Бесконтактная замкнутая система регулирования скорости двигателя постоянного тока Советский патент 1959 года по МПК H02P5/06 

Известны бесконтактные замкнутые системы регулирования скорости двигателя постоянного тока путем воздействия на напряжение и поток возбуждения двигателя, которые содержат преобразователь, возбудитель двигателя, управляющие ими усилители и сельсинн) командоаппарат. Бесконтактное управление построено на основе электрического сравнения эталона с контролируемым параметром, что позволяет осуществлять осповное управление воздействия на одну обмотку уси.пнтеля. Для ограничения форсировок и регламентации режимов управления управляющие обмотки усилителей включаются последовательно с нелинейными элементами типа бареттера или шунтируются нелинейными сопротивлениями (нелинейными схемами). С помопдью этих нелинейных элементов устанавливается предельное напряжение, которое может быть приложено к обмотке усилителя.

Предлагаемая систем аотличается от известных тем, что выход сельсинного командоаппарата подключен как к цепи управления напряжением преобразователя, так и к цепи управления потоком возбуждения двигателя по схеме с ограничением напряжения преобразователя, обеспечивающей управление скоростью двигателя по напряжению при номинальнол потоке и потоком двигателя при номинальном напряжении.

Указанные выше особенгюсти позволяют повысить качество регулирования, упростить систему и сделать ее более надежной.

На чертеже изоб1)ажена принципиальная схема предлагаемой системы.

Система состоит из двух частей; системы управления напряжением преобразователя и системы управле1гия возбужде1П)ем двигателя.

В качестве преобразователя, питающего двигатель Д, может быть использован вентильный преобразователь В или электромашинный преобразователь с электромашинным или ионным возбудителем. В системе управления вд(3 бужденнем двигателя также могут быть использованы ионный или электромашииный возбудитель.

В устройстве применен сельсинный командоаннарат СКА с фазочувствительной выпрямительной схемой на выходе. Зависимость напряжения на выходе СКА от угла поворота сс.чьсина носит нелинейный характер. Фазочувствительная выпрямительная схема, примененная в СКА, обладает тем свойством, что до тех пор, пока напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т сельсина ниже напряжения на вторичной обмотке трансформатора 7о онорного напряжения, выходное напряжение будет пропорционально синусу угла поворота в сельсипа, отсчитываемого от его нулевого положения. Когда напряжения на вторичных обмотках трансформаторов Т,, и Го сравняются и при дальнейшем увеличении угла поворота В, приводян1,ем к иревьпиению напряжения трансформатора Т над напряжением трансформатора Гц, напряжепио на выходе будет оста1ипъся неизменным. Напряжение f/,; на выходе командоанпарата СКА иснользуется и качестве эта.чонного в системе управления напряжением преобразователя.

Нелииейность характеристики СКА позволяет нростыми средствами нри сохранении бесконтактного нринципа управ.лепия добиться селективности в управлении напряжением нреобразователя и возбуждением двигате.тя. Д-чя управления возбуждением двигателя иснользуется поворот сельсина командоаннарата СКА за нределами угла в, , иосле которого выходное напряжение U.,g остается неизменным, а напряжение самого сельсина нродолжает расти. Выпрямленное наиряжение сельсина и„, сравнивается с эталонным 6 „„ , и на разность этих ианряжени через нормально открытый контакт реле РЭ и диод Д включена обмотка W у задаюн1его уси;1ителя ЗУ. Выходное напряжение -лш задаюн1ег) усилителя ЗУ служит эталоном н системе унравления возбуждением двигателя.

В схе.ме токоограничения (токового регу;шрования) в качестве источника эталонного напряжения использован также однотактный ма:нитный усилитель УР. Во всех случаях, когда источниками эталонных напряжепий служат выпрямлеппые напряжения, в схеме устанавливаются сглаживаюише фильтры.

В предлагаемой системе унравление нанряжением преобразователя Я производится воздействием на суммирующий усилитель СУ: (двухтактный магнитны, электроман1ин Ь Й и др.), который подает соответствуюп..ий а сетки вентилей преобразователя через блоки y iравления ФС) и СС/У,.

В усилите.пе СУ1 используются три обмотки: управляющая Wу , обмотка . гибкой обратной связи и обмотка W,,, обратной связи но току. Осиов ой является обмот а Wy, воздействием на которую нроизводится управление основными режимами. При этом постоянство во.змущения достигается включением нелиней ых элементов, например, шунтированием узла управляюнхей обмотки сопротивлением (в даттном случае в виде схемы с низкоом 5Ь м этало ным потенциометром RU,} . Пока падение напрян ения в узле обмотки ttj, меньще эталонного нанряжения, по шунтирующей обмотке ток не пойдет. После того как надение напряже ия иа контролируемом участке узла обмотки Wу превысит напряжение эталона, по щунтиру 0 ей цепи пойдет ток, создающий,дополнительное падение напряжения в сопротивлении Ri и на других участках , что вызывает ограничение напряжения, подводимого к узлу обмотки Wy. Интенсивность протекания переходных процессов регламентируется действием намагничивающей силы обмотки гибкой обратной связи W, , а в ионных приводах также действием дросселя Др, включенного последовательно с обмоткой Wy (может быть также использован контур RC). При управлении электромашинными преобразователями дроссель из цепи обмотки Wy может быть исключе;. В некоторых приводах интенсивность протекания режимов управлении может регламентироваться только действием обратных связей по току. Кроме указанных трех обмоток усилителя, в ряде случаев целесообразно включение четвертой обмотки положительной связи по напряжоиию W .

Система управления возбуждением двигателя включает суммирующий усилитель СУ и блоки управления ФС2 и ССП-2.

Суммирующий уси.титель СУо имеет следуюш,ие обмотки: задающую It,., обмотку положительной обратной связи по току возбуждения (эталон в цепи этой обмотки исключает ее действие при малых токах возбуждения двигателя) и дифференциальную обмотку W . Дифференциальная обмотка включена на разность двух напряжений: U„ пропорционального току возбуждения, и напряжения U„„ на выходе задающего усилителя ЗУ. Для ограничения намагничивающей силы обмотки Wу в режимах ослабления потока возбуждения она защунтирована нелинейным сопротивлением ВС (селеновый выпрямитель).

Кроме перечисленных трех основных обмоток, усилитель СУ2 имеет обмотки IF, гибкой обратной связи и токовую обмотку W . Токовая обмотка включается в работу только при перегрузке; при этом намагничивающая снла направлена всегда в сторону усиления потока возбуждения двигателя, что способствует уменьшению тока перегрузки. При изменении скорости в результате управления потоком возбзждения двигателя напряжение эталонного усилителя УР узла токового регулирования изменяется, что приводит к корректировке уставки токового регулирования.

Управление возбуждением двигателя производится изменением тока в обмотке ) задающего усилителя ЗУ, которая, как было указано выше, включена на разность двух напряжений - напряжения, снимаемого с сельсина СК,А, и напряжения эталонг1ого потенциометра.

С помощью дополнительной обмотки смещений с может быть получена необходимая для управления возбуждением двигателя зависимость напряжения на выходе „„, задающего усилителя ЗУ оуутла 0 поворота сельсина СКА.

Предмет изобретения

1. Бесконтактная замкнутая система регулирования скорости двигателя постоянного тока путем воздействия на напряжение и поток возбуждения двигателя, содержащая преобразователь, возбудитель двигателя, управляющие ими усилители и сельсинный командоаппарат, отличающаяся тем, что, с целью ул щения качества регулирования, уирощеиия системы и повыщения ее надежности, выход указанного сельсинного командоаппарата подклЕочен как к цепи управления напряжением преобразователя, так и к цепи управления потоком возбуждения двигателя по схеме с ограничением напряжения преобразователя для обеспечения управления скоростью двигателя по напряжению при номинальном потоке и потоком двигателя при номинальном напряжении.

- 3 -№ 121161)