УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1966 года по МПК H02P5/00 

Известны устройства для автоматического регулнрования электропривода, содержащие управляющнй усилитель, обмотка обратной связи которого включена последовательно в цень эмиттер - коллектор полупроводникового триода на входное напряжение, пропорциональное контролируемой величине, а день база - эмиттер триода нодключена к блоку сравнения этого нанряжепия с эталонным напряжением. Однако эти устройства, как нравило, затягивают переходный процесс и не позволяют полностью реализовать форсировочпые возможности системы.

Отличие иредлагаемого устройства заключается в том, что блок сравнения содержит туннельный диод, включенный через переменное сопротивление на разность эталонного и входного напряжений. Это позволяет автоматически измеиять момент вступления в действие обратной связи во время переходного процесса в зависимости от величииы контролируемого параметра и стадии переходного процесса и тем самым повысить точиость регулирования (уменьшить регулирование) и ускорять переходиый процесс.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 приведены статические характеристики узла обратиой связи, представляющие зависимость тока Iду в обмотке уиравления от напряжения Ьех , на фиг. 3 показан один из возможных вариантов схемы задержанной обратной связи, предиазначенной для реверсивных электронриводов; на фиг. 4 приведена осциллограмма разгона электропривола по системе геиератор-двигатель с электромагиитиым усилителем поперечного поля в качестве возбудителя генератора и задержанной обратной связью но направлению двигателя; на фиг. 5 - осциллограмма разгоиа элек. тронрнвода той же установки с использованием задержаниой обратной связи по току якоря без изменения момеита вступления ее в действие (зашунтирован туннельный диод).

Обмотка обратиой связи / управляющего усилителя включена в цепь эмиттер - коллектор ключевого триода 2. Потеициометры 3 и 4, туннельный диод 5 и доиолнительные переменные сонротнвления 6, 7 и 8 образуют блок, сравиеиия.

Потенциометр 3 подключается на напряжение t/av , пропорциональное контролируемому параметру.

Цепь эмиттер - база ключевого триода 2 подключается иа разность наирял еиий, пропорционального и ех , снимающего с части потенциометра 3 и эталоиного, снимаемого с части потенциометра 4, который получает питание от источника эталонного иапряжеиия LJ. Поляриость наирял епий U. и L,и иараметры

элементов схемы выбираются такими, что при значении контролируемого параметра меньше заданного, транзистор закрыт и обратная связь не действует. При ноБын ении напряжением Unx. заданного значения транзистор открывается и обратиая связь встунает в действие.

С нелью уменьшення неререгулирования и ускорения переходного нроцесса момент вступления обратной связи в действие преднамеренно выбирается при значении контролируемой величины, меиьшей ее заданного зиачеиия на величину, примерно равную неререгулированию. Величины сопротивлений 6 и 7 устанавливаются такими, чтобы при достижении контролируемой величиной значения, близкого к заданному, произошло переключение туннельного диода 5 с низкого уровня на высокий.

После указанного нереключения скачкообразно увеличивается напряжение на тупнельном диоде, вследствие чего резко уменьшается ток базы транзистора, который может даже стать равным нулю и связь перестанет действовать.

При дальнейшем звеличенни контролируемого параметра связь повторно вступит в действие, чем обеспечивается его ограничение.

Согласно указанной характеристике (см. фиг. 2) связь вступает в действие при превышении нанряжением Uex значения Переключение туннельного диода происходит при напряжении Uвх,, а повторное вступление связи в действие при напряжении t/sj-з, определяемом требуемым значением контролируемого параметра.

При уменьшении контролнруемого нараметра до определенного значения, будет происходить переключенне туннельного диода с высокого уровня на низкий. Величина Uex , при котором происходит указанное переключение, зависит от выбраиных параметров элементов схемы и типа туннельного диода. Переключение может произойти при значениях Uex ол-п

а может НрОИЗОЙТИ и при t/e,.i.- t-e.VzВыбор статических характеристик обратных связей и точек нереключення нроизводится в зависимости от конкретных требований системы управления и характера переходного нроцесса.

Папример, для задержанной обратной связи по току якоря в системе генератор -двигатель желательно переключение туннельного диода с высокого уровня на низкий нри LJех,11 . Это обеспечивает вступление в действие обратной связи но току якоря в период уменьшения тока, что способствует быстрому снятию форсировки но напряжению возбуждения генератора в этот период и получению более интенсивного спадения тока в конце периода разгона или реверсироваиия, т. е. способствует повышению коэффициента заполнения токовой диаграммы.

занное напряжение производится транзистором типа п-р-п.

При обратной нолярности -транзистором тина р-п-р. Туннельные диоды нри этом включены встречно-параллельно.

Полупроводниковые вентили 9 установлены для исключения шунтирования одного туннельного диода другнм нри изменении полярности папрял ения Uех Вентили 10 исключают подключение обмотки управления на ианряженне Uex при работе транзисторов но инверсной схеме, что могло бы привести к неправильному функционированию задержанной обратной связи.

Для иллюстрации эффекта, получаемого в результате применения предлагаемой схемы, приведена осциллограмма (см. фиг. 4), разгона электронривода по системе генератор - двигатель с электромашинным усилителем поперечного поля в качестве возбудителя генератора и задержанной обратной связью по току якоря, выполненной по предлагаемой схеме, и задержанной обратной связью по напряжению двигателя.

Обозначения величин на указанной осциллограмме следующие:

ts - ток в задающей обмотке усилителя; Wg - скорость вращения двигателя; U - нанряжение на обмотке возбуждения генератора; /я-ток якорной цени системы генератор- двигатель.

Как видно из указанной осциллограммы, диаграмма тока имеет очень высокий коэффициент заполнения.

Па протяжении большей части разгона привода ток ноддерлсивается (с достаточной точностью) постоянным. Величина неререгулировання является незначительной при большой интенсивности нарастания тока. Пнтенсивность

спадания тока на последней стадии разгона также высокая из-за размагничивающего действия токовой обмотки после нереключения туннельного диода с высокого уровня на низкий нри спадании тока якоря.

Для сравнения приведена осциллограмма (см. фиг. 5). Величина форсировки и стабилизирующие средства остались такими же, как и в случае, соответствующем осциллограмме (см. фиг. 4). При той же максимальной величине тока якорной цепи время разгона увеличилось с 1,05 до 1,38 сек.

Характер переходного процесса неудовлетворительный: значительное перерегулирование тока и колебательность. Кроме того, эффективность спадания тока также меньше, чем при применении предлагаемой схемы.

Из изложенного следует, что предлагаемая задержанная обратная связь обладает рядом существенных преимуществ.

1. Значительное уменьщение перерегулирования при заданном режиме работы электропривода;

3.Возможность формирования диаграммы тока якорной цепи системы генератор - двигатель, приближающейся к прямоугольной, с помощью простейщих средств;

4.Значительное упрощение стабилизирующих и корректирующих средств;

5.Высокая надежность, обусловленная применением бесконтактных релейных элементов.

Предлагаемо; устройство может найти применение в системах автоматического управления электроприводами в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Особенно его следует рекомендовать для цнклнчсски работающих механизмов, где ускорение переходных процессов существенно сказывается на повышении производительности механизма.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования электропривода, содерл ащее управляющий усилитель, обмотка обратной связи которого включена последовательно в цепь эмиттер - коллектор полупроводникового триода на входное напряжение, пропорциональное контролируемой величине, а цепь база - эмиттер триода подключена к блоку сравнения этого нанряження с эталонным напряжением, огличающееся тем, что, с целью повыщения точности регулирования путем автоматического изменения момента вступления в действие обратной связи, указанный блок сравнения содержит туннельный диод, включенный через переменное сопротивление на разность эталонного и входного напряжений.

er

Фигл

Риг 3

x.

%/%.2 %.3

0i/2.2

3

M

wa

1

1Ш1Ш Ш11ШШ11ШШ1111Ш Фиг.и