Устройство для управления электроприводом постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК H02P5/06 H02P7/06 

. .1 .- .. Изобретение относится к системам управления электроприводами постоянного тока, для которых требуется фррмнрювание статических и : динамических механических характеристик типа экскаваторных, например, для электро- g приводов копавэщих механизмов одноковшовых экскаваторов. Так, для приводов механизма тяги драглайнов, подъема и напора Мезслопат требуется механическая характеристика с двойным изломом на участке токоограничення, что | ; связано с технологическими требованиями вы- олнёния.1скрышных работ.

В качестве систем управления такими при- : водами применяются систекв 1 подчиненного . регулирования с последовательным или парал-- ;Лвльяым включеййем регуляторов, которые ЮТ отдельный контур регулирования и ограничения тока. В таких системах для поддержания . s

постоянства тока при отработке сигнала за- 20 Дания в контуре тока используют регулятор ,

интегрального типа. Если же требуется нажпон | ; статической характеристики на участке токр ., ограничения, в контур регупирования тока вво i аят цополнитепьную отрицательную ,

связь по напря;-кенню двигателя. Однако, если в статическом режиме такая обратная связь позволяет получить характеристику с требуемым .наклоном на участке токоограни- чення, то в переходных режимах она значительна ухудшает форму токовой диаграммы. В режимах У пуска наличие постоянно действукнцей отрицательной обратной .связи по напряжению двигателя в контуре тока значительно уменьшает заполнение токовой диаграммы. Увеличивая тем самым время рхазгона

привода. Особенно неблагоприятно ее действие в режимах реверса и торможения: в период снижения скорости от своего первоначального значения до точки перехода скороо;ти через ноль эта обратная связь становится положительной, действуя согласно с заданием на входе токового контура. Это приводит к значительному увеличению динамической составляющей тока, вследствие чего ток может превысить допустимое значение. Как вядно, наличие постоянно действующей обратной св зи iro напряжению в контуре тока ухудшает .работу электропривода как при рабочем, так и рбратном движении привода. Цепь изобретения - обеспечить формиро вание экскаваторной механической характеристики с двойным изломом на участке токоограничения при рабочем движении приво да и крутопадаюшей механической характеристи при обратном ходе и торможении. Это достигается введением в контур регулирования тока дополнительной нелинейной . обййтной .связи по напряжению двигателя, которая позволяет формировать участок токо ограничения механической характеристики с двойным изломом только при рабочем ходе. При обратном ходе эта обратная связь отклю чается, чем обеспечивается хорошее заполнение токовой диаграммы в.режимах пуска, ре- верса, л-орможения и предотвращается возмож ное увеличение тока из-за перехода обратной связи из отрицательной в положительную. На чертеже показано предлагаемое устрой .ство в составе системы подчиненного управления с последовательным включением регуляторов. Устройство является частью системы подчиненного управления двигателем постоянного тока 1, который питается от преобразователя 2. Преобразователь 2 может быть либо статическим, выполненным на тиристорах, ртутных вентилях, магнитных усилителях, либо машинным с тиристорным или маг нитным возбудителем. Система управления С последовательным включением регуляторов , является двухконтурной. Внешний контур регу, лирования напряжения состоит из регулятора напряжения 3 с ограничительными стабилит ронами 4 и 5 и датчика напряжения 6 с дву. мя потенциально несвязанными выходами (Bj и Bj). Внутренний контур регулирования тока содержит датчик тока 7, преобразующий сипнал, который поступает от шунта 8 в силовой цепи двигателя, и регулятор тока 9с узлом обратных связей. Этот узел содержит линейную обратную связь по току двигателя на резисторе 10 и предлагаемую формирующую обратную связь по напряжению двигателя. Последняя состоит из устройства рас познавания направления движения привода, выполненного, например, на Диодах 11, 12 и резисторе 13, а также элемента сравнения, выполненного, например, на стабилитроне 14 И резисторе 15. Режим работы системы управлени5:, содержащей предлагаемое устройство формиро.; вания механической характеристики, определяется величиной нагрузки и направлением вращения электропривода. При работе систе- .мы на участке токоограничёния;(под действи- , ем нагрузки или в пуско- ормозных режимах) ; стабилитрон 4 или 5 в зависимости от направления движения открыт и напряжение регу- л ятора 3 остается неизменным на весь период токоограничёния. Это напряжение подается на вход регулятора 9, задавая тем самым величину стопорного тока системы. При вращении двигателя- в направлении, соответствуюшем рабочему движению, одновременно с сигналом от регулятора 3 на вход регул торатока 9 поступает дополнительный сигнал ло цепи формирующей обратной связи по напряению. Это произойдет только при совпаде- НИИ знаков сигнала U и сигнала от датчика напряжения 6, когда они оба имеют отрицательную полярность (для приведённой схемы включения диодов 11 и 12у. В этом случае напряжение датчика 6 запирает диод 11 и от источника 1 через резистор 13 и диод 12 поступает сигнал ла элемент сравнения- стабилитрон 14. Напряжение на входе стабилитрона практически такое же, как и на выходе датчика 6, так как внутреннее сопротив ление датчика намного меньше сопротивления резистора 13. Разность между напряжением на стабилитроне и напряжением пробоя стабилитрона подается на вход регулятора 9 через входной резистор 15 Благодоря дейдт;т ВИЮ этой обратной связи, которая является отрицательной по отношению к напряжению регулятора 3, и формируется наклон участка токоограничёния. Величина статизма этого участка определяется величиной сопротивлетшя резистора 15. Действие обратной связи прекращается при снижении напряжения датвдка 6 (что соответствует сниг -жению напряжения двигателя) до значения пробоя стабилитрона 14. При дальнейшем снижении напряжения двигателя стабилитрон закрывается, и система формирует крутопа дающий участок токор граНичения; работа сие- темы в этом режиме ничем не отличается от работы обычной двухконтурной системы. ; При об эатном вращении привода, когда от задания и датчика 6 поступают напряже ния положительного знака, формирующая о&ратная связь отключается за счет запирающего действия диода 12. В этом режиме система формирует крутопадаюший участок токаограничения. При реверсировании привода- из рабочего движения На обрат;ное. диод 12 не пропускает сигнал от. задания U . При. реверсировании из обратного Направления в прямое формирующая обратная связь действует только после перехода скорости(напря-. женйя) двигателя через ноль, а до перехода через ноль, хотя сигнал задания и поменял свой знак с положительного на отрицательный, диод 12 не пропустит этого сигнала, так как он будет заперт напряжением положительного знака от датчика 6 через, диод 11. В режиме торможения формирующая обратная связь Не действует, так .как сигнал снимается, а сигнал от датчика задания 6 заперт либо диодом 11, либо диодом 12. При .нагрузках привода, меньших макси- мального значения, когда напряжение регул - ; ,тора 3 недостаточно для пробоя стабилит}зо- на 4 или 5, система управления работает как обычная двухконтурная система подчиненJ ,ного регулирования. Небольшое отличие ся при рабочем направлении движения привода. В этом случае наряду с основным контуром регулирования .напряжения (через регулятор 3) имеется дополнительный контур регулирования по цепи формирующей обратной связи. Но пос ;кольку коэффициент усиления по каналу, этой обратной связи значительно меньше коэффициента по основному каналу через регучятор : 3, то ее влияние сказывается очень мало на вид механической характеристики. Аналогичным образом устройство работает в системе подчиненного регулирования с па- : раллельным включением регуляторов. Однако ; в этой системе благодаря наличию двух pery-j лятрррв тока для рабочего и обратного направ ления движения системы .формирующую обрат1ную связь следует заводить только в регу- . лятор тока рабочего направления движения. 51 30 В этом бйучае отпадает необходи ость в опорном напряжении,,резисторе 13 и диоде 11. Для формирования достаточно иметь один диод 12 и стабилитрон 14. изобретения о р м у л а , . Устройство для управления электроприводом, постоянного тока с регулируемым преобразо;вателем в цепи якоря двигателя, выполненное по принципу подчиненного регулирования, со: держащее регулятор напряжения с ограничением и регулятор тока, о т/л ичающееся тем, что, с целью формирования экскаваторной механическойхарактеристики с двойным изломом, на участке токоограничедия при рабочем движении привода и крутопадающей механичеокой характеристики при обратном ходе и торможении, источник напряжения задания через резистор, а датчик напряжения через диод, анодом Соединенный с датчиком, подключены к катоду другого диода, анод которого соединен с анодом стабилитрона, при этом катод; стабилитрона соединен с одним из входов регулятора тока.