Двухпозиционная система регулирования тока электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока.

Целью изобретения является повыше- ние надежности системы в динамических режимах.

На фиг.1 приведена функциональная схема двухпозиционной системы регулирования тока электродвигателя; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу системы.

Двухпозиционная система (фиг.1) содержит источник питания 1, последовательно соединенные фильтр 2, импульсный усилитель 3 мощности с силовыми ключами, датчик 4 тока, усилитель 5 сигнала датчика тока, выход которого соединен с первым входом компаратора 6, выход компаратора 6 соединен с входом распределителя 7 импульсов, выход которого подключен к управ- ляющим входам импульсного усилителя 3 мощности, последовательно включенные блок 8 задания тока, усилитель 9 сигнала заданного тока, выход которого соединен с вторым входом компаратора 6, выход им- пульсного усилителя 3 мощности соединен с входом двигателя 10.

Кроме того, система содержит регулируемый источник 11 напряжения, формирователь 12 задающего напряжения, регулятор 13 частоты, сумматор 14, блок 15 задания частоты, преобразователь 16 частота-напряжение, причем сумматор 14, регулятор 13 частоты, формирователь 12 задающего напряжения включены последовательно, выход формирователя 12 задающего напряжения соединен с входом задания напряжения регулируемого источника 11 напряжения, выход блока задания 15 частоты соединен с первым входом сумматора 14, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 16 частота-напряжение, вход которого подключен к выходу компаратора 6, регулируемый источник 11 напряжения включен между источником 1 питания и фильтром 2.

Двухпозиционная система регулирования тока работает следующим образом.

До начала разгона вала двигателя (на- пример, из неподвижного его состояния) в блоке 15 задания частоты переключения силовых ключей импульсного усилителя 3 мощности и в блоке 8 задания тока установлены задающие сигналы (фиг.2а, б). Так как в начальный момент времени интервала to силовые ключи импульсного усилителя 3 мощности закрыты и ток в якорной цепи электродвигателя 10 отсутствует, то на выходе компаратора 6 переключающий сигнал

отсутствует, что, в свою очередь, приводит к нулевому напряжению на выходе преоПра- зователя 16 частота-напряжение.

Сумматор 14 формирует разность напряжений блоков 16 и 12, выходной сигнал которого поступает на регулятор 13 частоты. Начав разгон электродвигателя 10, на выходе сумматора 14 формируется максимальное напряжение, соответствующее максимальной положительной ошибке частоты переключения усилителя 3. Регулятор 13 частоты начинает накапливать ошибку по

t закону 11Вых К / UBX dt и через формир

рователь 12 задающего напряжения сигнал поступает на задающий вход регулируемого источника 11 напряжения. На выходе фильтра 2 формируется питающее напряжение импульсного усилителя мощности З.Так как сигнал с датчика 4 тока мал, а задание тока установлено, то компаратор 6 формирует на своем выходе сигнал лог. 1 (фиг.2д, tr-ti). Распределитель 7 импульсов по данному сигналу компаратора 6 открывает соответствующие ключи усилителя 3, при которых на электродвигателе 10 появляется напряжение положительной полярности (фиг.2в, to-ti).

При достижении током якоря электродвигателя 10 значения тока трогания вал электродвигателя 10 начинает вращение и появляется ЭДС электродвигателя (фиг.2е, конец интервала to). Напряжение якоря увеличивается быстрее ЭДС двигателя, и поэтому ток двигателя увеличивается (ti). Достигнув верхней границы трубки тока, сигналом с датчика 5 тока компаратор опрокидывается и формирует лог. О (интервал t2J.

В это время регулятор 13 продолжает накапливать ошибку сумматора 14. так как частота перелючения усилителя 3 не достигла заданного значения. Напряжение на ихо- де усилителя 3 продолжает увеличиваться, что приводит к более форсированным процессам в якоре электродвигателя.

Частота переключения компаратора 6 возрастает и вместе с ней возрастает напряжение на выходе преобразователи 16 частота-напряжение. Ошибка на выходе сумматора 14 уменьшается, уменьшается темп нарастания входного напряжения усилителя 3, но частота переключения компаратора 6 все возрастает (интервал тз-ts), так как ЭДС еще мала, чтобы компенсироЕать большое напряжение якоря электродвигателя 10.

Продолжающийся процесс увеличения частоты компаратора 6 приводит к отрпцательной ошибке на выходе сумматора 14 и уменьшению напряжения на выходе регулятора 13, а также на входе усилителя 4 (интервал te-ta). При достижении заданной частоты переключателя ключей усилителя 3 (интервал tg) ошибка на выходе сумматора 14 равна нулю и напряжение на входе усилителя 3 должно быть стабильным, но вслед- ствиевозрастающей ЭДС электродвигателя 10 частота переключения компаратора 6 несколько уменьшается, что, в свою очередь, приводит к положительной ошибке на выходе сумматора 14 и возрастанию напряжения якоря. Увеличение напряжения якоря (интервал tg-tio) компенсирует возросшую ЭДС двигателя для обеспечения режима стабилизации частоты. По достижении валом двигателя номинальной скорости ЭДС больше не изменяется, что приводит к ста,- билизации напряжения на входе усилителя 3 (пунктирная линия на фиг.2в).

В случае уменьшения задания тока в блоке 8 (фиг.26, tn) уменьшается ток якоря двигателя, что при прежнем напряжении на входе усилителя 3 приводит к повышенной частоте коммутации.

После окончания переходного процесса частоты переключения компаратора 6 в системе устанавливается постоянное напряжение на входе усилителя 3 (фиг.2в, tis-tie) и требуемая частота переключения силовых ключей импульсного усилителя мощности 3 (при постоянной противо-ЭДС двигателя). Требуемая частота переключения задается допустимыми потерями в двигателе и силовых ключах усилителя 3.

Формула изобретения Двухпозиционная система регулирования тока электродвигателя, содержащая источник питания, последовательно

соединенные фильтр, импульсный усилитель мощности с силовыми ключами, датчик тока, предназначенный для включения в якорную обмотку электродвигателя, усилитель сигнала датчика тока, выход которого

соединен с первым входом компаратора. выход которого соединен с входом распределителя импульсов, выход которого подключен к управляющим входам импульсного усилителя мощности, последовательно включенные блок задания тока, усилитель сигнала заданного тока, выход которого соединен с вторым входом компаратора, выход импульсного усилителя мощности предназначен для подключения к

якорной обмотке электродвигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы в динамических режимах, в нее ведены регулируемый источник напряжения, формирователь задающего напряжения, регулятор частоты, сумматор. блок задания частоты, преобразователь частота- напряжение, причем сумматор, регулятор частоты, формирователь задающего напряжения включены последовательно,

выход формирователя задающего напряжения соединен с входом задания напряжение регулируемого источника напряжения, выход блока задания частоты соединен с первым входом сумматора, второй вход

которого соединен с выходом преобразователя частота - напряжение, вход которого подключен к выходу компаратора, регулируемый источник напряжения включен между источником питания и фильтром.

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности системы в динамических режимах, Система содержит последовательно соединенные блок 8 задания тока, компаратор 6, распределитель 7 импульсов, усилитель 3 мощности, выход которого предназначен для подключения к электродвигателю 10. Выход источника 1 питания через последовательно соединенные регулируемый источник 11 напряжения и фильтр 2 соединен с усилителем 3 мощности. К входу регулируемого источника 11 напряжения подключен формирователь 12 задающего напряжения. Выход блока 15 задания частоты переключений через сумматор 14 и регулятор 13 соединен с входом формирователя 12. В устройстве обеспечивается требуемая частота переключения, задаваемая допустимыми потерями в электродвигателе 10 и силовых ключах усилителя 3. 2 ил. fe VI О ел ю ю ел

t0 ti t2 tj t tstetr tg tg tio til ttfttftju ttf ti6

Фив. 2