Электропривод постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих астатических по возмущающему воздействию системах регулирования, в частности в глубокорегулируемых электроприводах станков, требующих ограничения тока как в режимах пуска и торможения, так и в режимах наброса нагрузки. .

Известен быстродействующий одноконтурный, электропривод постоянного тока Евзеров И.Х. и др. Комплектййе тиристорные электроприводы, М,: Энерг.о- атомиздат, 1988, с. 126-127); содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные пропорционально-интегральный регулятор скорости и задатчик скорости, подключенный на первый бход ; регулятора скорости. Электропривод содержит также обратную отрицательную связь по скорости, включенную на второй вход регулятора скорости, и жесткую отрицательную связь по току якоря двигателя, подключённую непосредственно на вход управляющего органа СИФУ.: , Недостатком этого электропривода яв- ляется увеличение динамического падения скорости в пределах рабочего участка механической характеристики двигателя, обусловленное влиянием жесткой обратной отрицательной связи по току на входе СИ ФУ, ,: .. - .:....,.-.0.... -.---Л-,, : - ;;:-:;-.-.

Известен также электропривод посто янного тока (авт. св. № 1358059, кл. Н 02 Р

5/06, 1984), содержащий электродвигатель,

подключенный к вентильному преобразова телю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, пропорциональное звено, пропорционально-интегральное звено, выход : которого связан с управляющим входом

; . вентильного преобразователя, а также йн-.

. тегратрр, первое инерционное звено и дат- . чик скорости, подключённый к входу

пропорционального звена с насыщением.

.Электропривод содержит также второе инерционное звено, выход которого соединен с входом пропорционально-интеграль ного звена, а вход подключен к выходу инерционного звена, соединенного своим входом с выходом пропорционально-интегрального звена, а выходом - с входом интегратора, выход которого подключен к управляющему входу вентильного преобразователя. Электропривод содержит также три сумматора, один из которых включен на входе пропорционального звена с насыщением, второй включен на вход пропорционально-интегрального звена, третий

включен на входе вентильного преобразователя..

Таким образом, управление рассматриваемого электропривода осуществляется с

помощью одноконтурной системы регулирования скорости, содержащей составной регулятор скорости, обеспечивающий аста.. тизм регулирования скорости по возмущающему воздействию и компенсацию влияния

внутренней обратной связи по ЭДСдвига теля :|:;,..,-: V: .,;.;; :;.,:-;,. . : .. : .

Недостатком данного электропривода является невозможность ограничения тока двигателя в стопорных режимах работы или

в случаях превышения нагрузки двигателя в.

пусковых режимах

Целью изобретения является повышение надежности электропривода путем ограниченйя якорного тока в стопорных и

пуско-тормозных режимах работы при изменении нагрузки двигателя от нуля до мак- симальнойвеличины., . ..

Поставленная цель достигается тем, что для ограничения тока в стопорных и пускотормозных режимах работы в электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно

соединённые задатчик скорости, пропорциональный регулятор скорости и пролорцио- нально-Мтёгральный регулятор тока, выход которого связан с управляющим входом вентильного преобразователя, интегратор,

инерционное звено и датчик скорости, подключенный к входу пропорционального ре- гулятора скорости, второе инерционное звено, выход которого соединен с входом пропорционально-интегрального регулятора тока, а вход подключен к выходу первого

инерционного звена, соединенного своим

входом с выходом пропорционально-интег ралыного регулятора тока, а выходом - с

входом интегратора, выход которого подключей к управляющему входу вентильного

преобразователя, введены датчик тока и по следовательно соединенные сумматор и

пропорциональное звено с ограничением,

включённые между выходом пропорцио0 нального регулятора скорости и входом пропорционально-интегрального регулятора тока, снабженного дополнительным вычитающим входом, который подключен к выходу датчика тока и второму входу сумматора.

5 Существенным отличием предлагаемого изобретения от изобретения-аналога является использование контура регулирования полного тока двигателя с сохранением быстродействия контура скорости в одноконтурной системе с составным

регулятором скорости по авт. ев, № 1358059. В состав контура регулирования полного тока двигателя входят датчик полного тока двигателя и последовательно соединенные сумматор и пропорциональное звено с ограничением, а также сумматор на входе пропорционально-интегрального регулятора тока, снабженный дополнительным вычита- ющим входом, обеспечивающие ограничение полного тока двигателя в случае суммарного тока двигателя, определяемого динамической и статической составляют щей, превышающего допустимое значение.

Отсутствие подобного технического решения на внов ь введенные структурные элементы и связи между ними в известных . технических решениях в одноконтурных системах регулирования скорости позволяет предлагаемое техническое решение считать удовлетворяющим критерию существенные отличия.

. . На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг.2 - характеристики первого и второго пропорциональных звеньев с ограничением.

Предлагаемый электропривод постоянного тока (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 в виде электрической части 2 и . механической части 3, подключенный к вентильному преобразователю 4, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости 5, первое пропорциональное звено с ограничением 6, второе пропорциональное звено с; ограничением 7, пропорционально-интегральное звено 8, первое инерционное звено 9, интегральное звено 10, датчик скорости 11, подключенный к входу первого пропорционального звена с ограничением 6, датчик тока двигателя 12, подключенный к входу второго з вена с ограничением 7 и к входу пропорционально-интегрального звена 8.

Электропривод Содержит также второе инерционное звено 13, выход которого соединен с входом пропорционально-интегрального звена 8,.а. вход подключен к выходу первого инерционного звена 9, соединенного входом с выходом пропорционально-интегрального звена 8, а выходом с входом интегрального звена 10, выход которого подключен к первому входу сумматора 14, второй вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального звена 8 каналом 15, а выход подключен к управля-. ющему входу вентильного преобразователя 4.... -:

Электропривод содержит также сумматоры 16-18, включенные на вход первого пропорционального звена с ограничением 6, второго пропорционального звена с ограничением 7 и пропорционально-интегрального звена 8,.на вход которого подключен1 сумматор 18 с двумя вычитающими входами.,.... , :. - .:-.-- - - - 5Электропривод работает следующим образом. ....

При подаче сигнала задания скорости с выхода задатчика скорости 5 на первый, вход сумматора 16 на выходе первого прр0 порционального звена 6 появляется сигнал задания динамического тока двигателя, поступающий на первый вход сумматора 17, с выхода которого сигнал управления поступает на вход второго пропорционального

5 звена с ограничением 7. Звено 7 имеет коэффициент передачи равный единице, поэтому на начальном участке разгона двигателя сигнал с выхода звена 6 передается на первый вход сумматора-18 через

0 звено 7 без изменения величины. С выхода сумматора 18 сигнал поступает на вход пропорционально-интегрального звена 8. При этом появляется сигнал и на выходе пропорционально-интегрального звена 8. Этот сиг- 5 нал поступает на вход первого инерционного звена 9 и одновременно по каналу 15 на второй вход сумматора 14. Сигнал с выхода первого инерционного звена 9 проходит через интегратор 10 и поступает

0 на первый вход сумматора 14. Результирующий сигнал с выхода сумматора 14 поступает на управляющий вход тиристорного преобразователя 4. Одновременно с выхода первого инерционного звена 9 сигнал посту5 пает на вход второго инерционного звена. 13, с выхода которого сигнал поступает на второй вычитающий вход сумматора 18.

Пуск привода может осуществляться в режиме подачи управляющего сигнала от

0 задатчика 5 на вход первого пропорционального звена 6, обуславливающего насыщение последнего и, как следствие, его работу с ограничением или в режиме подачи управляющего сигнала от задатчика 5, обус5 лавливающего работу звена 6 в пределах линейного участка его характеристики управления. В первом случае сигнал ограниче-; ния на выходе звена 6 выбирается пропорциональным допустимому динамй0 ческому току двигателя. В связи с насыщением звена 6 сигнал обратной связи по скорости, поступающий на второй вход сумматора 16 с выхода датчика скорости 11, не оказывает влияния на величину сигнала на

5 выходе звена 6 на большем участке разгона двигателя. .. После появления в начале пуска токе двигателя, на выходе датчика .тока двигателя 12 также появляется сигнал, который поступает одновременно на второй вход

Таким образом, при введении в изобретение по авт. ев, № 1358059 второго пропорционального звена с ограничением с единичным передаточным коэффициентом усиления достигается следующий положительный эффект: 1) ограничение полного тока двигателя в режимах перегрузки с сохранением быстродействия контура скорости, присущее одноконтурным системам регулирования скорости; 2) разделение ре- .жимов ограничения тока при разгоне привода - при небольших нагрузках задается динамический ток двигателя, при больших - ограничивается полный ток.

Звено 7 может быть реализовано с помощью пропорционального регулятора с ограничением.. ;

; Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, пропорциональный регулятор скорости и пропорционально-интегральный реп/лятор тока, выход которого связан с управляющим входом вентильного преобразователя, интегратор, инерционное звено и датчик скорости, подключенный к входу пррпорциопального регулятора скорости, второе инерционное звено, выход которого соединен с входом пропорционально интеграль- ного регулятора тока, а вход подключен к выходу первого инерционного звена, срединенного своим входом с выходом пропорционально-интегрального регулятора тока, а выходом- с входом интегратора, выход которого подключён к управляющему входу вентильного преобразователя, о т л и ч а ю

щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения якорного тока в стопорных и пускотормозных режимах работы, в него введены датчик тока и. последовательно соединенные сумматор и

пропорциональное звено с ограничением, включенные между выходом пропорционального регулятора скорости и входом пропорционально-интегрального регулятора тока, снабженного дополнительным вычитающим входом, который подключен к выходу датчика тока и второму входу сумматора.

Использование: в астатических по возмущающему, воздействию электроприводах с большим диапазоном изменения нагрузки. Сущность: введены датчик тока 12 и последовательно соединенные сумматор 17 и пропорциональное звено с ограничителем 7, включенные между выходом пролорцио нального регулятора скорости 6 и входом пропорционально-интегрального регулято-1 ратока 8, снабженного дополнительным вычитающим входом, который подключен к выходу датчика тока 12 и второму входу сумматораi 1 8. Осуществляются ограничение полного тока двигателя в режимах перегрузки с сохранением быстродействия контура скорости, присущее одноконтурным системам регулирования скорости, и разделение режимов ограничения тока при разгоне привода - при небольших нагрузках задается динамический ток двигателя, при больших - ограничивается полный ток. 4 ил.

U;

Фиг. 2

U.

3

f+PTj От +РТрХ РТи)

Фаг.2/

is