Способ управления электроприводом постоянного тока и устройство для его реализации Советский патент 1977 года по МПК H02P5/06 

ство невозможно использовать для регичизации предлагаемого способа.

Целью изобретения является повышение быстродействия электропривода и снижение вероятности возникиовеиия кругового огня на коллекторе при оптимизации режимов работы электродвигателя.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу, включающему регулирование скорости изменения тока якоря, скорость изменеиия тока якоря регулируют в функции максимального межламельиого напряжения в зоие коллектора, где эти напряжения достигают максимальной величины. Тем самым исключают возможность появления межламельных напряжений, достаточных для возникновения кругового огня.

При пуске, торможении элегстродвигателя или ударном приложении нагрузки к нему изменение напряжения, приложенного к якорю, обусловливает изменение тока якоря. При относительно высокой скорости нарастания тока якоря возрастает межламельное напрялсение вследствие действия ЭДС самоиндукции и искажения поля главных полюсов. Величину межламельного напряжения измеряют в зоне наибольших напрялсений «на коллекторе. Так как распределение межламельного иапряжеиия зависит от направления вращения электродвигателя, выделяют модуль измеряемого межламельного напряжения по обе стороны одной группы щеток и затем амплитуду наибольшего из этих напряжений сравнивают с допустимым значением, а при превышении его фактическим значением допустимого значения изменяют напряжение, приложенное к якорю электродвигателя. Вследствие этого уменьшается форсировка по напряжению и, следовательно, скорость изменения тока якоря. Равновесие (т. е. равенство скорости измеиения тока якоря предельно допустимому значению) наступает тогда, когда межламельное напряжение становится равным максимально допустимому.

При малом напряжении на коллекторе можно допустить большую ЭДС самоиндукции, поэтому регулирование скорости изменения тока якоря в функции межламельного напряжения позволяет существенно поднять скорость измеиения тока якоря в ряде режимов и снизить вероятность возникновения кругового огня на коллекторе.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Якорь 1 электродвигателя подключен к источиику 2 регулируемого напряжения, а обмотка 3 возбуждения - к источнику 4 регулируемого наиряжения. К источнику 2 присоединен выход регулятора 5 тока якоря 1, вход которого подсоединен к выходу регулятора 6 напряжения на якоре 1. 1 входу регулятора 6 подключен задатчик напряжения 7 и диагональ переменного тока первой диодномостовой схемы 8, к ее диагонали иостоянного тока подключены выходы сумматора 9. К

входу последнего присоединены выход первого выделителя 10 модуля напряжения на якоре 1 и выход первого блоха 11 нелинейности. Датчик напряжения 12 на якоре подключен к входу регулятора 6 и к входу первого выделителя 10 модуля напряжения. Датчик 13 тока якоря присоединен к входу регулятора 5. Вход первого блока 11 нелинейности подключен к датчику 14 тока возбуждения. Дополнительные измерительные щетки 15, расположенные на коллекторе электродвнгателя, присоединены к входу второго выделителя 16 модуля наибольшего напрялсения, выходы которого подключены к входу второго блока 17 нелинейности. К выходам этого блока подключепа встречно диагональ постояшюго тока второй диодно-мостовой схемы 18, а диагопаль переменного тока этой схемы 18 присоединена входом и выходом регулятора 5 тока якоря.

При отсутствии сигнала на входе регулятора 6 ток якоря 1 равен нулю, при этом опорное иапрял :ение на диагонали ностоянного тока первой диодпо-мостовой схемы 8 будет определяться током возбуждения электродвигателя. После поступления с задающего устройства 7 сигнала задания на вход регулятора 6 напрял ения на якоре 1 на его выходе появляется сигнал, определяемый опорным напряжением на диагонали постоянного тока первой диодно-мостовой схемы 8. Под действием этого сигнала появится сигнал на выходе регулятора 5 тока якоря 1 и большее напряжение на выходе источника 2 регулируемого иапрял :ения. Большое напряжение, приложенное к якорю 1 электродвигателя, обусловливает быстрое нарастание тока якоря 1. При относительно высокой скорости нарастания Тока якоря 1 возрастает и межламельное напряжение вследствие действия ЭДС самоиндукции. Величину межламельиого напряжения в наиболее опасной зоне на коллекторе измеряют с помощью дополнительных измерительиых щеток 15. Так как межламельное напряжение зависит от наиравления вращения электродвигателя, то на выходе второго выделителя 16 модуля напряжения получают модуль измеряемого мелсламельного иапрял ения. Затем с помощью второго блока 17 нелинейности по величине этого напряжения ограничивают опорное напрял ение на диагонали постоянного тока второй диодпо-мостовой схемы 18.

Па входе регулятора 5 тока якоря сравнивают фактическое межламельное напряжение с допустимым зиачением.

Как только скорость нарастания тока якоря 1 становится недопустимо большой, начииает уменьшаться напрял ение на выходе второго блока 17 нелинейности, что приводит к умепьшению опорного напряжения второй диодно-мостовой схемы 18, напряжения па выходе регулятора и скорости нарастания тока якоря 1. В процессе дальнейшего разгона электродвигателя наиряжение на выходе регулятора 6 определяется величинами папряжения на якоре 1 и тока возбуждения благодаря обратным связям, подаваемым на вход сумматора 9 через первый выделитель 10 моделя папряжения с датчика 1.2 напряжения на якоре и через первый блок 11 нелинейности с датчика 14 тока возбуждения.

При резком реверсе задающего сигнала происходит изменение сигнала на выходе регулятора 6, при этом сигнал на выходе регулятора 5 ограничивается через второй блок 17 нелинейности в функции межламельного напряжения на коллекторе по цепи: дополнительные цетки 15 - второй выделитель 16 модуля - второй блок 17 нелинейности - вторая диодно-мостовая схема 18. Вследствие этого скорость изменения тока якоря не может достичь опасной величины.

При использовании изобретения в электроириводе прокатных станов, в механизмах копания одноковшовых экскаваторов можно получить переменную в зависИлМости от режима работы электродвигателя скорость изменения тока якоря, повысить быстродействие электропривода за счет более полного использования коммутационных возможностей электродвигателя и увеличить надежность путем исключения условий, при которых может возникнуть круговой огонь на коллекторе.

Формула изобретения

1. Способ управления электроприводом постоянного тока, включающий регулирование скорости изменения тока якоря, отличающ и и с я тем, что, с целью повыщения быстродействия электропривода и снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при оптимизации режимов работы электродвигателя, скорость изменения тока якоря регулируют в функции максимального межламельного напряжения коллектора.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее источники регулируемого напряжения, подключенные к якорю и к обмотке возбуждения электродвигателя, регуляторы тока якоря напряжения па якоре, датчик напряжения на якоре, датчик тока возбуждеппя, подсоединенный через блок нелинейности к одному из входов сумматора, к другому входу которого подсоедипен датчик напряжения на якоре через выделитель модуля напряжения, а вход подключен встречно к диагонали поетоянного тока первой диодио-мостовой схемы, причем диагональ переменного тока последней подключена между входом и выходом регулятора напряжения на якоре, отличающееся тем, что в зоне наибольших межламельных напряжений размещены дополнительные измерительпые щетки, к которым присоединен второй выделитель модуля нанряжения, а его выход связан с входом второго блока нелинейности, выход этого блока включен встречно с диагональю постоянного тока второй диодно-мостовой схемы, а диагональ переменного тока этой схемы подключена между входом и выходом регулятора тока якоря.