СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПО СИСТЕМЕ ГЕНЕРАТОР —ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1964 года по МПК H02P5/06 

Известные снособы управления электроприводом по системе генератор-двигатель с нитаппем обмоток возбуждения генератора от управляемого вентильного нреобразователя широтно модулированными имнульсами имеют одно заранее заданное значение допустимого тока или скорости и не обеспечивают в связи с этим достаточного быстродействня регулирования.

Предложенный способ позволяет получить оптимальный но быстродействию закон ограничения тока и скорости. Он заключается в том что в обмотку возбуждения генератора ионеременно подают положительные н отрицательные имнульсы нанрял ;ения с ам 1лнтудой, обеснечнваюндей насыщение генератора. Положительные имнульсы нмеют переменную 1пирину, определяемую временем, за которое ток или скорость достигнут донустимого .начения, а отрицательные импульсы имеют иостояниую ширину и подаются в течение промежутка времени, за который ток или скорость изменяются иезначительно.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предложенного снособа.

Генератор нулевого состояния J собран но схеме триггера с одним устойчивым состоянием и предназначен для нитания переменным током обмотки возбуждения генератора Г при

кратковременных остановках двигателя Д и ценосредственно неред нуском двигателя, а также иснользуется для онределення начала торможения двигателя.

Симметричный триггер 2 служит для преобразования несимметричных импульсов, носгупающих от генератора нулевого состояния для воздействия на формирующие каскады 3 и 4. Формирующие каскады собраны но схеме

триггеров с одним устойчивым состоянием н предназначены для формирования имнульсов с длительностью, достаточной для включения управляемых вентилей, питающих обмотку возбуждения генератора.

Элементы 5 позволяют исключить возможность нодачи запускающих импульсов от формирующих каскадов одновременно на управляющие электроды всех вентилей.

Умножители частоты (J и 7 собраны по схеме триггеров с одпим устойчивым состоянием и служат для нитаиия управляемого вентильиого нреобразователя сернями имнульсов, что новышает надежность зажигания вентилей. Еслн в схеме применены не тиратроны, а другие тины вентилей (например, триинсторы), то умножители частоты не нужны.

Катодный повторитель 5 служит для разделения ценей умножителей частоты от цепей управляемых вентилей.

питания обмотки возбуждения генератора импульсами, модулированными по ширине, собран по схеме мостового инвертора на управляемых вентилях. К шунтам в цени якоря двигателя подключены усилители постоянного тока 10. В схеме предусмотрены также катодные повторители //, предназначен, ные для разделения выходных пепей усилителей постоянного тока от входных цепей генераторов 12 и 13.

Инверторы 14 позволяют использовать схему для ограничения скорости, полученной как функция напряжения генератора или напряжения тахогенератора ТГ.

Катодные повторители 15 предназначены для развязки входных цепей генераторов ограничения 12 и 13 от схемы установки ограничения скорости. Эти генераторы ограничения собраны по схеме триггеров с одним устойчивым состоянием. Инверторы 16 обеспечивают необходимую связь между генераторами ограничения 12 и 13 и формирующими каскадами 5 и 4-и одновременно используются для реверсирования и переключения схемы па торможение-воздействием на блок управления 17. Генератор торможения 18 собран также но схеме триггера с одним устойчивым состоянием. Релейный элемент 19 служит для исключения импульсов, поступающих от генераторов ограничения 12 и 13 при торможении двигателя.

При иенодвижном вале двигателя работает генератор нулевого состояния. Имиульсы, поступающие от него, вызывают срабатывание симметричного триггера 2 и поперемеиную работу формирующих каскадов . Формирующие каскады через умножители частоты 5 и 7 и катодные повторители 8 вызывают нонеременное отпирапие управляемых вентилей. Таким образом, к обмотке возбуждения генератора прикладывается переменное напряжение с частотой, равной частоте работы симметричного триггера 2. При этом отсутствует нолзучая скорость двигателя.

Для нуска двигателя при помощи блока управления 17 разрывается одна на цепей передачи импульсов от симметричного триггера 2 к формирующим каскадам, например, к каскаду 3. Тогда от симметричного триггера импульсы поступают лишь на формирующий каскад 4, срабатывание триггера которого через умножитель частоты 7 и катодный повторитель 8 вызывает отннрание одной пары управляемых вентилей.

Нанряжение генератора Г нарастает с максимальной скоростью, так как в обмотке возбуждения приложено напряжение, обеснечивающее насыщение генератора.

Напряжением, снимаемым с сопротивлений Ri и RZ, генератор нулевого состояния исключается из работы. Ток двигателя нарастает с максимальной скоростью. Напряжение, снимаемое с шунта Rut, через усилитель 10 и катодный повторитель 11 подается на вход генератора ограничения 12. Когда ток двигателя достигйет Максимально допустимого значения, срабатывает генератор ограничения 12 и через формирующий каскад 3, умножитель частоты 6 и катодный повторитель 8 занускающий импульс поступит к другой паре упра:зляемых вентилей, что приведет к их отпиранию и запиранию работавших ранее вентилей. Таким образом, меняется полярность напряжения, питающего обмотку возбуждения генератора. Ток двигателя уменьшается. Генератор ограничения 12 через онределениое заранее заданное время займет исходное состояние, что вызовет через инвертор /6, формирующий каскад 4, умножитель частоты

7 и катодый повторитель 8 новое переключение управляемых вентилей. К обмотке возбуждения генератора, таким образом, пригсладывается нанряжепие, вызывающее нопое нарастание тока якорной цени. Ири

малом времени отрицательного импульса иапряжепия, подаваемого па обмотку возбуждения геператора, провал тока двигателя полу, чается иезпачительпым, сравнимым с помехами в якорной цепи.

Нарастание тока двигателя вызовет новое срабатывание генератора ограничеиия 12. Так ироцесс нротекает до тех пор, пока двигатель не выйдет на естественную характеристику, и величина тока двигателя не перестанет достигать допустимого значения.

В схеме предусмотрено ограничение по скорости, так как к обмотке возбуждения генератора может прикладываться напряжение, значительно превыщающее номинальное, при котором двигатель может разогнаться до скорости выше допустимой.

Когда скорость двигателя достигист допустимого значения, нанряжения, снимаемого с сопротивления R (при вращении двигателя

в другую сторону используется напряжение, снимаемое с сопротивления 4), будет достаточно по величине для срабатывания генератора ограничения 12. Это вызовет переключение уиравляемых вентилей на умеиьщение

напряжения генератора. Скорость двигателя начинает уменьшаться, но так как генератор ограничения 12 возврашается через небольшие промежутки времени в исходное состояние и происходит переключение управляемых вентилей на новое увеличение напряжения генератора, скорость двигателя колеблется незначительно. Схема ограничения скорости работает при токе двигателя, убывающем до значения, равного статическому, и нродолжает

работать при статическом токе все время, нока двигатель работает на допустимой скорости.

Для перевода устройства в режим торможения двигателя блок управления 17 подает

сигнал на исключение через релейный элемент 19 из работы цепи, соединяющий один из генераторов ограничения, нанример, 12, с инвертором 16. Генератор ограничения 12 через формирующий каскад 3, умножитель частоты

управляемых вентилей, и к оомотке возбуждения прикладывается напряжение, вызывающее уменьшение напряжения генератора с максимальной скоростью. Ток двигателя меняет направление и достигает допустимой величины. Это вызывает срабатывание генератора ограничения 13. Процесс огран1гчепня тока двигателя протекает аналогично процессу при пуске. При пекотором наиряжсимн генератора (или тахогенератора), соотиегству1он;ем небольшой скорости двигателя, начипает работать генератор пулевого состояния. Первый импульс генератора пулевого состояния вызывает срабатывание генератора торможения 18. Генератор торможенпя через релейный элемепт 19 отключает генераторы ограпичения 12 н 13 от формируюнш.х каскадов 3 и 4. Генератор нулевого состояния через симметричный триггер 2, формирующие каскады 3 и 4, умиожители частоты 6 и 7, катодные новторители 8 вызывает переключение управляемых вентилей через равные промежутки времени. Ток двигателя быстро спадает ло нуля, и двигатель останавливается.

При реверсировании двигателя генератор торможення отключается сигналом, подаваемым от блока управления /7, и процесс ограничения тока двигателя происходит, до тех нор, пока скорость двигателя в

обратном направлении не достигнет допустимой.

Закон изменения ограничений тока и скорости двигателя должен обеснечивать оптимальпый по быстродействию процесс в системе

Г - Д ввиду практически

оезынерционнои работы схемы унравле 1ня.

Предмет изобретения

Способ управления электроприводом но системе генератор-дв1 гатель с питанием обмотки возбуждения генератора от управляемого вентильного преобразователя импульсами, модулпроваппыми но н;ирине, отличающ и и с я тем, что с целью повыщення быстродействия регулирования нутем ограничен я тока (нлн скорости) двигателя но оптимальному закопу, в обмотку возбуждення генератора подают попеременно ноложител;.ные н отрнцательные имнульсы с амплитудой, обеспечпвающей насыщспне генератора, причем ноложгггельные импульсы нмеют переменную пифипу, определяемую времене.ч, за которое ток (или скорость) достигает допустимого значения, а отрицательные имнульсы нмеют постоянную гннрину н нодаются в течение промежутка времени, за который ток (или скорость) нзмеияется незначительно.