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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих электроприводах подач.

Целью изобретения является, повышение быстродействия и надежности за счет применения высокочастотного блока гальванической развязки и подачи сигналов с его первого и второго выходов, которые раз- нополярные, на первый и второй инверсный входы суммирующего усилителя, а также одновременный контроль за уравнительным током.

На чертеже - принципиальная электрическая схема устройства.

Электропривод содержит силовую часть 1, электродвигатель 2, два силовых дросселя 3 и 4, схему управления 5, регуляторы пропорционально-интегральные тока 6 и скорости 7, датчик скорости 8, усилитель- сумматор 9 и датчик тока, выполненный на двух шунтах 10 и 11, высокочастотном блоке гальванической развязки 12. втором усилителе-компараторе 13 и двух 14 и 15 диодах.

К одним силовым концам первого 10 и второго 11 шунта соответственно подключены первый и второй выходы силовой части 1, вторые силовые концы 10 и 11 подключены соответственно к дросселям 3 и 4. Вторые силовые концы дросселей 3 и 4 объединены и подключены к одному якорному концу электродвигателя 2. Второй якорный конец 2 подключен к третьему силовому выходу силовой части 1. Силовая часть 1 имеет три силовых питающих входа, на которые подается напряжение сети. На 2т управляющих входа 1 подаются 2т управляющих выхода 5. На вход 5 подается сигнал с выхода 6, а на первый и второй инверсный вход 6 подаются соответственно выходной сигнал с регулятора скорости 7 и сигнал отрицательной обратной связи по току с выхода усилителя 9. На первый и второй неинвертирующий вход регулятора скорости 7 поступает соответственно сигнал задания и сигнал отрицательной обратной связи по скорости с датчика скорости 8 (тахогенера- тор). Сигнальные провода первого 10 и второго 11 шунта соединены соответственно с первым и вторым входом 12. Первый и второй выход 12 соединен соответственно с первым инверсным входом 9 и 13 и вторым

ел

с

xj

О 00 00 00 О

инверсным входом 9 и неинверсным входом 13. Выход усилителя-сумматора 9 соединен с катодом 14 и.анбдо.м 15. Анод 14 и катод 15 соединены соответственно с третьим неинверсным и четвертым инверсным входом усилителя 13. Сигналы на первом и втором, выходе 12 разнополярны и постоянны по з наку, на первом выходе 12 - отрицательный, на втором выходе 12 - положительный. .,-.- -, „:

Электропривод работает следующим образом..,- /;

В исходном состоянии, когда на входе 7 сигнал задания равен нулю, на выходе 7 и 6, а также на выходе 9 сигнал также равен нулю. При этом от первого силового выхода 1 по цепи 10, 3, 4, 11 к второму силовому, выходу 1 протекает уравнительный ток. Ток якоря (нагрузки) при этом равен нулю. Так как сигналы с шунтов 10 и 11 преобразуются , в 12 и на выходе 12 они разнопопярны: и подаются на инверсные входы 9, то на выходе 9 сигнал равен нулю. Напряжение на выходе 9 пропорционально току якоря (нагрузки).

При подаче на вход 7 задающего напряжения положительной полярности из выходе 7 появляется максимальный отрицательный сигнал, при этом на выходе 6 максимальный положительный сигнал. Управляющие выходные сигналы 5 в количестве2т подаются на 2т входов Т для управления. 2т силовыми элементами, тиристорами силовой части 1. При этом: по якорной цепи электродвигатели протекает пусковой ток нагрузки, по цепи дросселя 3 и шунта 10 протекает сум- .марный ток нагрузки и уравнительного тока, по цепи второй дроссель 4 и шунт 11 протекает уравнительный ток. Происходит разгон электродвигателя 2 до соответствующей скорости. При достижении заданной скорости сигналы на входе 7 - задающего напряжения и датчика скорости 8 разнополярны и равны. На выходе 7 сигнал спадает до нуля. На выходе 9 и 6 также сигнал спадает, до нуля. ... ...

При подаче на вход 7 задающего напряжения отрицательной полярности: rio якорной цепи протекает пусковой ток на грузки, по цепи первый дроссель 3 и шунт 10 протекает уравнительный ток, по цепи второй дроссель 4 и шунт 11 протекает суммарный ток нагрузки и уравнительного тока. Остальные сигналытакие же как было указано выше, только наоборот.

В некоторых случаях при скачкообразном задании напряжения +и3ад может со- здаться аварийная ситуация, когда превышен максимальный уравнительный ток. При этом на выходе усилителя-компаратора 13 появится сигнал, соответствующий логической единице. Этот сигнал используется для защиты электропривода.

Попытка в прототипе перейти к более

высоким точкам настройки, т.е. к большей полосе пропускания путем установки новых RC-цепочек в 6 и 7, номиналы которых рас-считаны по точке. 2 - для электроприводов подач на станках е ЧПУ (А 0,823, В 0,2,

0 С 0,7, перерегулирование в этом случае не превышает 10%), приводила к автоколебаниям в электроприводе.

В предлагаемом электроприводе, также как и в прототипе, частота пульсации напря5 жения и тока якоря равна 300 Гц. Поэтому, чтобы контур тока был быстродействующим, высокочастотный блок гальванической развязки 12 выполнен на частоте 10 кГц, при этом была получена полоса пропускания

0 замкнутого скоростного контура 45 Гц, с рассчитанными ранее RC-цепочкамй в 6 и 7. Кроме того, учитывая, что сигналы с первого и второго выходов 1.2 приходят на инверсные входы 9, а также использование

5 двух сигналов с шунтов 10 и 11, в предлагаемом электроприводе, дрейф нуля датчика тока на выходе 9 составил 30 мВ при 50°С.

Таким образом, в предлагаемом элект0 роприводе повышено быстродействие и надежность, что соответствует поставленной .цели.. . : ; . .; . ... .

Формул а изо бретени я Элект1ропривод постоянного тока с со5 вместным управлением, содержащий электродвигатель, один вывод якорной обмотки которого подключен к преобразователю, а другой -- к объединенным выводам двух дросселей, последовательно соединенные

.0 блок задания, пропорционально-интегральные регуляторы скорости и тока, систему управления преобразователем, выход которой подключен к преобразователю, датчик скорости электродвигателя, выход которого

5 подключен к второму вх оду регулятора скорости, выход датчика тока якоря через усилитель подключен к второму входу регулятора тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстро0 действия, в него введены второй усилитель, два диода, а датчик тока выполнен в виде двух шунтов и высокочастотного блока гальванической развязки с разнополярными выходами, при этом шунты включены между

5 соответствующими выходами преобразователя и вторыми выводами дросселей, сигнальные выводы шунтов соединены с высокочастотным блоком гальванической развязки, первый выход высокочастотного блока гальванической развязки соединен с

первыми инвертирующими входами первого и второго усилителей, второй выход высо- кочастотного блока гальванической развязки соединен с вторым инвертирующим входом первого усилителя и вторым неинвертирующим входом второго усилителя, выход первого усилителя .соединен с катодом первого и анодом второго диодов, анод первого и катод второго диодов соединены соответственно с третьим неинвертй- рующим и четвертым инвертирующим входами второго усилителя.

Использование: может быть использовано в следящих электроприводах подач. Сущность изобретения: применение высокочастотного блока гальванической развязки дает возможность повысить добротность по скорости следящего электропривода, снизить температурный дрейф датчика тока и постоянно контролировать величину якорного и уравнительного тока. 1 ил.