Электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

;о

Изобретение относится к электро- технике, а именно к управлению электроприводами с вентильными преобразователями, и может найти применение в регулируемых электроприводах с ударной нагрузкой в металлургической и, других отраслях промьгашенности.

Цель изобретения - повышение стабильности регулирования, .

На чертеже изображена функциональная схема электропривода. : Электропривод содержит электродвигатель 1 .подключенный к выходу вентиль- кого преобразователя 2, в цепь управления которого включен пропорционально- интегральный. (ПИ) регулятор тока 3, входы которого соединены с выходом регулятора 4 внешнего контура, в дан- I ном случае.регулятора напряжения, j и с блоком 5 определения производ- ной ЭДС преобразователя, содержащим I Дйфференцирукидев звено в виде после-

довательно соединенных резистора 6 и i конденсатора 7, подключенных к выхо- . ду преобразователя 2,. а также датчик ; В тока якоря. Электропривод содержит : также нелинейньгй элемент 9 и форси- ; рующее 10, а блок 5 определе- I ния производной ЭДС дополнительно со- I Держит второе дифференцирующее звено I в виде последовательно соединенных резистора- И и конденсатора 12, активный фильтр 13, инвертирующий уси- литель 14 и сумматор 15,. при этом резистор П и конденсатор 12 второго дифференцирующего звена включены параллельно конденсатору 7 первого дифференцирующего звена, объединен- ныв вьюоды резисторов 6 и П первого и второго дифференцирующих звеньев и вывод конденсатора 7 первого диф- ференцирующего звена -подключены к . общей точке, резисторы 6 и 11 перво- го и второго дифференцирующих звенье выполнены регулируемыми и их подвижные контакты подключень соответственно к входам активного фильтра 13 и инвертирующего усилителя 14, выходы которых соединены с входом сумматора 15, выход которого служит выходом блока 5 определения производной ЭДС, . .а выход датчика 8 тока через последовательно включенные нелинейный эле- мент 9 и форсирующее звено 10 соединен с входом регулятора 3 тока, В цепь обратной связи регулятора 4 внещ него контура блок 16 ограни

Q

5 0

5 0 Q

0

чения, а к входу регулятора 4 подключен выход датчика 17 напряжения.

Электропривод работает следующим образом.

Полярность и величина вьтрямлен- ного напряжения вентильного преобразователя 2 задаются сигналом управления, подаваемым на вход насьщ;ающе, гося регулятора 4 внешнего контура регулирования, а желаемая интенсивность при подъеме и снижении этого напряжения - блоком 16 ограничения, определяющим сигнал на выходе этого регулятора и, соответственно, сигнал задания на входе ПИ-регулятора 3 внутреннего контура регулирования (регулятора тока), Регулятор 4 внешнего контура, имеющий высокий коэффициент усиления, открывается и насыщается при незначительном изменении сигнала управления и закрьшается, когда сигнал обратной связи от датчика 17 напряжения достигает значения, при котором суммарньй сигнал на входа регулятора 4 становится близким Hyjao, В этот момент прекращается рост И.ПИ снижение напряжения вентильного преобразователя 2, ПИ-регулятор 3 тока, на входе которого сравнивается фактическая скорость изменения напряжения вентильного преобразователя, измеряемая блоком 5 определе-- ния производной ЭДС, с заданной сигналом на выходе регулятора 4, управляет вентильным преобразователем. Точность и надежность протекания пе- - реходных процессов зависит от характера работы блока 5 определения производной ЭДС преобразователя. ЭДС (напряжение) вентильного преобразо

:вателя имеет сложную форму и состоит из гладкой и переменной составляющих Для обратной связи требуется производная только гладкой составляющей, а переменная составляющая, которая является помехой для системы управления, должна быть полностью скомпенсирована.

Эта задача решается блоком 5 следующим образом. -Напряжение вентиль- . . ного преобразователя дифференцируется двумя контурами R и С, из которых первый контур подключен к выходу преобразователя 2 и состоит из последовательно включенных конденсатора 7 и регулируемого резистора 6, а второй контур - из последовательно включенных конденсатора 12 и регулируемого резистора 11 и подключен парал- лелльно конденсатору 7. Сигнал, пропорциональный первой и второй производным изменения напряжения преобразователя 2, снимаемый с подвижного контакта регулируемого резистора 6, и сигнал, пропорциональный первой производной.изменения этого же напряжения, снимаемый с подвижного контак та регулируемого резистора 11, имеют по отношению к общей точке схемы противоположные знаки. При этом в сигнале на подвижном контакте резистора 1 отсутствуют высшие гармонические, а в сигнале на подвижном контакте резистора 6 содержится весь состав гармонических. Подключенный к подвижном контакту резистора 6 активный фильтр 13 имеет большой коэффициент усиления для гладкой составляющей, средний коэффициент усиления для низких гармоник и очень малый (нулевой J коэффициент усиления для высщих гармоник выпрямленного напряжения.

Параметры схемы; емкости конденсаторов 7 и 12, сопротивления резисторов 6 и 11, коэффициент усиления и постоянная времени активного фильтра 13 и коэффициент усиления инвертирующего усилителя 14 выбрашь так, что при суммировании выходных сигналов активного фильтра 13 и инверти- рзгющего усилителя 14 выходной сигнал сумматора 15 в установившемся режиме равен нулю. В переходных режимах при увеличении или снижении вьтрям- ленного напряжения выходной сигнал сумматора 15 не равен нулю, имеет определенную полярность и йропорцио- нален гладкой составляющей. Этот сиг ,нал используется для обратной связи во внутреннем кантуре системы регулирования.

Устройство легко настраивается и позволяет исключить не только переменную составляющую, но и компенсировать различные помехи, возникающие в процессе коммутаций вентилей, вклюСоставитель В. Редактор Н, Тупица ТехредМ.Дидык

IQ с

5

5

0

5

0

ценных по различным схемам выпрямления тока.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к выходу вентильного преобразователя , в цепь управления которого включен пропорционально-интегральный регулятор тока, входы которого соединены с выходом регулятора внешнего контура и с блоком определения производной ЭДС преобразователя, содержащим дифференцирующее звено в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенных к выходу преобразователя, а также датчик тока, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности регулирования, в него введены нелинейный элемент с зоной нечувстви- тельности и форсирующее звено, а блок определения производной ЭДС дополнительно содержит второе дифференцирующее звено в виде последовательно соединенных резистора и кон. денсатора, активньй фильтр, инвертирующий ус11лнтель и сумматор, при этом резистор и конденсатор второго дифференцирующего звена включеиы параллельно конденсатору первого дифференцирующего звена, объединенные вьтоды резисторов первого и второго дифференцирующих звеньев и. вывод конденсатора первого дифференцирующего звена подключены к общей точке, резисторы первого и второго дифференцирующих звеньев выполнены регули- руемыми и их подвижные контакты подключены соответственно к входам акт тивного фильтра и инвертирующего усилителя, выходы которых соединены с входом ; сумматора, выход которого служит выходом блока определения производной ЭДС, а выход датчика тока через последовательно включенные нелинейный элемент и форсирующее звено соединен с входом регулятора тока.

Корректоре. Кравцова 1