Вентильный электропривод постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02P5/16 

входом элемента ИЛИ, с вторым входом ключа, а выход - с распределителем и которого соединен выход четвертого усилителем импульсов.

1182621 .

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕ1СГРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электро.двигатель с нагрузкой на валу, последовательно включенные задающее устройство и блок сравнения заданного и опорного сигналов, а также распределитель и усилитель импульсов и вентильный преобразователь, выход которого связан с электродвигателем, датчик состояния тиристоров, соединенный с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с генератором эталонной частоты, и первым входом формирователя управляющих импульсов, два выхода которого подключены к управлян)щим входам записи в регистр и сброса первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введены второй счетчик, триггер, второй ключ, триггер режима непрерывного тока и элемент памяти,причем элемент памяти соединен с информационными входами первого счетчика, к вычитающему входу которого подключен выход первого ключа. вход записи объединен с третьим выходом формирователя управляюсщх импульсов, а выход обнуления соединен с R-входом триггера режима непрерывного тока, 5- вход которого соединен с выходом датчика состояния тиристоров, а выход - с вторым входом формирователя управляющих- импульсов, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход - с вычитаюидам входом второго счетчика, каждый (k -1)-информационный вход которого соединен с К -ьм выходом ре« гистра, вход записи второго счетчика, (Л объединенный с 5-входом триггера, соединен с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-входом триггера, соединен с входом распределителя и усилителя импульсов. 00 1чЭ 2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью О5 увеличения быстродействия в режиме iNd значительно изменяющегося сигнала задания, в него дополнительно введены элемент ИЛИ, третий и четвертый ключи, причем первые входы ключей соединены с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, второй вход третьего кгиоча - с инверсньм выходом триггера, а прямой выход триггера - с вторым входом четвертого ключа, выход третьего ключа соединен с входом записи второго счетчика и 5 -входом триггера, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-вьгходом триггера, - с первым

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматизированного вентильного электропривода постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости.

Цель изобретения - повышение качества регулирования и быстродействи электропривода.

На фиг, 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства (прп определении длительности непроводящего состояния тиристоров, номер обозначает элемент, на выходе которого существует данный сигнал)i на фиг. 3 - то же.

Вентильный электропривод постоянного тока (фиг. 1) содержит задающее устройство 1, блок 2 сравнения опорного и задающего сигнала, второй счетчик 3, распределитель и усилитель 4 импульсов, вентильный преобразователь 5, электродвигатель 6, нагрузку 7, датчик 8 состояния тиристоров, генератор 9 эталонной частоты, первый ключ 10, формирователь 11 управляющих импульсов, первый счетчик 12, регистр 13, элемент 14 памяти, триггер 15 режима непрерывного тока, триггер 1б, второй.ключ 17 г Выход задающего устройства 1 соединен с блоком 2 сравнения опорного и за,данного сигнала,выход которого подкпюЧен к управляющему входу записи второго c«fef4HKa JTT S -входу триггера 16, Ч( -вход которого, объединенньй с выходом обнуления второго счетчика 3, соединен с входом распределителя и усилителя 4 импульсов, последователь но с которым подключены вентильньй преобразователь 5, электродвигатель 6 и нагрузка 7, датчик состояния тиристоров :3 вентильного преобразователя 5 подключён-, к . 5 -входу триггера 15 режима непрерывного тока, вы,ход которого, как и выход датчика 8 1СОСТОЯНИЯ тиристоров соединены свходами формирователя 11 управляющих импульсов и первого ключа 10, через который генератор 9 эталонной частоты подключен к вычитающему входу первого счетчика 12, а через втррой ключ 17, управляемый прямым выходом триггера 16, генератор 9 эталонной частоты подключен к вычитающему входу , второго счетчика 3, элемент 14 памяти подключен к информационному входу первого счетчика 12, чьи информационные выходы соединены с входами регистра 13, управляющий вход записи которого соединен с первым выходом -18 формирователя 11 управляющих импульсоВувторой 19 и третий 20 выходы которого соединены с управляющим входом сброса первого счетчика 12, выход 21 обнуления которого свя- зан с R-входом триггера 15 ренсима непрерывного тока, каяодый К-ый выход регистра 13 подключен к (К -1) информационному входу второго счетчика 3.

Для увеличения быстродействия вентильного электропривода постоянного тока в него дополнительно введены элемент ИЛИ 22 и третий и четвертый ключи 23 и 24,

Первые входы третьего и четвертого ключей 23j24 соединены с выходом блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала, второй вход третьего ключа 23 подключен к инверсному выходу триггера 16, к прямому выходу которого подключен второй вход четвертого ключа 24, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 22., с вторым входом которого соединен выход обнуления второго счетчика 3, объединенный с р -входом триггера 16, а выход третьего ключа 23 соединен с управляющим входом записи второго счетчика 3, объединенным с R-входом триггера 16 выход элемента ИЛИ 22 соединен с входом распределителя и усилителя 4 импульсов.

31

Устройство работает следующим обазом.

Для поддержания заданной скорости вентильного электропривода постоянного тока как в режиме непрерывного, так и прерывистого тока необходимо заднный угол открьшания тиристоров

uL увеличивать на величину & , равную половине длительности непроводящего состояния тиристоров

AIZ ,

где jU- длительность непроводящего состояния тиристоровi

- длительность проводящего iCoсостояния тиристоров;

m - число фаз преобразователя. Поэтому в режиме прерывистого тока при появлении тока (открывании тиристоров) на выходе датчика 8 состояния тиристоров появляется единичный сигнал (фиг. 2), который разрешает поступление импульсов генератора 9 эталонной частоты через первый ключ 10 на вичитающий вход первого счетчика 12, в который предварительно записан код числа 7Г/т . По окончании интервала проводимости, чему соответствует изменение сигнала на выходе датчика 8 состояния тиристоров на логический О, в первом счетчике 12 формируется код числа Л , так как частота импульсов генератора 9 эталонной частоты выбирается такой, чтобы за период из первого счетчика 12 был считан код числа Я/2 при принятой дискретности управления

тиЗ

(,

47Г

где со - круговая частота питающей

сети-; h - разрядность счетчика.

По перепаду сигнала датчика 8 состояния тиристоров из единичного в нулевое состояние формирователь 11 управляющих импульсов формирует на первом выходе 18 импульс записи в per- . гистр 13 кода числа Л, находящегося в счетчике 12, а на втором выходе 19 - импульс, поступающий на вход записи в первый счетчик кода числа У/т из элемента 14 памяти, подготавливая его к следующему интервалу вентильйости.

При переходе в режим непрерывного тока (фиг. 2) длительность протекания тока больше 2f/hri, поэтойу за

26214

период из первого счетчика 12 считывается код числа Tf/m и при поступлении следующего импульса генератора 9 эталонной частоты на выходе 21 обнуления первого счетчика 12 появляется импульс, который устанавливает на выходе триггера 15 режима непрерывного тока нулевой сиг-нал, запрещающий прохождение импульсов генератора 9 эталонной частоты через первый ключ 10 и определяющий появление на третьем выходе 20 фор шpoвaтeля 11 управляющих импульсов импульса, поступающего на управляющий вход сброса счетчика 12, и на первом выходе 18 формирователя 11 управляющих импульсов импульса, поступающего на управляющий вход записи регистра.13, для записи в него числа О, находящегося в первом счетчике 12. Угол открывания тиристоров в этом случае определяется только заданным значением угла открьшания об .

25 Формируемые в момент равенства

опорного и заданного сигналов импульсы поступают с выхода блока 2 сравнения на управляющий вход записи второго счетчика 3 и S-вход триггера 16.

30 За счет того, что каждый К-ый выход регистра 13 соединен с (k-1) информационным входом второго счетчика 3, в него записьшается код числа Л/2, что позволяет использовать в этом слуг

чае генератор 9 эталонной частоты без дополнительных блоков. Если соединить К -ый выход регистра 13с К-ым входом второго счетчика 3, считьшание ко,да произойдет за время 2 Л . I

0 При переходе в единичное состояние сигнала на выходе триггера 16 тактовая последовательность генератора 9 эталонной частоты поступает через второй ключ 17 на вычитающий вход второго счетчика 3 (фиг. 3), После считывания записанного во второй счетчик 3, кода числа Л/2, происходящего за время Д, Н9 выходе обнуления второго счетчика 3 появляется импульс, который устанавливается по R-входу в нулевое состояние триггер 16, запрещая тем самым дальнейшее поступление импульсов через второй ключ 17. Импульс обнуления второго счетчика

5 3 поступает на распределитель и усилитель 4 импульсов для усиления и направления на соответствующий тиристор вентильного преобразователя.5.

Таким образом, импульс, поступающий с блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала, задерживается на время, равное 4 /Г() 2, чтои необходимо для увеличения заданного угла управления Ы в зоне прерывистого тока,

Для увеличения быстродействия вентильного электропривода постоянного тока в режиме, когда сигнал задания может измениться скачком, в него введены третий 23 и четвертый ключи и элемент ИЛИ 22. При работе вентильного электропривода :возможен случай, когда во время выдержки временной паузы, равной Л , необходимой для увеличения заданного угла управления в зоне прерывистого тока, может поступить следукяций импульс с блока 2 сравнения опорного и задайного сигнала. Это возможно при увеличении задания по скорости. Так как третий ключ 23 закрыт сигналом с инверсного выхода триггера 16, а четвертый ключ 24 открыт сигналом .с его прямого выхода, импульс с блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала поступает чербз четвертый

ключ 24 и элемент ИЛИ 22 на распределитель и усилитель импульсов 4 (фиг.З). Предьщущий импульс, поступивший с блока 2 сравнения после задержки на величину Л , также поступает через элемент ИЛИ 22 на распределитель и усилитель импульсов. Таким образом, ускоряется вход в режим непрерывного тока, сопровождающий скачок задания, что увеличивает быстродействие электропривода.

В режиме непрерывного тока поступающий с блока 2 сравнения опорного и заданного сигналов импульс производит запись во второй счетчик 3 числа О из регистра 13 и-устанавливает триггер 16 в единичное состояние, разрешая тем самым прохождение импульсов генератора 9 эталонной частоты через второй ключ 17 на вычитающий вход второго счетчика 3. При поступлении первого импульса на выходе обнуления второго счетчика 3 появляется импульс, который поступает на распределитель и усилитель 4 импульсов. Тем самым в режиме непрерьшного тока угол открывания тиристоров определяется заданным углом oL,

иг.2