Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК H02K5/06 

4 Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления реверсивными вентильными электроприводами, и может быть использовано в металлургической, бумагоделательной, станкостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности управления путем устранения резких изменений тока при переключении.групп вентилей преобразователя. Таким образом npw реверсах тока снижается колебательность процесса управления и динамические нагрузки в электромеханической системе электропривода.

На чертеже показано устройство для автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, при помощи которого осуществляют способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом.

Устройство содержит блок 1 задания скорости, систему 2 автоматического регулирования скорости и логическое переключающее устройство 3. Система 2.

автоматического регулирования скорости содержит соединенные последовательно регуляторы скорости 4 и тока 5, реверсивный тиристорный преобразователь 6 с раздельным управлением групп вентилей и электродвигатель 7 постоянного тока. Система 8 импульсно-фазового управления преобразователя 6 соединена с управляющими электродами групп вентилей через два управляемых ключа 9,10, управляющие электроды которых связаны с соответствующими выходами логического переключающего устройства 3 и входами схемы ИЛИ 11, выход которой подключен к входу синхронизации блока 1 задания скорости. Датчики скорости 12 и тока 13 соединены с входами соответствующих регуляторов, а входы логического переключающего устройства 3-е выходами регулятора 4 скорости и датчика 13 тока.

Блок 1 задания скорости содержит соединенные последовательно источник сигнала управления, узел 15 сравнения, релейный элемент 16 с зоной нечувствительности, управляемый ключ 17, интегрирующее звено 18, выход которого соединен.

(Л

С

w о ел

ы

с входом узла 15 сравнения и выходом блока

I задания скорости. Управляющий электрод ключа 17 связан через вход синхронизации блока 1 задания скорости с выходом схемы ИЛИ 11.

Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, например механизмами станка с числовым программным управлением, осуществляется при помощи блока 1 задания скорости, например программируемого командоконтроллера, системы 2 автоматического регулирования скорости электродвигателя 7, например системы подчиненного регулирования скорости и трка электродвигателя, и логического переключающего устройства 3, например с трехпо- зиционной логикой.

Итак, сигнал задания скорости на выходе блока 1 изменяется по линейному закону в соответствии с заданной программой управления технологическим процессом. Система 2 автоматического регулирования отрабатывает изменение сигнала задания, и сигналы на выходах регуляторов 4, 5 ЭДС преобразователя 6, ток в якорной цепи электродвигателя 7 и его скорость изменяются в соответствии с управляющим воздействием и настройкой регуляторов системы 2 автоматического регулирования. При помощи логического переключающего устройства 3 и датчика 13 тока контролируют полярность сигнала задания тока, например, на выходе регулятора 4 скорости, и наличие тока электродвигателя 7 по значению напряжения на выходе датчика 13 тока.и в соответствии с полярностью сигнала задания тока соединяют выход системы 8 импульсно-фазового управления с управляющими электродами соответствующей группы вентилей преобразователя 6. Когда же полярность сигнала задания тока изменяется и ток электродвигателя уменьшается до нуля, при помощи логического переключающего устройства 3 и управляемого ключа 9 отсоединяют выход системы 8 импульсно-фазового управления от управляющих электродов работающей группы вентилей, например группы вперед реверсивного преобразователя 6, и от- считывают установленное значение бестоковой паузы (при помощи логического переключающего устройства 3). Во время бестоковой паузы при помощи схемы ИЛИ

II формируют сигнал синхронизации для блока 1 задания скорости. По этому сигналу выполнение программы формирования сигнала задания скорости приостанавливается и сигнал на выходе блока 1 на время бестоковой паузы фиксируется равным своему значению в момент начала отсчета бестоковой паузы. По истечении установленного значения бестоковой паузы при помощи логического переключающего устройства 3 и управляемого ключа 10 выход системы импульсно-фазового управления 8 соединяют с управляющими электродами другой группы вентилей преобразователя 6, например группы вентилей назад. Сигнал синхронизации на входе блока 1 изменяет

0 свое значение, ключ 17 замкнут и сигналы управления и задания скорости продолжают формировать далее по установленной программе, то есть продолжают выполнение алгоритма формирования сигнала зада5 ния скорости от зафиксированного в начале бестоковой паузы значения. Так как сигнал задания скорости на входе системы регулирования 2 во время бестоковой паузы не изменяется, а скорость электродвигателя

0 изменяется незначительно, то сигнал ошибки регулирования скорости и соответственно пропорциональные составляющие сигналов на выходах регуляторов во время бестоковой паузы остаются неизменными.

5 в итоге ток электродвигателя 7 после окончания бестоковой паузы увеличивается плавно без резких изменений и перерегулирования. Таким образом, данный способ уп- равления еще и создает условия для

0 приведения состояния регуляторов системы 2 регулирования за время бестоковой паузы к необходимым начальным условиям.

Устройство для автоматического управления реверсивным вентильным электро5 приводом работает следующим образом. При изменении ЭДС на выходе источника 14 сигнала управления, например командоап- парата, в функции некоторого параметра технологического процесса сигнал на выхо0 де блока 1 задания скорости изменяется по линейному закону с темпом, определяемым постоянной времени интегрирующего звена 18. Сигнал на выходе звена 18 меньше сигнала на выходе источника 14, а сигнал на

5 выходе узла 15 сравнения превышает порог срабатывания релейного элемента 16 и на входе интегрирующего звена 18 сигнал равен напряжению насыщения релейного элемента 16. Система 2 автоматического

0 регулирования скорости отрабатывает линейно изменяющийся сигнал задания скорости и напряжение на выходах регуляторов 4, 5. ЭДС преобразователя 6, ток в якорной цепи электродвигателя 7 и его скорость из5 меняются в соответствии с управляющим воздействием, то есть динамический ток двигателя поддерживается постоянным, а скорость изменяется по линейному закону. Логическое переключающее устройство 3 контролирует полярность сигнала задания

тока на выходе регулятора скорости и значение тока в якорной цепи электродвигателя по напряжению на выходе датчика тока, и, когда изменяется полярность сигнала задания тока и ток электродвигателя уменьша- ется до нуля, сигналы на выходах логического переключающего устройства равны нулю. Когда же производная сигнала управления изменяет знак, то соответственно изменяется и производная сигнала зада- ния скорости, а также изменяются знаки сигналов на выходе регуляторов 4, 5 и ток электродвигателя 7 уменьшается до нуля и изменяет свою полярность.

В момент времени, когда сигнал зада- ния тока изменяет знак и ток в якорной цепи электродвигателя уменьшается до нуля на выходах логического переключающего устройства 3, на выходе схемы 11 ИЛИ и на входе синхронизации блока задания скоро- сти сигналы равны нулю. Следовательно, на управляющих входах ключей 9,10,17 сигналы отсутствуют и ключи 9, 17-размыкаются. В результате выход системы импульсно-фа- зового управления 8 отсоединяют от управ- ляющих электродов группы вентилей преобразователя 6. например группы вперед, а выход релейного элемента 16 - от входа интегрирующего звена 18. Так как сигнал на выходе интегрирующего звена 18 равен нулю, то сигнал на его выходе во время бестоковой паузы не изменяется и фиксируется равным своему значению в момент начала отсчета бестоковой паузы то есть в момент размыкания ключа 17.

Когда же отсчет бестоковой паузы заканчивается, на соответствующем выходе логического переключающего устройства 3 в соответствии с полярностью сигнала задания тока появляется сигнал логической еди- ницы. На управляющем электроде ключа 10 и на выходе схемы ИЛИ 11 сигналы равны логической единице и управляемые ключи 1.0, 17 замыкаются. Выход системы импуль- сно-фазового управления 8 подключается к управляющим электродам другой группы вентилей преобразователя б, например группы назад, а выход релейного элемента 16 - к входу интегрирующего звена 18 и сигнал на его выходе начинает изменяться по линейному закону от фиксированного значения.

Так как скорость электродвигателя 8 во время паузы изменяется незначительно, а сигнал задания скорости фиксируется, то ошибка регулирования скорости и пропорциональные составляющие сигналов на выходах регуляторов 4, 5 за время бестоковой паузы не изменяются, и ток электродвигателя 7 после окончания бестоковой паузы увеличивается плавно без резких изменений и перерегулирования. Исключение резких изменений тока при переключении групп вентилей позволяет устранить срабатывание максимальной токовой защиты преобразователя и удары в электромеханической системе электропривода.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, осуществляемый при помощи блока задания скорости, автоматической системы регулирования скорости электродвигателя и логического переключающего устройства, согласно которому формируют сигнал задания скорости по определенному закону, измеряют скорость и ток электродвигателя, сравнивают измеренные значения с заданными и преобразуют сигналы ошибки регулирования по установленным законам, а результирующий сигнал подают на вход системы импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, контролируют полярность сигнала задания тока и, когда изменяется полярность этого сигнала и ток уменьшается до нуля, отсоединяют выход системы импульсно-фазового управления от управляющих электродов работающей группы в ентилей преобразователя и после окончания установленной бестоковой паузы подсоединяют выход системы импульсно-фазового управления к управляющим электродам другой группы вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности управления, сигнал задания скорости на время бестоковой паузы фиксируют равным его значению в момент ее начала, а по окончании паузы сигнал задания скорости продолжают формировать по заданному закону,

2. Устройство для автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, содержащее включенные последовательно блок задания скорости, регулятор скорости, регулятор тока, систему импульсно-фазового управления, выход которой соединен с силовыми электродами двух управляемых ключей, два других силовых электрода которых связаны с управляющими электродами вентилей соответствующих групп преобразователя, а управляющие электроды ключей соединены с соответствующими выходами логического переключающего устройства, причем датчики скорости и тока подключены к входам одноименных регуляторов, а входы логического переключающего устройства соединены с выходами датчика тока и регулятора скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в

него дополнительно введены третий управляемый ключ и схема ИЛИ, входы которой подключены к выходам логического переключающего устройства, а ее выход подсоединен к соответствующему синхронизирующему входу блока задания, который содержит включенные последовательно источник управляющего сигнала,

узел сравнения, релейный элемент с зоной нечувствительности, третий управляемый ключ, интегрирующее звено, выход которого соединен с вторым входом узла сравнения и является выходом блока задания скорости, а управляющий электрод третьего ключа соединен с синхронизирующим входом блока задания скорости.

Использование: изобретение может быть использовано в металлургической, бумагоделательной и других отраслях промышленности. Сущность: в данном электроприводе на время бестоковой паузы сигнал задания фиксируется равным значению в начале паузы. Когда пауза заканчивается, сигнал задания продолжают формировать по тому же закону. Ток в электродвигателе появляется после бестоковой паузы без резких изменений. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

.