ПАТЕН!:::••cvL';-",jp"->&jjs•^ Советский патент 1973 года по МПК H02P5/16 H02H7/12 H02M1/16 

1

Известно устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе УВП-Д, (управляемый вентильный преобразонатель-двигатель), выполненное в виде источника постоянного задающего напряжения, подключенного ко входу фазосмещающего блока с однополярными импульсами на выходе, формирователя управляющих импульсов и блока ограничения угла регулирования преобразователя с подключенной ко входу блока цепью обратной связи по э.д.с. двигателя.

В известном устройстве блок ограничения содержит звено с управляемым уровнем насыщения, воздействие на которое со стороны цепи обратной связи по э.д.с. двигателя задает уровень ограничения угла регулирования преобразователя. Нестабильность параметров звена с управляемым уровнем насыщения обусловливает недостаточную точность ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допускаемого значения.

Цель изобретения - повысить точность ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допустимого значения.

Эта цель достигается тем, что блок ограничения выполнен как фазосмещающий и выход его и первого фазосмещающего гблока подключены ко входам элемнта «И, выход которого подключен к формирователю управляющих импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на, фиг. 2-4 представлены диаграммы, поясняющие работу устройства.

Предлагаемое устройство управления электродвигателем постоянного тока состоит из фазосмещающих блоков 1 и 2 (БФС), сравнивающего блока 3-9 (БС), формирователя управляющих импульсов 10 (ФИ), реверсивного вентильного преобразователя // (РВП) и датчика скорости 12 (ДС) вращения управляемого электродвигателя.

Сравнивающий блок, осуществляющий

в данном случае логическую операцию совладения, состоит ,из элементов сопротивлений 3-9. При отсутствии импульсов на входе сравнивающего блока транзистор 9 закрыт. Это состояние достигается выбором сопротивлений 7, 3 и 4 в таком соотношении, чтобы

потенциал базы был ниже потенциала эмитера.-...v.- I

На фазосмещающие блоки / и 2 поступают

опорные напряжения f/oni и f/on2, которые могут иметь синусоидальную форму причем f/on2 отстает по фазе от t/oni на угол tp (фиг. 2). На вход / поступает также задающее напряжение f/эад. Принцип работы предлагаемого устройства

более подробно можно разъяснить с использованием линейных диаграмм, приведенных на фиг. 2-4. Линейные диаграммы приведены в предположении, что вентильный преобразователь работает в режиме непрерывного тока во всем диапазоне изменения Скорости вращения и нагрузки на валу .элекродвигателя. При этом зависимость между скоростью вращения электродвитат-еля и величиной задающего напряжения является такой, что в установившемся режиме скорость холостого дода равна нулю при зад о и, следовательно, Uo.c. 0. При отклонении L/зад в сторону положительных или отрицательных значений двигатель вращается в ту или другую сторону с постоянной скоростью, чему соответствует величина и знак Uo.c.. БФС выполнены таким образом, что передние фронты иф1 и иф2. .формируются в точке встречи ВО времени напряжений: f/om и t/зад, Uon2 и Uo.c. соответственно. Длительность иф1 и является величиной постоянной (о формировании этих имлульсов упймянуто ниже). Угол ф - это временный интервал, ограниченный передними фронтами импульсов иф1 и иф2, величина его обеспечивается установкой фаз напряжений Uoni и f/on2 относительно напряжения питания вентильного преобразователя. На фиг. 2 приведены линейные диаграммы, соответствующие исходному состоянию устройства при (/зад 0. Так как режим установившийся, двигатель неподвижен, Uo.c 0. Передний фронт иф1 формируется в данном случае в момент перехода t/oni через нуль из области .положительных в область отрицательных значений. Передний фронт иф2 формируется в данном случае в момент перехода Uonz через нуль из области положительных в область отрицательных значений. Импульсы иф1 и иф2 поступают на вход сравнивающего блока, осуществляющего в данном случае логическую операцию совпадения. Поэтому передний фронт имиульса Uc на выходе сравнивающего блока совладает во времени с передним фронтом иф1, задний фронт Uc соответствует заднему фронту иф2. Напряжение t/c поступает на формирователь управляющих импульсов, с выхода которого управляющие импульсы (Уупр поступают на управляющие электроды вентилей реверсивного вентильного преобразователя. Передний фронт /упр во времени совпадает с передним фронтом Uc и, следовательно, с передним фронтом иф1. На фиг. 3 зафиксирован момент, когда задающее напряжение скачкообразно изменилось от величины, равной нулю, до величины, отличной от нуля, но скорость вращения еще не изменилась, т. е. Uo.c- 0. Приращение (/Зад рассмотрено такой величины, что соответстсвующее ему перемещение по фазе импульса иф1 превыщает ф. С увеличением импульс иф1 скачкообразно перемещается влево, так как передний фронт его всегда формируется в точке встречи (/от и (/зад. Временное положение (/фа остается пока неизменным, так как скорость вращения двигателя еще не изменилась. Передние фронты (/с и (/упр во времени будут совпадать с передним фронтом иф2. Таким образом, -при скачкообразном увеличении |(/зад на величину, при которой угловое перемещение точки встречи (/зад и Uoni превыщает ф, угол перемещения влево управляющего имлульса (/упр не превыщает ф. Ток якоря электродвигателя увеличивается на величину, соответствующую уменьшению, угла регулирования вентильного преобразователя на величину ф. Скорость двигателя начнет увеличиваться, что привОдит к росгу Uo.c. и смещению влево (/фа и, соответственно, смещению (/упр, Т. е. угол регули1рО1ваайя преобразователя уменьщается в функции скорости вращения двигателя. В рассмотренном переходном режиме мгновенное значение угла регулирования преобразователя меньше величины, соответствующей мгновенному значению скорости вращения двигателя на угол ф, благодаря чему имеет место ограничение тока якоря до величины, не превыщающей предельного значений. Уменьшение угла регулирования преобразо.вателя в функции скорости имеет место до величины, определяемой точкой встречи (/от и ноно-го значения (/зад- При дальнейшем увеличении скорости до установившегося значения, определяемого новой величиной (/зад, иф2 продолжает смещаться влево, фазовое положение (/упр остается неизменным. Линейные диаграммы в установившемся режиме, соответствующем новому значению (/зад, приведены на фиг. 4. Передние фронты Ф1, Uc и (/упр во времени совпадают с точкой встречи Uoni и нового значения (/зад в области отрицательных значений первой производной (/от. Передний фронт (/фа совпадает во времени с точкой встречи Uons и Uo.c. в области отрицательных значений производной (/оп2. В новом установившемся режиме разница фазовых положений передних фронтов (/ф1 и (/ф2 равна ф, как и в исходном установйвшемся режиме. Ограничение тока якоря электродвигателя обеспечивается в режимах пуска, реверса и торможения, так как во всех этих режимах броски тока якоря имеют место при перемещении импульсов управления влево. В предлагаемом устройстве осуществляется ограничение уменьшения угла регулирования преобразователя относительно величины, .соответствующей э.д.с. двигателя, значением ф с регулировкой его в функции скорости двигателя во всех режимах, вызывающих увеличение тока якоря. Обеспечить постоянную величину угла ф в режиме ограничения тока можно при выполнении следующего очевидного соотнашения:

При отклонении от этого равенства в ту или другую сторону угол ф не будет постоянным.

Длительность импульсов /ф1 и иф2 должна быть равной или превышать максимальный диапазон перемещения управляющего импульса. Если это условие не выполняется, то при скачкообразном изменении /зад от максимальной отрицательной до максимальной положительной величины импульсы /7ф1 и (Уфа не будут перекрываться во времени. На выходе сравнивающего блока не будет формироваться сигнал Uc. Следовательно, импульс управления U-ynp исчезнет. Если же длительность иф1 и иф2. равны или превышают максимальный диапазон перемещения t/ynp, указанные случаи исключаются. Формирование длительности иф1 и иф2 может осуществляться одним из известных устройств, которое вводится в фазосмещающий блок, например ждущим мультивибратором.

В вентильном электроприводе опорное напряжение имеет, как правило, постоянный фазовый сдвиг относительно напряжения питания вентильного преобразователя. Для создания указанного фазового сдвига применяют фазосдвигающие цепи, фазовращающие мосты, а также другие известные устройства.

Предполагается, что для формирования Lon2, в том числе для установки требуемого значения ф, которое определяется предельным током якоря двигателя, используется одно из этих устройств.

Предмет изобретения

Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе «управляемый вентильный преобразователь-двигатель, выполненное в виде источника постоянного задающего напряжения, подключенного ко входу фазосмещающего блока с однополярными импульсами на выходе, формирователя управляющих импульсов и блока ограничения угла регулирования преобразователя с подключенной ко входу блока цепью обратной связи по

э.д.с. двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допустимого значения, блок ограничения выполнен как фазосмещающий и выход его и первого фазосмещающего блока подключены ко входам элемента «И, выход которого подключен к формирователю управляющих импульсов.

и,

оп1

ОП2

f

СО и г I

ОП2

гад--0

-в

/

Uon2

-в

Uo.c --0

Риг J

У/

on 2

7

N

i/,

pf

чупр

Uoc

-в