Устройство для задания скорости электропривода Советский патент 1987 года по МПК H02P5/00 

73

Tfer//. jfffm ровна 22

Техн. бломировна мансиfiyм

uHUfit/M ТА

(Рие.1

Tfer//. jfffm ровна 22

yм

14)

(Рие.1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления электрическими двигателями постоянного тока, может быть использовано для формирования изменяющихся во времени по определенному закону задающих сигналов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1221706.

Цель изобретения - повьшюние точности задания скорости с технологической блокировкой.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для задания скорости элек тропривода на фиг.2 и 3 - временные диаграммы его работы.

Устройство для задания скорости электропривода содержит последовательно, соединенные задатчик 1 начального напряжения, интегратор 2, блок 3 сравнения, а также блок 4 сравнения, задатчик 5 начального момента замедления ротора, ключ 6, шунтирующий интегратор 2 и входом подключенный к выходу блока 4 сравнения, одий вход которого соединен с выходом интегратора 2, выход блока 3 сравнения соединен с одним входом сумматора 7, второй вход которого соединен с за- датчиком 8 минимальной скорости, а выход - с задатчиком 9 интенсивности выход задатчика 10 установки времени цикла через блок 11 алгебраического суммирования соединен с вторым входом блока 4 сравнения, задатчик 12 установки времени цикла, интегратор 13, шунтиррванньш ключом 14 и входом через блок 15 сравнения подключенный к выходам задатчика 12 и интегратора 2, второй вход блока 11 соединен с выходом интегратора 13, второй вход блока 3 сравнения соединен с выходом блока 16 алгебраического суммирования, задатчик 17 начального момента замедления ротора, интегратор 18, шунтированньй ключом 19 и входом через блок 20 сравнения соединенный с выходами интегратора 2 и задатчика 17. Управляющие входы ключей 14 и 19 соединены с блоками 21 и 22 управления.

Один вход блока 16 соединен с выходом задатчика 5, второй вход - с выходом интегратора 18,а выход - с входом блока 3 сравнения.

Задатчик 1 используется для подачи изменяющегося по уровню в зависимости от требуемой длительности интегрирования напряжения на вход интегратора 2 и позволяет менять угол наклона прямой, соответствующей напряжению suv 2 выходе интегратора 2 (фиг,2а). Задатчик 5 применяется для подачи требуемого в зависимости от величины времени t напряжения Upp.у на вход блока 3 сравнения (фиг.2,к). Задатчик 8 предназначен для установки напряжения Ug,4.| 3 на входе задатчика 9 интенсивности, соответствующего минимальной скорости вращения (фиг.2, т). Задатчик 10 используется для установ- ки напряжения на входе второго блока 4 сравнения (фиг.2,г) через первьй блок 11 алгебраического суммирования. Уровень Uj,,, ,„ .выбирается в зависимости от времени цикла

20

t. работы устройства. Задатчик 12 установки времени цикла имеет ту же уставку выходного напряжения, что и задатчик 10. Интегратор 13 шунтирован вторым ключом 14, управляемым блоком

25 21 технологической блокировки по минимальным значениям скорости вращения ш электропривода и температуре Т. Интегратор 18 шунтирован третьим ключом 19, управляемым блоком 22 техно3Q логической блокировки на начальное значение скорости двигателя и температуры.

На фиг.2, показаны временные диаграммы, когда к моменту t, технологическая блокировка по максимальным значениям скорости двигателя и температуре снята (к моменту t. скорость двигателя и температура достигли минимальных значений), к моменту t

.Q технологическая блокировка по мини35

мальным значениям ыд и 1 также снята (к моменту t скорость двигателя и температура достигли минимальных значений) . Временные диаграммы на фиг.З соответствуют режимам, когда к моменту t и t технологическая блокировка не снята (скорость ш. достигла |

максимального значения, а температура

не достигла максимального значения, 0 соответственно, скорость достигла минимального значения, а температура не достигла минимального значения). Рассмотрим работу устройства при снятой технологической блокировке 5 (фиг.2). Интегратор 2 работает на начальной части характеристики (фиг. 2,я), поэтому его выходное напряжение) изменяется по линейному закону. Для формирования времени одного цикла изменения скоростного режима выходное напряжение интегратора 2 (фиг.2, w) сравнивается с опорным напряжением и„„ , , снижаемым с выхода блока 11 алгебраического суммирования. В момент равенства Uj. и Von. на выходе блока 4 сравнения образуется (фиг. 2, б) импульс Uftn. , который открывает ключ 6 на время it, (фиг.2, |) -выходное напряжение ключаи „, кратковременно снижается до нулевого значения. Во время действия импульса длительностью t, -происходит понижение , до нуля, что обеспечивает нулевое напряжение на первом и втором входах соответственно блоков 4 и 15 сравнения. Это в свою очередь приводит к появлению Uj|,ix. (фиг.2,в), закрытию ключа 6 и новому циклу интегрирования. Полная вьщержка времени, равная O-t, определяется изменением bkii г ° нулевого значения до значения напряжения ,,, , устанавлискорости и температуры с высокой точ ностью. Темп изменения выходного напряжения интегратора 2 регулируется как задатчиком 1, так и времязадающе цепью интегратора 2. Входное напряже ние интегратора 2 изменяется аналогично и

etix. ь

Ввиду большого коэффициента передачи второго сравнения 4

10 снижение выходного нАпряженияи, до нуля происходит с большой крутизной, а время dt, имеет величину по рядка нескольких десятков микросекунд. Далее рассмотрим формирование

15 времени 0-t, соответствующего зтапа увеличения скорости и температуры (фиг.2,) и работы с установившейся скоростью (t - t ) . Для формирования (0-t ) выходное напряжение иgj.j

20 в блоке 3 сравнения сравнивается с опорным напряжением U j (фиг.2,р) Опорные напряжения задатчиков 5 и 17 начального замедления ротора U(,n j

и и

on. п

равны друг другу (фиг.2,к)

ваемого на втором входе блока 4 срав- 25 На входе блока 20 сравнения сравнинения задатчиком 10 уставки времени

цикла. Уровни установок Vу„ задатчика 10, а также задатчика 12 установки времени цикла

(фиг.2,г) одинаковы. На входе блока

15 сравнения сравнивается .(фиг.2,3)

вается опорное напряжение задатчика 17 начального момента замедления ротора с выходным напряжением интегратора 2 (фиг.2,л). В момент равенства

30 и

ОЛ. 17.

и и

на выходе блока 20

вых.

сравнения появляется выходное напряжение (фиг.2,м). К моменту времени t технологическая блокировка по максимуму скорости и температуры снята (фиг.2,н), что приводит к тому, что ключ 19 размьжается. Однако на интер вале (t - t.,) выходное напряжение интегратора 18 равно нулю (фиг.2,о) поскольку хотя ключ 19 и разомкнут, но напряжение на его входе УЛЩ. го имеет нулевое значение. Следовательно, в этом случае формирование Uon. t осуществляется без коррекции техноло гической блокировкой, а Uon имее g постоянное значение (фиг.2,и). Напря

пилообразное напряжение U

бЫх. 2

И

U(,n. ,j . Технологическая блокировка (фиг.2,) по минимальной скорости и минимальной температуре (фиг.2,у) снимается для рассматриваемого случа в момент tl| . При этом ключ 14 открывается и разрешает работу интегратора 13. Поскольку на интервале t - t работа интегратора 13 ключом 14 разрешена, а сигнал на выходе блока 15 сравнения (фиг.2,е) равен нулю, то выходное напряжение интегратора 13 (фиг.2,) также равно нулю и, следовательно, на первим входе блока 11 алгебраического суммирования на интервале O-t имеем нулевой сигнал. Опорное напряжение UQ,, .| блока 11 алгебраического суммирования постоянно (фиг.2,и) на интервале 0-1ц,,поэтому формируемая выдержка времени 1ц также постоянна от цикла к циклу. Регулировка времени цикла осуществляется изменением Uj,, поПри напряжениях U jjix..u ходе блока 3 сравнения имеем нулевое напряжение Ug,., , (фиг. 2, р-с, время

вых.}

средством задатчика 10 установки вре- t-t ). Далее картина изменения U, jмени цикла, которое может автоматически изменяться. Применение прецизионного интегратора 2 позволяет получить время одного цикла изменения

повторяется от цикла к циклит. Регулирование времени 0-t осуществляется опорным напряжением .j , устанавливаемым задатчиком 5. Напряжение

скорости и температуры с высокой точностью. Темп изменения выходного напряжения интегратора 2 регулируется как задатчиком 1, так и времязадающей цепью интегратора 2. Входное напряжение интегратора 2 изменяется аналогично и

etix. ь

Ввиду большого коэффициента передачи второго сравнения 4

10 снижение выходного нАпряженияи, до нуля происходит с большой крутизной, а время dt, имеет величину по рядка нескольких десятков микросекунд. Далее рассмотрим формирование

15 времени 0-t, соответствующего зтапам увеличения скорости и температуры (фиг.2,) и работы с установившейся скоростью (t - t ) . Для формирования (0-t ) выходное напряжение иgj.j

20 в блоке 3 сравнения сравнивается с опорным напряжением U j (фиг.2,р). Опорные напряжения задатчиков 5 и 17 начального замедления ротора U(,n j

и и

on. п

равны друг другу (фиг.2,к).

25 На входе блока 20 сравнения сравнивается опорное напряжение задатчика 17 начального момента замедления ротора с выходным напряжением интегратора 2 (фиг.2,л). В момент равенства

30 и

ОЛ. 17.

и и

на выходе блока 20

я 35

вых.

сравнения появляется выходное напряжение (фиг.2,м). К моменту времени t технологическая блокировка по максимуму скорости и температуры снята (фиг.2,н), что приводит к тому, что ключ 19 размьжается. Однако на интервале (t - t.,) выходное напряжение интегратора 18 равно нулю (фиг.2,о), поскольку хотя ключ 19 и разомкнут, но напряжение на его входе УЛЩ. го имеет нулевое значение. Следовательно, в этом случае формирование Uon. t осуществляется без коррекции технологической блокировкой, а Uon имеет g постоянное значение (фиг.2,и). Напря40

жения на входах U

у,3

блока 3 сравнения показаны на фиг.2,р. При напряжениях Uj, Uon.1t иа выходе блока 3 сравнения существует напря0

жение и

1Ь№. 3

, определяемое его напряжением питания (фиг.2,е, время 0-t).

При напряжениях U jjix..u ходе блока 3 сравнения имеем нулевое напряжение Ug,., , (фиг. 2, р-с, время

вых.}

t-t ). Далее картина изменения U, jt-t ). Далее картина изменения U, jповторяется от цикла к циклит. Регулирование времени 0-t осуществляется опорным напряжением .j , устанавливаемым задатчиком 5. Напряжение

5 1328912 6

еыу. i имеет крутые передний и зад- нием и , что вызывается работой НИИ фронты в силу того, что коэффици- интегратора 13 при разомкнутом ключе ент передачи 3. велик. Напряжение на 14 на интервале (t - tj ) . входе задатчика 9 интенсив ности полу- Далее рассмотрим формирование мо- чается в результате суммирования 5 мента .t (фиг.3,v) начала снижения UgbK-j выходным напряжением задат- скорости и температуры, когда к мо- чика 8 (фиг.2,т). Заданный темп воз- менту времени технологические блоки- растания скорости, что соответствует ровки по максимальным значениям ш изменению выходного напряжения задат- и Т не сняты (фиг.3,м). В момент чика 9 интенсивности на участке , (Времени t в результате сравнения на а также снижения скорости электропри- входе блока 20 сравнения двух напря- вода на участке устанавливается жений Uj.j и Uj,, (фиг.3,л) на (фиг.2,у) задатчиком 9 интенсивности. его выходе появляется выходное наРассмотрим работу устройства в ре- пряжение (фиг.З.м). Так как к момен- жиме, когда к моментам времени соот- 5 ту Ц ключ 19 разомкнут и на входе ветственно t и Ц технологические интегратора 18 имеется напряжение блокировки не сняты. (фиг.3), т.е. g,, (фиг.З,), то интегратор 18 скорость и температура не достигли начинает свою работу и на его выходе минимальных и, соответственно, макси- появляется линейно нарастающее напря- мальных значений. Временные диаграм- 20 жение (фиг.3,6,о), которое складыва- мы на фиг.3,й-6 соответствуют ана- ется с U на входе блока 16 алге- логичным на фиг.2,с(. К рассматрива- браического с уммирования, В момент емому моменту времени t технологи- времени t, на выходе блока 16 напря- ческая блокировка по минимальным зна- жение Uj, Uon, (, начинает уве- чениям озд и Тд не снята (фиг.З,). 5 л чиваться (фиг.3,п). Б момент равен- в момент равенства на входе блока ства напряжений на входе блока 3 ера- сравнения 14 (фиг.3,д) выходного на- внения (фиг.З, р) U,, ,, ииоп.-гь пряжения интегратора 2 и опорного на- выходное напряжение Ug.j имеет ну- пряжения задатчика 12 установки вре- левое напряжение (фиг.З,с) и форми- мени цикла на выходе блока 15 сравне- руется команда со временем (фиг.3,у). ния появляется импульс выходного на- Иными словами, коррекция времени t, пряжения (фиг.3,е). Поскольку техно- начала снижения Юд и Т осущест- логическая блокировка не снята вляется изменением Ug , что вызы- (фиг.З,):) к моменту t, то ключ 14 вается работой интегратора 18 при разомкнут и интегратор 13 под деист- 35 разомкнутом ключе 19 на интервале вием Uj|,,.5 начинает-свою работу, ( ). Итак, если к моменту вре- увеличивая линейно напряжение на вы- мени t технологическая блокировка ходе (фиг.3,у), добавляя к постоян- не будет снята (т.е. к моменту t, ному сигналу V g„,t, (фиг.З, и) линейно скорость и температура не достигнут нарастающий сигнал U,, . Увеличе- 0 максимальных значений), то команда ние Upn не позволяет к моменту tц на снижение ю и Тд будет сформиро- сработать ключу 6 до тех пор, пока вана таким образом,- что у t , при- не будет снята технологическая блоки- чем увеличение вьщержки времени будет ровка (фиг.3,5|:). Технологическая бло- определяться моментом снятия техно- кировка по минимуму w и Тд снимается 45 логической блокировки. Напряжение к времени t , ключ 14 замыкается, вы- Ugnx. э имеет крутые передний и задний ходное напряжение U (фиг.З,.) фронты в силу того, что коэффициент падает до нуля, уменьшается Uon.i передачи блока 3 сравнения велик. На- ключ 6 срабатывает и и,. (фиг.3,«) пряжение на входе U, задатчика 9 падает до нуля. При этом сформировы- 50 интенсивности получается в результате вается новое время цикла t ц 7 tu, суммирования . з с выходным на(фиг.3,о(), и далее процессы повторя- пряжением Ug..g задатчика 8 ются от цикла к циклу. Таким образом, (фиг.З,т). Заданный темп возрастания новый цикл длительностью t скоррек- скорости электропривода, что соответ- тирован (увеличен) при действии тех- 55 ствует изменению выходного Usbix.s нологической блокировки по минимуму напряжения задатчика 9 интенсивности,

рОд и Т. Иными словами, коррекция на участке 0-t , а также снижения BJ)eмeни цикла осуществляется измене- скорости электропривода на участке

-t

1H

интенсивности.

устанавливается задатчиком 9

Таким образом предлагаемое устройство позволяет повысить точность задания программы изменения скорости электропривода с технологической блокировкой.

Формула изобретения

динен с входом второго интегратора и выходом второго ключа, выход второго интегратора связан с первыми входами первого блока алгебраического суммирования и второго ключа, выход первого задатчика установки времени цикла подключен к второму входу первого блока алгебраического суммирования, выход которого подсоединен , к второму входу второго блока сравнения, выход второго задатчика начального моменту замедления ротора соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого подключен к выУстройство для задания скорости электропривода по авт. св. № 1221706, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности задания ско- ходу первого интегратора, выход чет- рости электропривода с технологичес- вертого блока сравнения подсоединен кой блокировкой, в него введены два блока алгебраического суммирования,

второй и третий интеграторы, второй и

к входу третьего интегратора и выходу третьего ключа, первый вход которого соединен с выходом третьего интегра- третий ключис блоками управления, тре-20 тора, выход третьего интегратора сое- тий и четвертый блоки сравнения, второй динен с первым входом второго блока задатчик начального момента замедле- алгебраического суммирования, второй

вход которого соединен с выходом первого задатчика начального момента за- 25 медпения ротора, выход второго блока алгебраического суммирования соединен с вторым входом первого блока сравнения .

ния ротора, второй задатчик установки времени цикла, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход первого интегратора подключен к второму входу третьего блока сравнения, выход которого сое

8

0

динен с входом второго интегратора и выходом второго ключа, выход второго интегратора связан с первыми входами первого блока алгебраического суммирования и второго ключа, выход первого задатчика установки времени цикла подключен к второму входу первого блока алгебраического суммирования, выход которого подсоединен , к второму входу второго блока сравнения, выход второго задатчика начального моменту замедления ротора соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого подключен к вы5 ходу первого интегратора, выход чет- вертого блока сравнения подсоединен

ивы.г

иопЛ

t t

l I

Uon.li

г;

и) О Uan.S Uon.17

X} О U6x.iO

о

t/SM.20

и техн.

6/10Х

теиШаТл к О

Uttm.lt

о/ О Uon.tS

п} О

иех.з

t- t, t, f, tg

9аг.г

9аг.г

Изобретение относится к электротехнике. Повьппение точности задания скорости с технологической блокировкой обеспечивается за счет введения двух блоков алгебраического суммирования 11, 16, интеграторов 13, 18, ключей 14, 19, блоков сравнения 15, 20. В результате задание скорости осуществляется с учетом технологической блокировки, что повышает точ- ность работы устройства. 3 ил. (Л