УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Советский патент 1973 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к области управления быстродействующими электроприводами постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости.

Известно устройство управления электроприводом постоянного тока с реверсивным регулятором в цепи возбуждения, выполненное по системе двухзонного регулирования с общим задатчиком скорости для зон регулирования по напряжению и по возбуждению, содержащее в цепи регулирования напряжения регуляторы тока и скорости.

Цель изобретения - упрощение и повыщение быстродействия электропривода. Это достигается тем, что задающий вход регулятора тока соединен с выходом регулятора скорости через первый множительный элемент, вход обратной связи регулятора возбуждения соединен с выходом датчика модуля э.д.с. через вго|рой множительный элемент, а вторые входы обоих множительных элементов соединены с выходом датчика знака магнитного потока двигателя.

При выполнении задатчика скорости в виде последовательно соединенных, охваченных цепью обратной связи пропорционального звена и интегратора изобретение обеспечивает также улучшение качества переходного процесса при реверсе. Для этого вход интегратора соединен с выходом первого множительного элемента через последовательно соединенные нелинейный элемент с диодной характеристикой и третий множительный элемент, второй вход которого подключен к выходу датчика знака потока.

Функциональная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Якорь электродвигателя 1 питается от нереверсивного .вентильного преобразователя 2, а обмотка возбуждения двигателя - от реверсивного вентильного возбудителя 3. Ко входу регулятора тока 4 якоря подключен выход множительного элемента 5, задающего якорный ток. Обратная отрицательная связь по току якоря и положительная связь с датчика э.д.с. 6 осуществляются через дифференцирующий блок 7 для компенсации противо-э.д.с. двигателя и улучшения динамических характеристик электропривода. Блок 8 в обратной связи регулятора тока ограничивает выходной сигнал регулятора тока величиной, соответствующей максимальному значению выпрямленного напряжения. Один вход множительного элемента 5 через блок деления 9 подключен к выходу регулятора скорости 10, другой - к выходу датчика знака потока 11. Задающий вход регулятора скорости 10 подключен к выходу интегратора 12 задатчика эталона скорости, вход обратной связи соединен с тахогенератором. Регулятор скорости 10 и блок деления 9 охвачены обратной связью через блок зоны нечувствительности 13, чем обеспечивается ограничение задания тока якорю доиустимым значением. Второй вход блока деления 9 нодключен к выходу датчика модуля потока 14, благодаря чему динамические характеристики электропривода во всем диапазоне скоростей и нагрузок постоянны. Для исключения деления на нуль выходная величина датчика 14 ограничена снизу малым значением.

Задающий вход регулятора возбуждения 15 соединен с выходом делительного блока 9 через блок задания возбуждения 16, имеющий пропорциональную статическую характеристику с ограничением сверху, соответствующим заданию номинального потока двигателя. Вход обратной связи регулятора возбуждения /5 через дискриминатор /7, пропускающий болыщий из Д1вухсигналов, поданных на его входы, подключен либо к выходу датчика тока возбуждения через нелинейный преобразователь 18, учитывающий характеристику намагничивания двигателя, либо через множительный элемент 19 и блок выделения модуля 20 - к выходу датчика э.д.с. 6. Второй вход множительного элемента 19 подключен к выходу датчика знака потока 11.

Задатчик эталона скорости образован интегратором 12 и ограничителем 21 с характеристикой типа «насыщение, охваченных отрицательной обратной связью. Второй вход ограничителя 21 подключен к сигналу заданной скорости Wsajv устанавливаемому оператором. Вход интегратора соединен с выходом множительного элемента 5 через последовательно соединенные нелинейный элемент 22 с диодной характеристикой и множительный элемент 23, второй вход которого подключен к датчику знака потока 11.

Следует отметить, что множительные элементы 5, 19, 23 могут быть выполнены весьма просто, например, с применением диодных ключей.

Система работает следующим образом.

Выходной сигнал задатчика скорости (эталон скорости Wg-f) в установившемся режиме равен сигналу зад, установленному оператором.

Темп изменения эталона при разгоне и торможении задается величиной насыщения характеристики усилителя 21. При соответствии знаков заданного и действительного потока выходной сигнал блока 5 задания тока якоря 4ад положителен, регулятор тока 4 обеспечивает поддержание тока якоря i, равного заданному, регулятор скорости 10 поддерживает скорость W двигателя равной эталону. При Смене знака сигнала регулятора скорости 10 (т. е. смене знака задания момента и потока двигателя), например, во время работы электролривода в двигательном режиме и подаче команды на торможение поток двигателя начинает реверсироваться, а знак задания тока якоря становится отрицательным на то время.

пока поток не сменит знак. Отрицательное задание якорного тока обеспечивает интенсивное гащение тока и запирание якорного преобразователя. В это время («мертвое время) двигатель неуправляем, и его скорость изменяется под действием статического момента.

Отрицательный сигнал задания тока через нелинейный элемент 22 с диодной характеристикой и множительный элемент 23 проходит

на вход интегратора 12 и замыкается контур из звеньев 12, 10, 9, 5, 22, 23, 12. Включением 3 этот контур множительного элемента 23, управляемого знаком потока, обеспечивается отрицательный знак обратной связи в указанном

контуре при обоих направлениях вращения как в двигательном, так и в рекуперативном режиме. Благодаря действию отрицательной обратной связи, в «мертвое время эталон «следит за скоростью двигателя, а разница

между эталоном и сигнало.м скорости остается незначительной. После того, как поток получает нужный знак, ток якоря становится положительным, и электропривод переходит в управляемый режим (в рассматриваемом случае в режим рекуперативного торможения). Этот переход осуществляется плавно вследствие небольщой разницы между эталоном и сигналом скорости. Переход из тормозного режима в двигательный аналогичен.

Значение потока двигателя устанавливается регулятором возбуждения в соответствии со скоростью двигателя, как в обычной двухзонной системе с одноконтурным регулированием возбуждения. Выходные сигналы датчика

э.д.с. и датчика потока устанавливаются равными при номинальной скорости двигателя. Тогда при скорости ниже номинальной сигнал э.д.с. меньще сигнала потока, контур регулирования возбуждения через дискриминатор 17

замыкается по лотоку, и поток поддерживается равным заданному. При скорости выше номинальной сигнал э.д.с. больще сигнала потока, контур регулирования возбуждения через дискриминатор 17 замыкается по э.д.с., и э.д.с.

поддерживается равной заданной. Сигнал заданного значения потока или э.д.с. поступает с выхода блока 16.

При малых нагрузках поток (или э.д.с.) благодаря характеристике блока задания возбуждения 16 устанавливается пропорциональным току якоря. Вследствие этого при малых нагрузках сокращается время реверса потока, сокращается «мертвое время и улучшается управляемость электропривода.

п

Предмет изобретения

1. Устройство управления электроприводом постоянного тока с реверсивным регулятором в цепи возбуждения, выполненное по системе

двухзонного регулирования с общим задатчиком скорости для зон регулирования по якорю и по возбуждению, содержащее в цепи регулирования напряжения регуляторы тока и скорости, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, задающий вход регулятора тока соединен с выходом регулятора скорости через первый множительный элемент, вход обратной связи регулятора возбуждения соединен с выходом датчика модуля э.д.с. через второй множительный элемент, а вторые входы обоих множительных элементов соединены с выходом датчика знака магнитного потока двигателя.

2. Устройство ио п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества переходного

процесса при выполнении задатчика скорости в виде последовательно соединенных, охваченных цепью обратной связи пропорционального звена и интегратора, вход интегратора соединен с выходом первого множительного элемента через последовательно соединенные нелинейный элемент с диодной характеристикой и третий множительный элемент, второй вход которого подключен к выходу датчика знака потока.

3aд 21