Электропривод с двухзонным регулированием скорости Советский патент 1992 года по МПК H02P5/06 

сл

с

Использование: в двухзонных электроприводах постоянного тока. Сущность: электропривод содержит двигатель 1, якорный преобразователь 2,тиристорный возбудитель 4, систему 5 регулирования якорным преобразователем. К регулятору 8 напряжения двигателя 1 подключен блок 15 ограничения, например транзистор, вход которого соединен с выходом операционного усилителя 14, первый вход которого соединен с задатчиком 13, а второй - с нелинейным звеном 16. В данном электроприводе благодаря плавающему ограничению выходного напряжения регулятора напряжения в функции скорости обеспечиваются высокие динамические характеристики. 1 ил,

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области автоматизированного электропривода, и может быть использовано в двухзонных электроприводах постоянного и переменного тока.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель, якорная обмотка 1 которого подключена к вентильному преобразователю 2, а обмотка 3 возбуждения - к возбудителю 4, систему 5 управления вентильным преобразователем, входы которой соединены с за- датчиком 6 и датчиком 7 скорости, последовательно включенные в цепь управления возбудителем 4 регулятор 8 напряжения электродвигателя и регулятор 9 тока возбуждения, входы первого из которых соединены с задатчиком 10 и датчиком 11 напряжения на якоре, а вход второго - с датчиком 12 тока возбуждения, а также задатчик 13 тока возбуждения, операционный усилитель 14, блок 15 ограничения, нелинейное звено 16 с зоной нечувствительности и блок 17 выделения модуля, при этом к регулятору 8 напряжения подключен блок 15 ограничения, управляющий вход которого соединен с выходом операционного усилителя 14, соединенного своими входами с выходами задатчика 13 тока возбуждения и нелинейного звена 16 с зоной нечувствительности, вход которого через блок 17 выделения модуля подключен к выходу датчика 7 скорости.

Вместо датчика напряжения 11 в электроприводе может быть использован датчик ЭДС, для этого к его входу должен быть дополнительно подключен датчик 18 тока якоря. Выход регулятора 9 тока возбуждеVJ о сл

00 VJ XI

ния подключен к входу возбудителя 4 через систему 19 импульсно-фазового управления (СИФУ).

Электропривод работает следующим образом.

Регулирование скорости электродвигателя осуществляется задатчиком скорости 6. До номинальной скорости это регулирование осуществляется изменением напряжения на якоре 1 электродвигателя, которое последний получает от вентильного преобразователя 2. При этом в системе 5 управле- ния. вентильным преобразователем происходит обработка сигналов задающего датчика скорости и обратной связи по току якоря с датчика 18. Система 5, как правило, содержит ПИ-регулятор скорости и ПИ-регу- лятор тока якоря, При регулировании скорости до ее номинальной величины канал регулирования тока возбуждения обеспечи- вает номинальную величину тока возбуждения, что достигается регулятором 9, который воздействует через систему 19 на возбудитель 4. В этом случае регулятор 8 напряжения электродвигателя находится в насыщении и его выходное напряжение при настройке ограничивается блоком 15 ограничения до величины напряжения, определяющей номинальный ток возбуждения электродвигателя. Это определяется задатчиком 13 тока возбуждения. Таким образом, в первой зоне регулирования обеспечивается наибольшее выходное напряжение блоков 8, 9, 4 и номинальный ток возбуждения.

Дальнейшее повышение скорости от номинальной до максимальной (вторая зона регулирования) осуществляется каналом регулирования тока возбуждения. В этом случае за счет некоторого малого измене- ния напряжения якоря электродвигателя от- носительно номинальной величины, которое передается на ПИ-регулятор 8 напряжения через датчик-11, происходит снижение выходного напряжения регулятора 8 напряжения и соответственно уменьшение напряжения на выходе возбудителя 4 и тока в обмотке 3 возбуждения. Поддержание номинального напряжения на якоре электродвигателя во второй зоне регулирования осуществляется плаваю- ще.е (не жесткое) ограничение выходного напряжения регулятора 8 в функции величины скорости электродвигателя. По мере увеличения скорости электродвигателя выше номинальной на выходе операционного усилителя 14 понижается напряжение, в результате блоком 15 ограничения понижается уровень ограничения напряжения регулятора 8. Это приводит к тому, что в

переходных режимах, например, когда сигнал обратной связи V0c несколько отклоняется от номинального значения, выходное напряжение регулятора 8 может изменяться в небольших ограниченных пределах, но достаточных для осуществления процесса регулирования тока возбуждения. Блок 17 выделения модуля в реверсивном электроприводе осуществляет выделение модуля скорости (сигнала датчика 7). Нелинейное звено 16с зоной нечувствительности обеспечивает прохождение выходного сигнала блока 17 на вход операционного усилителя 14 при скорости электродвигателя, превышающей номинальную. Зона нечувствительности звена 16 определяет номинальную скорость электродвигателя.

Преимущество предлагаемого двухзон- ного электропривода по сравнению с электроприводом, выполненным по прототипу, состоит в следующем, Во всех известных электроприводах ограничение выходного сигнала регулятора напряжения осуществляется в одной точке по максимуму, что соответствует только номинальному току возбуждения. В результате в переходных режимах его выходное напряжение может изменяться от нуля до максимума. А это, учитывая, что указанный регулятор является ПИ-регулятором, т.е. имеет инерционность, приводит к увеличению времени регулирования, перерегулированию ЭДС, ухудшению токовой диаграммы, а в ряде случаев - к неустойчивости. В предлагаемом двухзон- ном электроприводе благодаря плавающему ограничению выходного напряжения регулятора напряжения в функции скорости, которое в принципе может применяться и в другой структуре электропривода, обеспечиваются высокие динамические характеристики.

Формула изобретения Электропривод с двухзонным регулированием скорости, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к вентильному преобразователю, а обмотка возбуждения - к возбудителю, систему управления вентильным преобразователем, входы которой соединены с задатчиком и датчиком скорости, последовательно включенные в цепь управления возбудителем регулятор напряжения электродвигателя и регулятор тока возбуждения, входы первого из которых соединены с задатчиком и датчиком напряжения на якоре, а вход второго - с датчиком тока возбуждения, а также задатчик тока возбуждения, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в

него введены операционный уислитель, блок ограничения, нелинейное звено с зоной нечувствительности и блок выделения модуля, при этом к регулятору напряжения

рационного усилителя, соединенного своими входами с выходами задатчика тока возбуждения и нелинейного звена с зоной нечувствительности, вход которого через

подключен блок ограничения, управляю- 5 блок выделения модуля подключен к выходу щий вход которого соединен с выходом one- датчика скорости.

tor/ал регулиройания HonpsxeHjp io якоре д5и ателя

Канал оегилиродания ъока ооэоуяоения двигателя

рационного усилителя, соединенного своими входами с выходами задатчика тока возбуждения и нелинейного звена с зоной нечувствительности, вход которого через

1-Я

rdW