Электропривод постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02P5/06 

(Л

С

Использование: в электроприводах с упругой механической связью между двигателем и механизмом с переменным моментом инерции. Сущность: Электропривод постоянного тока содержит последовательно соединенные задатчик 8 частоты вращения, второй регулятор 7 частоты, регулятор 6 управляемого момента, первый регулятор 5 частоты вращения и регулятор А тока. Выход регулятора 4 тока связан с якорем электродвигателя 1. В данном устройстве достигается уменьшение чувствительности электропривода к изменению момента инерции механизма за счет введения датчика 11 частоты вращения механизма и интегратора 19. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам с упругой механической связью между двигателем и механизмом с переменным моментом инерции, и может использоваться в электроприводах подачи и главного движения металлообрабатывающих станков, экскаваторов и кранов, лифтов, прокатных станов и бумагоделательных машин, где изменение момента инерции механизма вызывает снижение точности его движения по заданному закону, повышение динамических нагрузок в механизме и требует для снижения колебательности электропривода значительного увеличения длительности переходных процессов, приводящего к снижению производительности приводимого е движение механизма. Кроме того, изобретение может использоваться в электроприводах, требующих компенсации момента сопротивления. Известен электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные между собой регулятор скорости; регулятор тока, преобразователь, выходом подключенный к электродвигателю, датчик скорости вращения электродвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора скорости, другой вход которого соединен с блоком задания, датчики тока и статической нагрузки электродвигателя, последовательно соединенные между собой дифференцирующее звено, с зоной нечувствительности и регулятор коэффициента обратной связи, причем выход датчика тока электродвигателя подключен к второму входу регулятора коэффициента обратной связи, составленному из масштабного усилителя с резистором в цепи обратной

2 Ј

К

связи, инвертора, полевого транзистора и выпрямителя, причем вход инвертора соединен с выходом масштабного усилителя, полевой транзистор подключен параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя, а затвор полевого транзистора соединен с выходом выпрямителя. Недостатком этого электропривода постоянного тока является влияние на качество управления вариаций момента сопротивления и момента инерции механизма.

Известен электропривод постоянного токагпринятый в заявке за прототип. Прототип содержит последовательно соединенные задатчик частоты вращения, второй регулятор частоты вращения, регулятор упругого момента, первый регулятор частоты вращения, регулятор тока, систему формирования импульсов и тиристорно-силовой блок, а также датчик, гик-а, дспчик. частоты вращения электродвигателя и датчик частоты вращения механизма, выходы которых посредством жестких и гибких обратных связей подключены к входам первого и второго регуляторов частоты вращения, регуляторов тока и упругого момента.

При эксплуатации прототипа обнаружены следующие недостатки: - влияние момента сопротивления электропривода на его статические и динамические характеристики; -влияние на качество процесса регулирования частоты вращения механизма изменения его момента инерции.

Целью изобретения является улучшение качества управления электроприводом постоянного тока. Положительный эффект, ожидаемый от использования изобретения, по сравнению с прототипом заключается в следующем.

Указанная цель достигается тем, что электропривод постоянного тока содержит электродвигатель, подключенный к тири- сторно-силовому блоку и связанный посредством упругой механической связи с механизмом с переменным моментом инерции, последовательно соединенные задатчик частоты вращения (ЧВ), первый регулятор Ч В, регулятор упругого момента (УМ), второй регулятор Ч В, регулятор тока, систему формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорно-си- лового блока, датчик тока, датчик частоты вращения электродвигателя (ЧВЭ), датчик частоты вращения механизма (ЧВМ), выходы которых посредством жестких и гибких обратных связей (ОС) подключены к входам первого и второго регуляторов Ч В, регулятора УМ и регулятора тока. Заявляемый электропривод постоянного тока имеет отличительные от прототипа признаки:

0 второго дифференцирующего (Д) блока.

На чертеже представлена структурная схема электропривода постоянного тока.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1 постоянного то5 ка, подключенный к тиристорно-силовому блоку 2 и связанный посредством упругой связи с механизмом с переменным моментом инерции, последовательно соединенные задатчик 3 ЧВ, первый регулятор 4 ЧВ,

0 регулятор 5 УМ, второй регулятор 6 ЧВ, регулятор 7 тока и систему 8 формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорно-силового блока 2, датчик 9 тока, датчик 10 ЧВЭ и датчик 11 ЧВМ, пер5 вый ПД блок 12, включенный между выходом датчика 9 тока и вторым входом регулятора 7 тока, первый Д блок 13, включенный между выходом датчика 10 ЧВЭ и третьим входом регулятора 7 тока, второй

0 ПД блок 14, включенный между выходом датчика 10 ЧВЭ и вторым входом второго регулятора 6 Ч В, второй Д блок 15, выход которого соединен с третьим входом второго регулятора 6ЧВ, третий Д блок 16, вклю5 ченный между выходом датчика 11 ЧВМ и вторым входом регулятора 5 УМ, третий ПД блок 17, включенный между выходом датчика 11 ЧВМ и вторым входом первого регулятора 4 ЧВ, четвертые Д 18 и ПД 19

0 блоки, выходы которых подключены к третьим входам соответственно первого регулятора 4 ЧВ и регулятора 5 УМ, интегратор 20, входы которого соединены с выходами датчика 10 ЧВЭ и датчика 11 ЧВМ,

5 а выход подключен к входам второго Д блока 15, четвертого ПД блока 16 и к первому входу четвертого Д блока 18, пятый Д блок 21, включенный между выходом датчика 11 ЧВМ и вторым входом четвертого Д блока 18.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

Сигнал с задатчика 3 Ч В поступает на первый вход первого регулятора 4 Ч В, на другие входы которого поступают сигналы положительных гибких ОС по ЧВМ и разности ЧВЭ и ЧВМ, а также отрицательных гибкой и жесткой ОС по ЧВМ, Регулятор 4 Ч В выполнен в виде пропорционально-интегрально дифференцирующего (ПИД) блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВМ от времени (г (t). Сигнал с выхода первого регулятора 4 Ч В поступает на первый вход регулятора 5 УМ, на другие входы которого поступают сигналы положительной гибкой ОС по ЧВМ и отрицательной гибкой ОС по разности ЧВЭ и ЧВМ. Регулятор 5 УМ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость упругого момента от времени My(t). Сигнал с выхода регулятора 5 УМ поступает на первый вход второго регулятора 6 Ч В, на другие входы которого поступают сигналы положительной гибкой ОС по разности ЧВЭ и ЧВМ и отрицательных гибкой и жесткой ОС по ЧВЭ. Регулятор 6 Ч В выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВЭ от времени Ш (t), Сигнал с выхода второго регулятора 6 Ч В поступает на первый вход регулятора 7 тока, на другие входы которого поступают сигналы отрицательных гибкой и жесткой ОС по току и положительной ОС по ЧВЭ. Регулятор тока выполнен в виде пропорционально интегрирующего блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость тока якорной цепи от времени i(t). Сигнал с выхода регулятора 7 тока поступает на вход системы 8 формирования импульсов, которая подает импульсы на открытие тиристоров в тиристорном силовом блоке 2. Время подачи импульсов на открытие тиристоров, а, следовательно, и напряжение на якорной обмотке электродвигателя определяется величиной сигнала на выходе регулятора 7 тока.

Таким образом, зависимости ЧВЭ, ЧВМ,УМ итока якорной цепи определяются положением задатчика ЧВ и настройкой регуляторов второго и первого Ч В. УМ и тока, а также блоков корректирующих ОС.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к

тиристорно-силовому блоку и связанный с механизмом, последовательно соединенные за- датчик частоты вращения, первый регулятор частоты вращения, регулятор упругого момента, второй регулятор частоты вращения,

регулятор тока, систему формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорно-силового блока, датчик тока, датчик частоты вращения электродвигателя и датчик частоты вращения механизма, первый

пропорционально дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика тока и вторым входом регулятора тока, первый дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика частоты вращения электродвигателя и третьим входом регулятора тока, второй пропорционально дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика частоты вращения электродвигателя и вторым входом второго регулятора частоты

вращения, второй дифференцирующий блок, выход которого соединен с третьим входом второго регулятора частоты вращения, третий дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика частоты вращения механизма и вторым входом регулятора упругого момента, третий пропорционально дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика частоты вращения механизма и вторым входом первого регулятора частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества управления, в него введены четвертые дифференцирующий и пропорционально дифференцирующие блоки, выходы которых подключены к третьим входам соответственно первого регулятора частоты вращения и регулятора упругого момента, интегратор, входы которого соединены с выходами датчиков частот вращения электродвигателя и механизма, а

выход подключен к входам второго дифференцирующего блока, четвертого пропорционально-дифференцирующего блока и к первому входу четвертого дифференцирующего блока, пятый дифференцирующий

блок, включенный между выходом датчика частоты вращения механизма и вторым входом четвертого дифференцирующего блока.