Устройство управления электроприводом Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

11305640

t Изобретение относится к электроTexmiKB, в частности к устройствам управления тиристорными электроприводами постоянного тока с подчиненным регулированием параметров, и может найти широкое применение при построении лабораторных испытательных стендов , используемых при обучении специалистов указанной области техники, а также при настройке электроприводов для осуществления управления технологическими процессами, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1161920.

fO

торы 60 и 61, операционные усилите 62-66, переключатель 67, резисторы 68-70, конденсатор 71, резисторы 7 и 73, конденсатор 74, резисторы 75 79, первый амперметр 80, первый од фазньй источник 81 переменного нап жения, источник 82 постоянного нап жения, первый трехфазньш источник переменного напряжения, второй тре фазный источник 84 переменного нап жения, регулятор 85 скорости, регу тор 86 тока компенсатор 87, второ третий, четвертьй, шестой, пятый, седьмой, восьмой, девятый, десятый

Цель изобретения - повьшш ние дина- - первый, одиннадцатый, двенадцатый.

мической .точности и надежности устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на

тринадцатый, четырнадцатьй, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать вторп

фиг. 2 - структурная схема первого ва- рой, двадцать третий и двадцать четвертый входы 88-111 соответственно, фильтр 112, источник 113 синхронизи114

рианта выполнения тиристорного тормозного блока; на фиг.З - принципиальная электрическая схема тиристор ного тормозного блока.

25

рующего напршкения, генератор пилообразного напряжения, формирователь I15 импульсов, дифференцирующую RC-цепочку 116, усилитель мощности, датчик 118 тока, первьй делитель 119 напряжения, диоды 120-123, соединенные по схеме диодного моста, второй, первый, третий и четвертьй выво ды 124-127 диодного моста, второй делитель 128 напряжения, стабилизиро- ванньй источник 129 постоянного напряжения, трехфазный трансформатор 35 130, тиристоры 131-133, трехфазньй трансформатор 134, диоды 135-137, резисторы 138-140, транзистор 141, резистор 142, конденсатор 143, резисто ры 144-147, транзисторы 148 и 149, резистор 150, конденсатор 151, резистор 152, транзистор 153, резисторы 154 и 155, конденсатор 156 и резистор 157.

Схема содержит пятый и пятнадцатый переключатели I и 2, тиристорный тормозной блок 3, третий переключатель 4, обмотку 5 возбуждения и якорь 6 второго электродвигателя, якорь 7 первого электродвигателя, тиристорный преобразователь 8, первый вольтметр 9, пятьй амперметр 10, девятьй, десятый и тринадцатый переключатели 11-13, шестой амперметр 14, двенадцатый переключатель 15, якорь 16 тахо- генератора, второй вольтметр 17, четырнадцатый переключатель 18, резистор .19, конденсатор 20, второй амперметр 21, первьй, второй и третий дро сели 22-24, третий и четвертый амперметры 25 и 26, первый переменный резистор 27, обмотку 28 возбуждения первого электродвигателя, обмотку 29 возбуждения тахогенератора, восьмой переключатель 30, нагрузочньй элемент 31, одиннадцатьй, шестой, седьмой, шестнадцатьй переключатели 32- 35, второй переменньй резистор 36, третий вольтметр 37, девятнадцатый и восемнадцатьй переключатели 38 и 39, резисторы 40 и 41, семнадцатый, первьй и четвертьй переключатели 42-44, блок 45 задания, второй переключатель 46, операционные усипители 47- 4, источник. 50 питания усилителей, резисторы 51-53, конденсатор 54, резисторы 55-57, конденсатор 58, обмот ку 59 электромагнитного реле, резис

торы 60 и 61, операционные усилители 62-66, переключатель 67, резисторы 68-70, конденсатор 71, резисторы 72 и 73, конденсатор 74, резисторы 75- 79, первый амперметр 80, первый одно- фазньй источник 81 переменного напряжения, источник 82 постоянного напряжения, первый трехфазньш источник 83 переменного напряжения, второй трехфазный источник 84 переменного напряжения, регулятор 85 скорости, регулятор 86 тока компенсатор 87, второй, третий, четвертьй, шестой, пятый, седьмой, восьмой, девятый, десятый.

первый, одиннадцатый, двенадцатый.

тринадцатый, четырнадцатьй, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать вто114

5

0

д

рующего напршкения, генератор пилообразного напряжения, формирователь I15 импульсов, дифференцирующую RC-цепочку 116, усилитель мощности, датчик 118 тока, первьй делитель 119 напряжения, диоды 120-123, соединенные по схеме диодного моста, второй, первый, третий и четвертьй выводы 124-127 диодного моста, второй делитель 128 напряжения, стабилизиро- ванньй источник 129 постоянного напряжения, трехфазный трансформатор 35 130, тиристоры 131-133, трехфазньй трансформатор 134, диоды 135-137, резисторы 138-140, транзистор 141, резистор 142, конденсатор 143, резисторы 144-147, транзисторы 148 и 149, резистор 150, конденсатор 151, резистор 152, транзистор 153, резисторы 154 и 155, конденсатор 156 и резистор 157.

В состав первого электродвигателя входят якорь 7 и обмотка 28 возбуж- дения, а в состав второго электродвигателя - якорь 6 и обмотка 5 возбуждения .

В качестве первого и второго электродвигателей применяются электродвигатели постоянного тока независимого возбуждения. Первьй электродвигатель выполняет функцию приводного .электродвигателя, а второй электродвигатель - нагрузочной ма1пины для первого электродвигателя.

45

50

55

В состав первого делителя 119 напряжения входят резисторы 40 и 41 и

семнадцатый переключатель 42, в состав регулятора 85 скорости - опера- ционньш .усилитель 47, резисторы 51- 53 и конденсатор 54, в состав регулятора 86 тока - операцион1Л й усилитель 48, резисторы 55-57 и конденсатор 58, в состав датчика 118 тока - операционный усилитель 49 и резисторы 60 и 61, в состав фильтра 112 - резистор 9 и конденсатор 20, в состав компаратора - операционные усилители 62-66, резисторы 68-70, конденсатор 71, резисторы 72 и 73, конденсатор 74, резисторы 75-79, переключатель 67.

В состав тиристорного тормозного блока 3 (фиг.2) входят источник 113 синхронизирующего напряжения, генератор 114 пилообразного напряжения , формирователь 115 импульсов, диффе- ренцирующая RC-цепочка 116 и усилитель 117 мощности.

В состав тиристорного тормозного блока 3 (фиг.З) входят трехфазный трансформатор 130, тиристоры 131-133, трехфазный трансформатор 134, диоды 135-137, резисторы 138-140, транзистор 141, резистор 142, 143

, резистор I4Z, конденсатор ..,резисторы 144-147, транзисторы 148 и 149, резистор 150, конденсатор 151, резистор 152, транзистор 153, резисторы 154 и 155, конденсатор 156 и резистор i 57.

Трехфазный трансформатор 130, используемый для питания тиристорного тормозного блока 3, посредством пятнадцати переключателей 2 подключен к второму трехфазному источнику 84 переменного напряжения. Вторичные обмотки трехфазного трансформатора 130 соединены с тиристорами 131-133. Силовая цепь тиристорного тормозного блока 3 выполнена в виде трехфазной нулевой схемы. Первичные обмотки трехфазного трансформатора 134, используемого в цепи управления тиристорного тормозного блока 3, подключены к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора 130. Вторичные обмотки трехфазного трансформатора 134 соединены с диодами 135-137, форг-1и- рующими источник (постоянного) синхронизирующего напряжения 113 для управления тиристорным тормозным блоком 3. Резисторы 138-140 образуют цепь смещения транзистора 141 генератора 114 пилообразного напряжения. В коллекторную цепь транзистора 141 включен резистор 142. Напряжение пи

10

15

0

5

0

5

0

5

5

0

тания транзистора 141 регулируется первым переменным резистором 27. Управление первым переменным резистором 27 обеспечивает изменение момента нагрузки якоря 6 второго электродвигателя посредством тиристорного тормозного блока 3. Выходное напряжение генератора 114 пилообразного напряжения снимается с конденсатора 143. Формирователь 115 импульсов собран на транзисторах 148 и 149. Резисторы 144 и 146 включены соответственно в- коллекторную и эмиттерную цепи транзистора 148, причем коллекторная цепь транзистора 148 связана с базовой цепью транзистора 149 резистором 145. Смещение транзистора 149 обеспечивается резистором 147, подключенного к базе транзистора 149 -и к шине положительной полярности источника 113 (постоянного) синхронизирутощего напряжения, предназначенного для управления тиристорным тормозным блоком 3. В коллекторную цепь транзистора 149 включен резистор 150. К коллектору транзистора 149 подключена дифференцирующая RC-цепочка 116, состоящая из конденсатора 151 и резистора 152. Базо-змиттерная цепь усилителя 117 мощности, построенного на базе транзистора 153, подключена к резистору 152, В коллекторную цепь транзистора 153 включен резистор 154. Коллектор транзистора 153 соединен с управляющим электродом тиристора

131через резистор 155. Конденсатор 156 является сглаживающим в Источнике 113 (постоянного) синхронизирующего напряжения, предназначенного для управления тиристорным тормозным блоком 3. Резистор 157 подключен первым вьшодом к нулевой точке вторичных обмоток трехфазного трансформатора 134, а его второй вывод является шиной отрицательной полярности источника 113 (постоянного) синхронизирующего напряжения, предназначенного дпя управления тиристорным тормозньм блоком 3. Блок управления тиристором

132построен аналогично описанному блоку 131 управления тиристором.

Резистор 53 и конденсатор 54 в обратной связи регулятора 85 скорости шунтируются блоком токоограничения, состоящим из диодов 120-123, соединенных по схеме диодного моста. Д1;а- гональ этого моста с вьтодами 124 и 125 через второй делитель 128 напряжения подключены к выходам стабилизированного источника 129 постоянного напряжения, причем к выходу положительной полярности подключен вьгоод 125 диодного моста, а вьшод 124 того же моста подключен через подвижный вьшод, второго делителя 128 напряжения к выходу отрицательной полярности стабилизированного источника 129 постоянного напряжения. Резистор 53 и конденсатор 54 подключены к выводам 126 и 127 диодного моста. Блок токоограничения собран на серийных элементах, в качестве стабилизированния 110 В, в качестве трехфазных ис- 83 и 84 переменного напряжения источники переменного напряжения 220 В.

с Устройство работает.следующим образом.

Трехфазное напряжение питания номиналом 220 В подается с выходов источника 83 переменного напряжения fO через пятьй переключатель 1 на тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый выводы тиристорного преобразователя 8 и далее - на все элементы устройст- .ва. Однофазное напряжение питания ноного источника .129 постоянн| го напря- -5 миналом 220 В подается с выходом пер- жения применен источник типа Б-47, вого однофазного источника 84 пере- в качестве второго делителя 128 напряжения - потенциометр типа ППЗ, в качестве диодов 120-123 - диоды типа Д226.20

В качестве тиристорного преобразователя 8 применяется тиристорный преобразователь типа ЭТЗР 12-25/220-Б 2, причем первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому, седьмому, восьмому, девятому, десятому, одиннадцатому, двенадцатому, тринадцатому, четырнадцатому, пятнадцатому, шестнадцатому, семнадцатому, восемнадцатому, девятнадцатому, двадцато- -30 му, двадцать первому, двадцать второму, двадцать третьему и двадцать четвертому выводам 97-111 соответственно тиристорного преобразователя 8 соответствуют ножки панели указанно- 35 Двигателя измеряется первым вольтмет- го тиристорного преобразователя, имею- Р° 5 амперметром 10. щие следующую маркировку 13, 140,

25

манного напряжения через пятнадцатьы переключатель 2 на первый и второй вьшоды тиристорного тормозного блока 3. Постоянное напряжение номиналом МО В подается с выходов источника 82 постоянного напряжения через третий переключатель 4 на вьгооды обмотки 5 возбуждения второго электродвигателя.

Якорь 7 первого электродвигателя подключен к одиннадцатому, двенадцатому и двадцать четвертому вьгоодам 98, 99 и 111 тиристорного преобразователя через первый, второй и третий дроссели 22-24, третий и четвертый амперметры 25 и 26, десятый и одиннадцатый переключатели 12 и 32. Напряжение на якоре 7 первого электро 139, 155, 1, 141, 174, 150, 230, 2Э2, О, 69, А, , С, II, 12, 239, 240, 19, 6, 5, 70.

В качестве операционных усилителей 47 и 48 применяются операционные усилители типа У11Т-4, в качестве операционного усилителя 49 - операционный усилитель УПТ-З. Все переключатели 1,2,4,11,12,13,15,18,30,32,33, 34,,39,142,43,44,46 и 67 управляются оператором вручную. Дроссели 22 и 23 выполняют функцию реакторов.

В качестве нагрузочного элемента 31 применен резистор. В качестве однофазного источника 81 переменного напряжения используется источ 1ик переменного напряжения 220 В, в качестве источника 82 постоянного напряжения источник постоянного напряже40

Изменение полярности величин напряжений и токов, измеряемых первым вольтметром 9 и пятым амперметром 10, осуществляется оператором с помощью девятого и десятого переключателей 11 и 12.

К пятому и шестому выводам тиристорного тормозного блока 3 через три- 45 надцатый переключатель 13 подключен якорь 6 второго электродвигателя. Ток якоря 6 второго электродвигателя контролируется шестым амперметром 14, Изменение полярности тока, измеряемого шестым амперметром 14, осуществляется оператором с помощью двенадцатого перекпючат(шя I 5.

Напряжение на якоре 6 тахогенера- тора контролируется вторым вольтметром 17, шкала которого проградуирова- на в делениях I/С и показания соответствуют частоте вращения якоря 7 первого электродвигателя. Изменение полярности напряжения, измеряемого вто50

55

миналом 220 В подается с выходом пер- вого однофазного источника 84 пере-

Двигателя измеряется первым вольтмет- Р° 5 амперметром 10.

манного напряжения через пятнадцатьы переключатель 2 на первый и второй вьшоды тиристорного тормозного блока 3. Постоянное напряжение номиналом МО В подается с выходов источника 82 постоянного напряжения через третий переключатель 4 на вьгооды обмотки 5 возбуждения второго электродвигателя.

Якорь 7 первого электродвигателя подключен к одиннадцатому, двенадцатому и двадцать четвертому вьгоодам 98, 99 и 111 тиристорного преобразователя через первый, второй и третий дроссели 22-24, третий и четвертый амперметры 25 и 26, десятый и одиннадцатый переключатели 12 и 32. Напряжение на якоре 7 первого электроДвигателя измеряется первым вольтмет- Р° 5 амперметром 10.

Изменение полярности величин напряжений и токов, измеряемых первым вольтметром 9 и пятым амперметром 10, осуществляется оператором с помощью девятого и десятого переключателей 11 и 12.

К пятому и шестому выводам тиристорного тормозного блока 3 через три- надцатый переключатель 13 подключен якорь 6 второго электродвигателя. Ток якоря 6 второго электродвигателя контролируется шестым амперметром 14, Изменение полярности тока, измеряемого шестым амперметром 14, осуществляется оператором с помощью двенадцатого перекпючат(шя I 5.

Напряжение на якоре 6 тахогенера- тора контролируется вторым вольтметром 17, шкала которого проградуирова- на в делениях I/С и показания соответствуют частоте вращения якоря 7 первого электродвигателя. Изменение полярности напряжения, измеряемого вто

рым вольтметром 17, осуществляется оператором с помощью четырнадцатого переключателя. Пульсации напряжения на якоре 16 тахогенератора сглаживаются фильтром 112, содержащим резистор 19 и конденсатор 20.

Ток в обмотке 28 возбу кдения первого электродвигателя изменяется вторым амперметром 21. Первый и второй дроссели 22 и 23 выполняют функции уравнительных реакторов. Третий дроссель 24 является сглаживающим дросселем. Контроль токов отдельных групп тиристоров тиристорного преобразователя 8 осуществляется с помощью третьего и четвертого амперметра 25 и 26. Изменение величины выходного напряжения тиристорного тормозного- блока 3 осуществляется с помощью первого переменного резистора 27. Изменение полярности напряжения на обмотке 29 возбуждения тахогенератора осуществляется восьмым переключателем 30.

,

Функции нагрузки тиристорного пре образователя 8 может выполнить как якорь 7 первого электродвигателя, так и нагрузочный элемент 31. Перек- л9очение вида нагрузки тиристорного преобразователя В осуществляется оператором с помощью одиннадцатого переключателя 32.

Подача (или снятие) выходного напряжения на выводы тиристорного преобразователя 8 осуществляется оператором с помощью седьмого и шестого переключателей 34 и 33. Замыкание контактов седьмого переключателя 34 обеспечивает подачу напряжения на обмотку электромагнитного реле (не показано), которое подает напряжение питания на выходной каскад блока им- пульсно-фазного управления (не показан) , входящего в состав тиристорного преобразователя 8. Размыкая контакты шестого переключателя 33 оператор отключает напряжение питания указанного выходного каскада.

Изменение полярности задающего напряжения осуществляется оператором с помощью шестнадцатого переключателя 35. Плавное изменение величины задающего напряжения осуществляется оператором с помощью второго переменного резистора 36. Измерение величин задающего напряжения и выходного напряжения компенсатора осуществляет

10

-25

3056408

ся третьим вольтметром. Переключение измеряемых на тряжений на выводах третьего вольтметра 37 осуществляется оператором с помощью восемнадцатого переключателя 39. Изменение полярности измеряемых напряжений на выводах третьего вольтметра 37 осуществляется оператором с помощью девятнадцатого переключателя 38. Если подвижный контакт восемнадцатого переключателя 39 находится в нижнем положении, третий вольтметр 37 измеряет величину задающего напряжения, а если в -верхнем положении, то - величину выходного напряжения компенсатора. Для согласования уровней задающего напряжения и выходного напряжения компенсатора со шкалой третьего вольтметра 37 в устройстве предусмотрен делитель 119 -напряжения, содержащий резисторы 40 и 41 и переключатель 42, Переключение в режиме работы устройства осуществляется оператором с помощью первого переключателя 43. Если подвижный контакт первого переключателя 43 находится в нижнем положении, устройство работает в режиме тиристорного электропривода, а если

15

20

0

5

0

5

0

5

в верхнем, то - в режиме системы подчиненного регулирования скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя. Переключение внутренних регуляторов (не показаны) тиристорного преобразователя 8 осуществляется четвертым переключателем 44.

Изменение уровня задающего напряжения при работе устройства в режиме системы подчиненного регулирования скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя осуществляется с помощью блока 45 задания. Изменение уровня задающего напряжения блоком 45 осуществляется дискретно, т.е. на его выходах формируется напряжение номинала 3 или 30 В. Изменение полярности задающего напряжения осуществляется оператором с помощью второго переключателя 46. В этом режиме работы устройство имеет двухконтурную структуру, т.е. оно имеет основную обратную связь по скорости через якорь 16 тахогенератора и подчинен- - ную ей обратную связь по току через датчик 118 тока.

Регуляторы скорости 85 и тока 86 выполнены на базе серийных оператдион- ных усилителей типа УПТ-4, датчик 118 тока - на базе операционного усилите9 13

ля УПТ-6. Для питания операционных усилителей 47-49, 62-66 применен серийный источник 50 питания усилителей типа ИП-6, с выходов которого на входы питания указанных операционных усилителей подаются постоянное напряжение 24 В и переменное напряжение 30 В частотой 2 кГц.

На вход операционного усилителя 47 регулятора 85 скорости через ре- зистор 51 и второй переключатель 46 подается задающее напряжение с выхода блока 45 задания, а через резистор 52 и первый переключател ь 43 - с выхода якоря 16 техогенератора. В цепь обратной связи операционного усилителя 47 включены последовательно соединенные резистор 57 и конденсатор 58. Сигнал, пропорциональный току в якоре 7 первого электродвига- теля, снимается с обмотки электромагнитного реле 50, соединенного первым выводом с вторым выводом третьего дросселя 24. Этот сигнал поступает на входы датчика 1 18 тока. Последний выполнен на операционном усилителе 49, на входе которого установлен резистор 60, в цепи обратной связи которого установлен резистор 61. Выходной сигнал датчика 1I8 тока поступа- ет на второй вход регулятора 86 тока на первый вход которого поступает выходной сигнал регулятора 85 скорости

I

Операционные усилителя 62-66 входят в состав компенсатора 87, предназначенного для компенсации влияния внутренней обратной связи по противо ЭДС первого двигателя на характеристики устройства. Переключатель 67 производит включение и выключение компенсатора 87 в устройстве. Операционный усилитель 62 компенсатора 87 выполняет функции инвертора. Во входной цепи и в цепи обратной связи это го усилителя установлены соответственно резисторы 68 и 69. Операционный усилитель 63, во входной цепи которого установлен резистор 70, а в цепи-обратной связи - конденсатор 71, выполняет функции интегратора (неинвертирующего). Операционный усилитель 64, к входной цепи которого установлен резистор 72, а в цепи обратной связи - параллельно соединенные резистор 73 и конденсатор 74, выполняет функции неинвертирующего апериодического звена. Операционный усилитель 65, во входной цепи и цепи

О

0

5

0

с

0

5

обратной связи которого установлены соответственно функции инвертора. Операционный усилитель 66, во входных цепях которого установле}{ьг резисторы 77 и 78, а в цепи обратной связи - резистор 79, выполняет функции сумматора. Когда подвижный контакт первого переключателя 43 находится в нижнем положении, напряжение с.выводов якоря 16 тахогенератора через фильтр 12 и переключатель 43 подается на второй вход регулятора 85 скорости. Кроме того, в этом положении первого переключателя вход блока им- пульсно-фазового управления (не показан) тиристорного преобразователя 8 соединен в зависимости от состояния переключателя 67 либо с выходом регулятора тока либо с выходом компенса- |тора 87.

Когда подв:ижный контакт восьмого переключателя 30 находится в своем нижнем положении, в устройстве включена отрицательная обратная связь по скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя.

Для контроля и измерения величины тока, потребляемого устройством, между первым выводом пятого переключателя I и тринадцатым выводом 100 тиристорного преобразователя 8 установлен первый амперметр 80.

Рассмотрим работу устройства в ре- хдаме управления реверсивным тиристор- ным электроприводом без подчиненного регулирования параметров.

В этом случае оператор замыкает контакты пятого, пятнадцатого и третьего переключателей, устанавливает подвижный контакт одиннадцатого переключателя 32 в левое положение и тем самым подает напряжение с одиннадцатого вывода 98 тиристорного преобразователя 8 на якорь 7 первого электродвигателя, устаг1авливает подвижный контакт тринадцатого, восьмого, шестнадцатого и первого переключателей 13,30,35 и 43 в верхнее положение, а восемнадцатого переключателя 39 - в нижнее положение, замыкает контакты четвертого переключателя 44, полярность напряжений и токов, измеряемых первым и третьим вольтметрами

9и 37 и пятым и шестым амперметрами

10и 14, устанавливается оператором с помощью девятот о, девятнадцатого, десятого и двенадцатого переключателей 11,38,12 и 15. Заданный уровень

скорости вращения якоря 7 первого двигателя устанавливается оператором с помощью второго переменного резистора 36, а величина нагрузки первого электродвигателя - с помощью первого потенциометра 27. Нагрузка (т.е. второй электродвигатель, якорь которого 6 кинематически связан с якорем 7 первого электродвигателя) действует на первый электродвигатель как при его работе в двигательном режиме, так и при его работе рекуперативного торможения.

После подачи напряжений питания на элементы устройства и установки переключателей в указанные положения оператор осуществляет, включение устройства в работу с помощью замыкания контактов восьмого переключателя 34,

которые подают напряжение на выходной 20 ется тумблером на ли1;евой панели

каскад блока импульсно-фазового управления (не показан) тиристорного преобразователя 8. В этом случае в качестве главной обратной связи устройства используется отрицательная связь по скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя.

При увеличении момента на валу якоря 7 первого электродвигателе, что осуществляется с помощью якоря 6 второго э лектродвигателя, происходит уменьшение величины скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя, уменьшается величина напряжеблока задания (не показан). Измене ние полярности задающего напряжени осуществляется оператором с помощь второго переключателя 46. 25 Устройство в этом случае имеет

главную отрицательную обратную свя по скорости вращения якоря 7 перво электродвигателя и подчиненную е.й рицательную обратную связь по току 30 якоря 7 первого электродвигателя.

Регуляторы скорости 85 и тока 8 выполнены на базе серийных операци ных усилителей 47 и 48 типа УПТ-4, датчик тока 118 - на базе операцио

ния на якоре 16 тахогенератора, воз- 35 ого усилителя 49 типа УПТ-3. Для

питания операционных усилителей 47- 49 применен источник 50 питания усилителей типа ИП-6, который подает на указанные операционные усилители пос- чивается его выходное напряжение, что 40 тоянное напряжение номиналом 24 В и приводит к увеличению и стабилизации переменное коммутационное напряжение скорости вращения якоря 7 первого номиналом 30 В частотой 2 кГц. Включение источника 50 питания усилителей осуществляется тумблером на его 45 лицевой панели (не показан).

Входной сигнал датчика 118 тока, пропорциональный току якоря 7 первого электродвигателя, снимается с обмотки электромагнитного реле 59, соерастают сигналы на входе и выходе операционного усилителя 47, уменьшается угол зажигания тиристоров в ти- ристорном преобразователе 8 и увелиэлектродвигателя относительно заданной величины с точностью до ст.атизма устройства.

Аналогичным образом устройство работает с пропорционально-интегрально- дифференциальным регулятором скорости (не показан), который установлен в

тиристорном преобразователе 8 и вклю- 50 диненной первым выводом с вторым вычение которого осуществляется оператором путем размыкания контактов переключателя 44.

Рассматривают работу устройства в режиме системы подчиненного регулирования параметров. В этом случае оператор замыкает контакты пятого, пятнадцатого и третьего переключателей

0564012

I, 2 и 4, устанавливает подвт-скный контакт восьмого, первого и восемнадцатого переключателей 30, 43 и 39 в нижнее положение, а подвижные контак5 ты тринадцатого и шестнадцатого переключателей 13 и 35 - в верхнее положение, устанавливает уровень задающего напряжения с помощью второго переключателя 46 и блока 45 задания, в

10 качестве последнего применяется универсальный источник питания. Блок 45 задания подключен к выходу однофазного источника 81 переменного напряжения, выходное напряжение которого

15 равно 220 В, а частота равна 50 Гц. Блок 45 задания обеспечивает формирование задающего напряжения двух номиналов: 3 и 30 В, Переключение номинала задающего напряжения осуществляблока задания (не показан). Изменение полярности задающего напряжения осуществляется оператором с помощью второго переключателя 46. 25 Устройство в этом случае имеет

главную отрицательную обратную свя-яь по скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя и подчиненную е.й отрицательную обратную связь по току 30 якоря 7 первого электродвигателя.

Регуляторы скорости 85 и тока 86 выполнены на базе серийных операционных усилителей 47 и 48 типа УПТ-4, а датчик тока 118 - на базе операцион55

водом третьего дросселя 24.

Коммутация компенсатора 87 влияния противо-ЭДС якоря 7 электродвигателя осуществляется оператором с помощью переключателя 67. Если подвижный контакт переключателя 67 находится в нижнем положении, выход регулятора 87 тока соединен с шестым вьто13130

дом 91 тиристорного преобразователя 8, т.е. с входом блока импульсно-фа зового управления (не показан) тиристорного преобразователя 8. Если подвижный контакт .переключателя 67 находится в верхнем положении, выход регулятора 86 тока соединен с входом блока импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя 8 через компенсатор 87 влияния противо-ЭДС якоря 7 первого электродвигателя.

Влияние противо-ЭДС якоря 7 первого электродвигателя на токовый контур устройства учитывается наличием в этом контуре структурного звена с передаточной функцией

( ) р + 1) + 1

W(p)

Т-эмР Т,

где Т

20

эм

электромеханическая постоянная времени устройства; Тд - постоянная времени якоря 7

первого электродвигателя. Дня компенсации влияния противо- 25 ЭДС якоря 7 первого двигателя в токо- вьй контур включен конденсатор 87, реализующий обратную передаточную функцию W (р). Токовый контур устжения на диодах 120-123, В этом случае напряжение на диодах 121 и 23 становится больше напряжения отпирания этих диодов, и блок токоогра- ничения вступает в работу. При указанной полярности на входе регулятора 85 скорости ток протекает по цепочке: вход регулятора скорости 85 вывод 126 - диод 123 - вывод 125 - второй делитель 128 напряжения - подвижный Бьгоод. второго делителя 128 напряжения - вьгоод 124 - диод 121 - вывод 127 - выход регулятора 85 скоройства настраивается оптимальным об-,,,, Рости. При этом сигнал на входе регу- разом по модулю и компенсирует влия- лятора 85 скорости падает. Падает он

и

35

ние на работу устройства постоянной времени Т якоря 7 первого электродвигателя.

На входе операционного усилителя 48 алгебраически суммируются выходные напряжения регулятора 85 скорости и датчика 118 тока. При скачкообразном изменении задающего напряжения перерегулирование в таком контуре д тора 85 скорости уровня уставки U устройства не превьшает 4,3%, а время переходного процесса составляет 4,7% от нескомпенсированной малой постоянной времени токового контура устройства.

На входах регулятора 85 скорости алгебраически суммируются задающее напряжение с выхода блока 45 задания и напряжение с выводов якоря 16 тахо45

и на выходе регулятора скорости и ограничивается величиной Ugj,,, „ Uon-f2uU, Аналогично работает блок токоограни- чения и при смене полярности задающего сигнала переключателем 46 на входе регулятора 85 скорости. Задающий си1- нал имеет полярность + и -, При превьппении выходным сигналом регуля- -t+ 2uU его выходной сигнал ограничивается за счет протекания тока по цепи: выход регулятора 85 скорости - вьшод 127 - диод 122 - вывод 125 - второй делител;ь 128 напряжения - под- вижньй вывод второго делителя 128 напряжения - вывод 124 диод 120 - вывод 126 - вход регулятора 85 скорости. В результате этого выходное

генератора. Скоростной контур устрой- д напряжение регулятора 85 скорости

ства компенсирует электромехаьетчес- кую постоянную времени Т устройства и настраивается как на оптимум по модулю, так и на симметричный оптимум.

При скачкообразном изменении задающего напщзжения на входе регулятора 85 скорости, обеспечивающего раз

0

14

гон электропривода до номинальной скорости, с полярностью, указанной +, - на выходе блока 45 задания и изменяемой переключателем 46, напряжение на выходе регулятора 85 скорости возрастает. Так как сигнал обратной связи по скорости в это время равен нулю, то операционный усилитель 47 в регуляторе 85 скорости входит в насыщение. При этом величина выходного напряжения операционного усилителя 47 превьпиает величину вых PC on + 2 uU, где и„ жение.

jpQ аи, 1/j,c - напря- снимаемое с второго делителя 5 128 напряжения; uU - падение напря0

5

жения на диодах 120-123, В этом случае напряжение на диодах 121 и 23 становится больше напряжения отпирания этих диодов, и блок токоогра- ничения вступает в работу. При указанной полярности на входе регулятора 85 скорости ток протекает по цепочке: вход регулятора скорости 85 вывод 126 - диод 123 - вывод 125 - второй делитель 128 напряжения - подвижный Бьгоод. второго делителя 128 напряжения - вьгоод 124 - диод 121 - вывод 127 - выход регулятора 85 скоРости. При этом сигнал на входе регу- лятора 85 скорости падает. Падает он

и

тора 85 скорости уровня уставки U

и на выходе регулятора скорости и ограничивается величиной Ugj,,, „ Uon-f2uU, Аналогично работает блок токоограни- чения и при смене полярности задающего сигнала переключателем 46 на входе регулятора 85 скорости. Задающий си1- нал имеет полярность + и -, При превьппении выходным сигналом регуля- -t+ 2uU его выходной сигнал ограничивается за счет протекания тока по цепи: выход регулятора 85 скорости - вьшод 127 - диод 122 - вывод 125 - второй делител;ь 128 напряжения - под- вижньй вывод второго делителя 128 напряжения - вывод 124 диод 120 - вывод 126 - вход регулятора 85 скорости. В результате этого выходное

ограничивается fia уровне |U

вых PC

Ug + 2uU, Поскольку выходной сигнал регулятора 85 скорости ограничивается блоком токоограничения, ток 5 якоря 7 ограничивается на установленном значении, и равен предельно-допустимому значению. Ограничение тока якоря 7 приводит к постоянному значв -- нию динамического момента в пускотор15130

мозиых режимах, что обеспечивает разгон и торможение с постоянным ускорением. По мере разгона якоря 7 появляется сигнал обратной связи по скорости, снимаемый с тахогенератора 16, приводит к уменьшению входного сигнала регулятора 85 скорости, выход его из зоны ограничения и работу на линейной части характеристики. Привод разгоняется до номинальной скорости. Включением в устройство блока токоог- раничения приводит к ограничению как динамического, так и статического моментов .

Формула изобретения

Устройство управления электропри- водом по авт. св. № 1161920, отличающееся тем, что, с целью

O

5

О16

повышения динамической точности и надежности устройства, в нем дополнительно установлены второй делитель напряжения, диодный мост и стабилизированный источник постоянного напряжения, подключенный входами к выходам однофазного источника переменного напряжения, выходом положительной полярности - к первым вьгаодам диодного моста и второго делителя напряжения, а выходом отрицательной полярности - к второму выводу второго делителя напряжения, соединенного подвижным выводом с вторым выводом диодного моста, подключенного третьим и четвертым выводами с третьим и четвертым входами регулятора скорости, подключенного пятым входом к второму входу второго переключателя,

X7J л-

Фиг.2

Фие.3

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам управления тиристорными электроприводами постоянного тока с подчинённым регулированием параметров, и может найти широкое применение при построении лабораторных испытательных стендов, используемых при обучении специалистов указанной области техники, а также при настройке электроприводов для осуществления управления технологическими процессами. Цель изобретения - повьипекие динамической точности и надежности устройства. Это достигается за счет ограничения тока в цепи обратной связи регулятора скорости с помощью блока токоограниче- ния, состоящего из диодного моста, делителя напряжения и стабилизированного источника постоянного напряжения, за счет подачи на вход регулятора скорости дополнительного сигнала, а так же за счет особого конструктивного выполнения тиристорного тормозного блока устройства. 3 ил. с € (Л сл 6t 1Ч

Р едакт ор Н.Р огулич

Составитель Г.Нефедова Техред Л. Сердюкова.

Заказ 1426/44

Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Самборская