форсировку). Во всех рабочих режимах сигнал регулятора 5 не достигает уставки ограничения.

При вращении электродвигателя до основной скорости, когда ток якоря не достигает уставки токоограничения, напряжение на выходе блока 1 задания потока равно максимальному tlj и устанавливается потенциометром 2 задания номинального потока, а поток при этом имеет значение . При работе электродвигателя со скоростью выше основной, изменение потока с задаваемого л до минимального Фщцц осуществляется за счет из менеиия выходного сигнала блока 1 задания потока от максимального Uj до минимгильногр (яВ режимах токоограничения система работает следующим образом.

Напряжение с датчика 10 тока якоря выпрямляется в выпрямителе 11 и поступает на вход узла 16 сравне НИН. Пока ток якоря электродвигател не npeBBBjjaeT допустимого значения лоц сигнал на выпрямителе меньше напряжения Ч onz источника 19 опорного напряжения, при этом сигнал на выходе узла 16 сравнения отсутствует. Величина опорного напряжения источника 19 регулируется потонииометром 21. Если напряжение с выпрямителя 11 превышает Ьощ то на выходе узла сравнения появляется сигнал, равный разности( --Uonz) f

поступающий на второй вход 17 усилителя 12. Напряжение с выхода усилителя 12 воздействует на регулятор 5 производной потока с целью снижения темпа ослабления потока 5 (либо восстановления потока электродвигателя) . Ток якоря электродвигателя при этом стабилизируется за счет изменения его динамической составляющей. 0 Возможны режимы работы электропривода, когда поток может превысить максимальный работе электродвигателя с токоограничением до основной скорости вращения, либо в

5 период восстановления потока электродвигателя под действием токовой отсечки). .

Для устранения подобных режимов в схему введена так называемая отсечка по потоку, состоящая из дат- . чика 8 потока, первого узла 14 сравнения, источника 18 опорного напряжения с потенциометром 20. Как только сигнал с датчика 8 потока U(p превысит уставку, определяемую источником 18 опорного напряжения и onf, на выходе первого узла 14 сравнения появится .напряжение, противоположное по знаку сигналу выпрямителя 11 и

равное разности идф - Поп4. Это напряжение прикладывается к первому входу 15 усилителя 12 и компенсирует действие токовой отсечки (от выпрямителя И) в зоне изменения потока

от до .

Поток Q , при котором вступает в действие отсечка по току, определяется уставкой источника 18 опорного напряжения, которая выставляется потенциометром 20. Обычно составляет (1,01-1,03) задаваемого. Ф. Таким образом, отсечка по потоку Действует на стабилизацию потока в зоне от до (ttettc a счет снижения выходного напряжения усилителя 12 до О при максимальном потоке двигателя.

Блок 13 ограничения усилителя 12 ограничивает максимальный темп изменения потока в режимах токоограничения. При необходимости подстройки величины задаваемого потока Фэ потенциометром задания -номинального потока необходимо синхронно и одновременно изменять уставку первого источника 18 опорного напряжения, чтобы в любой момент времени выполнялось условие Фцп (1,01-1,03) Ф|.

Для этого потенциометр 2 задания максимального потока Ф-j и поте.нциометр 20 источника 18 опорного напряжения сблокированы Между

собой.

Применение системы регулирования потока электродвигателя постоянного тока с токоограничением позволяет

повысить быстродействие и улучшить качество переходных процессов в зоне управления потоком электродвигателя,

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ЭЛЕГГРОДВНГАТЕЛЯ ПОСТС НИОГО ТОКА с ТОКООГРАНИЧЕИИЕМ, Содержащая последовательно соединенные блок задания потока с потенциометром задания но а{нального потока, регулятор куба потока с блоксяй ограничения, регулятор производной потока с блоком ограничения, тиристорный возбудитель, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения электродвигателя , датчик потока, соединенный с втррьад входом регулятора . куба потока, датчик производной потока, подключенный к второму входу регулятора производной потока, последовательно вкяюченнне датчик тока якоря и выпрямитель, а также источник опорнотю напряжения, связанный с регулятором куба потока, о тличаюиаяся тем, что, с целью повквяения быстродействия и улучшения качества переходных прог цессов электропривода, в систему регулирования введены усилитель с блоке ограничения, выхол которого соединен с третьим входом регулятора производной потока, первый узел сравнения, включенный между первым входом усилителя и датчиком потока, второй узел сравнения, включенный между вторым входом усилителя и вы(Л прямителем, второй источник опррного напряжения и два потенциометра, соединенные с источниками опорного напряжения, причем источник опорного напряжения подключены к соответствующим узлам сравнения, а потенциометр первого источника опорного напряжения сблокирован с потенциометром задания номинального потока. ND :АЭ Э X) 4