Электропривод постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02P5/06 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах прокатных станов. Целью изобретения является повышение качества управления. Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, подключенный к нереверсивному вентильному преобразователю 2. Регуляторы 3 и 5 тока и частоты вращения снабжены узлами 4 и 6 шунтирования цепей обратных связей. Пороговый элемент выходом подключен к третьему входу преобразователя 2, Уменьшение динамической просадки и времени восстановления частоты вращения достигается за счет повышения чувствительности и стабильности работы порогового элемента. 1 ил.

о

00

о о

00

о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах прокатных станов,

Целью изобретения является повышение качества управления.

На чертеже приведена схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, последовательно соединенный вентильный преобразователь 2, регулятор 3 тока с узлом 4 шунтирования, регулятор 5 частоты вращения с узлом 6 шунтирования, пропорциональный усилитель-сумматор 7, блок 8 задания частоты вращения, датчик 9 тока, датчик 10 частоты вращения, датчик 11 ЭДС двигателя, подключаемые к вторым входам соответственно регулятора 3 тока, пропорционального усилителя 7 и вентильного преобразователя 2, а также пороговый элемент 12, вход которого подсоединен к выходу пропорционального усилителя 7, а выход - к входам узлов 4 и 6 шунтирования и к третьему t чоду вентильного преобразователя 2, на четвертый вход которого подается сигнал смещения.

Вместо датчика ЭДС может быть использован датчик 10 частоты вращения, напряжение которого пропорционально ЭДС электродвигателя.

Регулятор 3, 5 тока и частоты вращения может быть выполнен на базе операционного усилителя с последовательно соединенными резистором и конденсатором в цепи обратной связи, а узлы 4 и 6 шунтирования могут быть осуществлены герконовым реле, контакты которого шунтируют цепь обоат- ной связи регулятора или, что эффективнее, только конденсатор этой цепи.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

В установившемся режиме при отсутствии момента нагрузки на валу электродвигателя 1 его частота колеблется, незначительно отклоняясь от заданного значения в сторону увеличения.

При равенстве частоты вращения электродвигателя 1 заданному значению динамический ток определяется тем, что выход датчика 11 ЭДС электродвигателя компенсирует противоЭДС электрбдвигателя, характеристика вентильного преобразователя 2 смещена в сторону открывания.

При этом величина динамического тока выбирается близкой к граничному непрерывному значению. Под действием указанного тока электродвигатель 1 разгоняется до тех пор, пока сигнал на выходе пропорционального усилителя 7 не окажется равным величине уставки срабатывания порогового элемента 12. После срабатывания порогового элемента 12 цепи обратных связей операционных усилителей регулятором 3, 5 тока и частоты вращения шунтируются, их выход принимает нулевое значение, вентильный преобразователь 2 закрывается, импульсы управления его при этом устанавливаются в положение макси- мального закрытия преобразователя, происходит рекуперация энергии запасенной 0 индуктивностями цепи якоря при протекании тока нагрузки и начинается торможение электродвигателя 1 под действием момента холостого хода. При снижении частоты вращения электродвигателя 1 до заданной бло- 5 ком 8 задания частоты вращения величины, сигнал на выходе пропорционального усилителя 7 принимает нулевое значение, выход порогового элемента 12 становится равным нулю, регуляторы 3,5 тока и частоты 0 вращения расшунтируются, блокирующий сигнал с третьего входа вентильного преоб- разователя 2 снимается и начинается под- разгон электродвигателя 1.

Таким образом, согласно способу уп- 5 равления в электроприводе частота вращения электродвигателя при отсутствии момента нагрузки на валу электродвигателя 1 колеблется над уровнем заданного значения. Амплитуда отклонений частоты враще- 0 ния определяется коэффициентом усиления пропорционального усилителя 7, уставками срабатывания и возврата порогового элемента 12 и выбирается на порядок меньше динамического снижения частоты вращения 5 электродвигателя 1 при набросе нагрузки.

Кроме того, недостатки формы тока якоря при набросе нагрузки, характерные для электроприводов, снабженных двухкратно- интегрирующей системой электропривода, 0 отсутствуют.

Действительно, после отключения порогового элемента 12 в цепи якоря электродвигателя 1 появляется заданный по амплитуде динамический ток с большой кру- 5 тизной переднего фронта. Однако, поскольку амплитуда этого тока составляет лишь часть номинального значения, комутация на коллекторе электродвигателя оказывается не нарушенной.

0 При приложении нагрузки к валу электродвигателя 1 возникает статическая составляющая тока якоря, которая складывается с динамической. При этом динамическая просадка частоты вращения 5 электродвигателя 1 уменьшается, сокращается время восстановления заданного значения частоты вращения. Управление по предлагаемому способу обеспечивает снижение отклонения частоты вращения электродвигателя 1 от заданного значения.

После сброса нагрузки частоты вращения электродвигателя 1 начинает увели- чиваться. Сигнал на выходе пропорционального усилителя 7 меняет полярность и возрастает до величины сраба- тывания порогового элемента 12, выходной сигнал которого закрывает регуляторы 3, 5 тока и частоты вращения путем шунтирования цепи их обратной связи и смещает угол управления вентильного преобразователя 2 до максимального значения. Ток якоря становится равным нулю, разгон электродвига- теля прекращается и начинается его торможение до заданной частоты вращения под действием момента холодного хода. При достижении электродвигателем заданной частоты вращения пороговый элемент 12 отключается и электродвигатель начинает работать в описанном выше режиме, характеризуемом отсутствием момента нагрузки на валу электродвигателя.

Таким образом, эффективность электропривода достигается за счет повышения чувствительности и стабильности работы порогового элемента, обеспечиваемых вве- дением пропорционального усилителя, снижением в Кп раз (Кп - коэффициент усиления пропорционального усилителя) влияния на работу порогового элемента дрейфа характеристики регулятора частоты вращения.

Воздействием порогового элемента на узлы шунтирования регуляторов тока и частоты вращения обеспечивается сокращение времени их возвращения в исходное состояние, соответствующее нулевым начальным условиям.

Применительно к работе электропривода прокатных валков это означает независимость переходных процессов при заходе металла в валки от длительности паузы между пропусками металла.

При управлении нереверсивным вентильным электроприводом постоянного тока при приложении момента к валу электродвигателя обеспечивается:

улучшение формы тока электродвигателя путем повышения скорости нарастания при малых значениях и снижения максимальной величины;

уменьшение динамической просадки частоты вращения;

сокращение времени восстановления заданного значения частоты вращения.

Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к нереверсивному вентильному преобразователю, регулятор частоты вращения, вход которого соединен с выходом пропорционального уислителя-сумматора, последовательно соединенные блок задания, пропорциональный усилитель-сумматор и пороговый элемент, выход которого подключен к второму входу преобразователя, датчик частоты вращения, выход которого соединен с вторым входом пропорционального усилителя-сумматора и с третьим входом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления, в него введены регулятор тока, включенный между выходом регулятора частоты вращения и первым входом преобразователя, датчик тока электродвигателя, выходом соединенный с входом обратной связи регулятора тока, узлы шунтирования цепей обратной связи регуляторов частоты вращения и тока, управляющие входы которых соединены с выходом порогового элемента, а преобразователь снабжен дополнительным входом, соединенным с источником напряжения смещения.