Электропривод постоянного тока с управляемой механической передачей Советский патент 1993 года по МПК H02P5/06 

-

К дт С д

2 Т fid) R я К

ДС

И)

где Тц(л) Т дс + Т ь - суммарная малая постоянная времени контура скорости;

Т|э - суммарная малая постоянная контура тока;

Ря - сопротивление якорной цепи;

Кдс и Кдт - коэффициенты передачи датчиков 9 и 10 скорости и тока;

Сд - постоянная электродвигателя;

ТдС - постоянная времени фильтра датчика скорости;

Тэм - электромеханическая постоянная времени

где Ki - коэффициент преобразования.

Напряжение Ui пропорционально температуре нагрева электродвигателя. Выходное напряжение первого блока 19 уставки выбирается равным

U 2 К 1 Гц

Ki

R

(9)

где I,) - номинальный ток нагрузки;

Гн - температура нагрепа. соответствующая номинальному режиму работы электродвигателя.

Выходное напряжение второго блока 18 уставки Уз выбирается равным

Использование: в электроприводах горных машин с широким диапазоном изменения момента нагрузки и скорости. Сущность: переключение управляемой механической передачи при нагреве электродвигателя до допустимого значения температуры улучшает энергетические характеристики электропривода. Выполнение компараторов 14, 17 с гистерезисом исключает автоколебательные режимы при переключении передач и перегрева электродвигателя. Изменение постоянной времени задатчика 2 интенсивности и коэффициента передачи регулятора 3 скорости при изменении приведенного к валу электродвигателя момента инерции улучшает динамические характеристики. 2 ил.

т -iv Ня

T3M J2TcT7

(5)

В исходном состоянии Крс выбирается пропорциональным по выражению (3) за счет выбора соответствующего сопротивления в обратной связи регулятора 3 скорости.

Уравнение теплового равновесия электродвигателя имеет вид

+ т

R

(6)

где Т - тепловая постоянная времени; I - ток нагрузки: А - коэффициент теплоотдачи, г -температура нагрева.

При установке на выходе задатчика 1 скорости сигнала заданной скорости этот сигнал через задатчик 2 интенсивности, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока поступает на управляемый выпрямитель 5. Электродвигатель 6 начинает вращаться, приводя в движение через управляемую механическую передачу 7 механизм 8. Сигнал с выхода датчика 10 тока поступает на вход квадратора 11 и далее на апериодическое звено 12 и блок 13 коэффициентов.

Выходной сигнал блока 13 Ut равен

i

К I

I/ 2

К дт

1 + Т Р

(7)

где К - коэффициент пропорциональности.

При выборе коэффициента К равным

К 1 г д

К 1

2 д

R

Л

(10)

где г д - предельно допустимая температура для данного класса изоляции;

1Д - предельно допустимый ток, соответствующий г д .

При увеличении температуры нагрева до величины

Г 1

(11)

срабатывает компаратор 14 (см фиг.2), включается управляемая механическая передача 7 с передаточным числом i и замы- каютсл контакты первого и второго ключей 15 и 16.

Включение управляемой механической передачи 7 изменяет приведенный к валу электродвигателя момент инерции в соответствии с (2). При этом в соответствии с (2) за счет изменения величин подключающихся резистора и конденсатора изменяются постоянная времени Т3и задатчика 2 интенсивности и Крс регулятора 3 скорости.

Величина тока нагрузки i-з-за увеличения пепедаточного числа уменьшается в I раз. Для исключения автоколебательных режимов, связанных с обратным переключением компаратора 14, он выполняется с зоной гистерезиса, причем нижний порог зоны гистерезиса выбирается равным

Ki К,

12

R

А

(12)

Если при переключении компаратора 14 температура нагрева постоянно уменьТн

шается до величины г

I

то на выходе компаратора 14 устанавливается нуль и вновь включается прямая передача, что увеличивает скорость (производительность) механизма 8.

При работе в диапазоне температур

Тн

включена пониженная передача.

Если при включенной пониженной передаче температура нагрева продолжает возрастать и достигает предельно допустимой для данного класса изоляции Гд , то срабатывает второй компаратор 17 и выходной сигнал (см.фиг.2) шунтирует поуправля- ющему входу задатчика его сигнал, и электропривод останавливается.

Электродвигатель охлаждается до температуры, соответствующей (12), на выходах компараторов 4и 17устанавливаются нули и электропривод вновь включается на прямую передачу.

Формула изобретения

регулятора скорости, два конденсатора и два ключа, неподвижные контакты первого ключа через конденсаторы соединены с входом задатчика интенсивности, подвижный контакт соединен с выходом задатчика интенсивности, два резистора, включенные в цепь обратной связи регулятора скорости через второй ключ, два компаратора, два блока уставки, а также последовательно соединенные квадратор, апериодическое звено и блок коэффициентов, к выходу которого подключены первый и второй компараторы, первый компаратор соединен с управляющими входами первого, второго ключей, и механической передачи, выполненной управляемой, выход второго компаратора подключен к управляющему входу задатчика скорости, первый блок уставки соединен с вторым входом первого компаратора, второй блок уставки соединен с вторым входом

второго компаратора, а вход квадратора подключен к выходу датчика тока.

/3

t

.г