Система регулирования скорости двигателя постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к автоматическому регулированию скоростей двигателей постоянн го тока путем изменения потока двигателя и может быть применено в системах управления общепромышленного электропривода. Известна система, регулирования скорости двигателя постоянного тока, содержащая последовательно соединенные задатчик скорос ти, первый регулятор, второй регулятор, усилитель мощности и обмотку возбуждения двигателя, двигатель постоянного тока, источник якорного напряжения, датчик ЭДС двига гателя, выход которого подключен к входу первого регулятора, и датчик тока возбуждения двигателя, выход которого подключен к входу второго регулятора П1 Недостатком этой системы регулирования является невысокая точность регулирования скорости двигателя в зоне управления потоком возбуждения, так как обратная связь по ЭДС двигателя не обеспечивает точ н6сть измерения собственно скорости в такой мере, как это возможно с помощью специальных датчиков скорости (аналоговое или даскретные тахогенераторь). Наиболее близким по технической сущности k предлагаемому является устройство, содержай1ее последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря, третий сумматор, регулятор тока возбуждения, датчик тока возбуждения и усилитель мощности, соединенный с обмоткой возбуждения двигателя постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно а вторая через источник якорного напряжения соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, а выход датчика тока возбуждения связан с вторым входом третьего сумматора 21. Недостатком известной трехконтурной cifcтемы подчиненного регулироваиия является то, что при создании на ее б и эксплуатаиии реальных промыишениых приводов настройка и надежность работы систенол зависят от постоянства ее динамических параметров и пре)|зде всего двигателя и объекта, так как метод настройки ПИ-регуляторов в системах подчиненного регулирования, основанный на компенсации основных инер1а1онностей, позволяет реализовать высокую чувствитеяь-. кость и быстродействие систем без нарушеиия их устойчивости только в тех случаях, . когда компенсация действительно выполняется в течение всего времени зксплуатации. В тех случаях, когда параметры системы (прежде всего постоянные времени - электромеханическая, якорной цепи и цепи возбуждения) изменяются в течение эксплуатации привода компенсации, нарущается, изменяется порядок дифференциального уравнения системы и, как следствие, могут иметь место нарушения устойчивости и ухудщение качества регулирования. Цель изобретения - упрощение устройства, повыщение надежности и понижение чувствительности к величине настраиваемых параметров регулятора. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря и усилитель мвщности, соединенный с обмоткой возбуждения двигатеп 1 постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а вторая через источник якорного напряжения сЖ единена с датчиком тока якоря двигателя постоянного трка, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, выход регулятора тока якоря соединен с входом усилителя мощности. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит задатчнк 1 скорости, регулятор 2 скорости, регулятор 3- тока якоря, усилитель 4 моитости, обмотку 5 возбуждения, якорь двигателя постоянного тока 6, Источник 7 якорного напряжения, датчик 8 скорости, датчик 9 тока якоря, первый сумматор 10, второй сумматор 11. . Устройство работает следуюцшм образом. Заданный сигнал скорости с задатчика I сравнивается в сигналом датчика 8 скорости на первом сумматоре 10 и, поступает на регулятор 2 скорости, вы;(одной сигнал которого в свою очередь является задающим сигиалом ; коитура стабилизацини тока якоря 6, сигнал оцшбки стабилизации тока якоря с выхода второго сумматора }1 через регулятор 3 тока якоря и усилитель 4 мощности поступает на обмотку S возбуждения двигателя постоянного тока. Работа системы регулирования скорости происходит по Известным принципам работы двухконтурной системы подчиненного регулирования, когда внутренний контур определяет в основном динамику регулирования, а внешний определяет точность регулирования в уст«новивщемся режиме. Особенностью ее является to, что при использовании в качестве регуляторов известных схем на операционнь1х делителях с RC-Цепями в обратной связи (ПИ-ре3.

гуляторы) настройка контура подчиненного регулирования тока якоря двигателя нроизводится так, что в качестве компенсируемой постоянной времени .принимается постоянная времени цепи возбуждення, а постоянная времени якорной цепи учитывается при определении так называемой суммарной малой постоянной такового контура. Для реальных приводов постоянная времени иепи возбуждения составляет 0,3-0,7. с, а постоянная времени якорной цепи не превышает 0/01 - 0,02 с. Настройка регулятора внешнего контура регулирования происходит так же, как и в известных системах.

Таким образом при упрощенной структуре предлагаемой системы (два контура вместо трех) требования к точности настройки корректирующих цепей каждого из контуров снижаются при сохранении того же уровня качества регулирования. При зтом

59924

наличие (в трехконтурной системе) отдельнбго.

замкнутого контура реГул1фования тока якоря и отдельного .«контура регулирования тока возбуждения предопределяет повьпиенпе 5 порядка дифференш ального уравнения. Предлагаемая структура, в которой обе инерпионности оказываются в пределах одного внутреннего контура с учетом того, что они отличаются между собой на 1,5 порядка, 10 позволяет без ушерба для точности регуяирования проводить его настройку по известной методике компенсаинн основной инерононности, т.е. постоянной времени цепм возбужде-. ния. Влияние якорной постоянной времени f5 появляется лишь как участие в суммарной малой постоянной контура. Суммирование же постоянных (даже малых), прияадпежащих разным контурам (в трехконтурной системе),приводит к сушествоою большим погрешностям..

СИСТЕМА РЕГУЛИГОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор, скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря и усилитель мощности, соедииенный с обмоткой возбуждения двигателя постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а вторая через источник якорного напряжения соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы с сохраненнем ее быстродействия, выход регулятора тока якоря to соединен с входом усилителя мощности. «/ ел ел :о ;о