Регулируемый электропривод Советский патент 1978 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к регулируемым веитильным электроприводам постоянного тока металлургических и других промышленных механизмов.

По основному авт. св. № 486441 известен регулируемый электропривод механизма с пиклической, преимуществеиио пульсирующей, нагрузкой, содержащий веитильный преобразователь, двигатель постоянного тока, систему управления с последовательно включенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости и тока и датчик частоты пульсаций нагрузки, выход которого через усилитель с релейной характеристикой соединен с реле, контакт которого включеи параллельно коиденсатору в цепи обратной связи регулятора скорости.

Работа известиого электропривода основаиа на установленной закономерности, согласно которой при угловых частотах колебаиий нагрузки л. 1/4 Т (Tj-постоянная времени интегрирования контура тока) вынуждеииые колебаиия скорости в системе с П-регулятором скорости меньше, чем в системе с ПИ-регулятором скорости. При частоте п. 1/2 Т, соотношение гармоиик скорости в системах с ПИ -и П - регуляторами скорости, может превышать 4 (при соотиошеиии электромеханической постоянной времеии и постоянной времени иитегрирования Тм/Т1 П. После фиксации датчиком частоты увеличения частоты пульсаций до 1/4 If автоматнчески изменяется структура регулятора скорости - из пропорционально-интегрального он превращается в пропорциональный.

Однако указанный электропривод обеспечивает недостаточное для многих промышленных механизмов снижение колебаний скорости в диапазоне частот - .а.1/4Т. Так, при хх 1/4Т7 и 1 колебания скорости в замкнутой системе в 2 раза превышают колебаиия скорости двигателя в разомкнутой системе. Кроме того, недостатком электропривода является ограиичеииое умеиьи1ение ко: лебаний скорости в зоне частот л J- - амплитуда колебаиий не меньше, чем Ь разомкиутой системе.

Дальнейшее ограиияеиие вынуждениых колебанцй скорости может быть обеспечено комбинированным методом - путем изменения как структуры регулятора скорости, так и его настройки, 1. е. путем более высокого уровня адаптации системы регулирования.

Целью изобретения является минимн.чация пульсаций скорости в более широком диа1|а; рне частот колебаний нагрузкн. Это достигается тем, что в предлагаемый электропривод введен дополнительный усилитель с релейной характеристикой, вход которого подключен к датчику частоты пульсаций нагрузки, а выход соедииен с реле, замыкающий контакт которого щунтирует часть резистора в цепи обратной связн. регулятора скорости.

На чертеже дана схема описываемого электропривода.

Электропривод содержит регулируемый вентильный преобразователь 1 с системой 2 фазового управления, питающий двигатель 3 постоянного тока, датчик 4 тока якоря двигателя, шунт 5 а цепи якоря, тахогенератор 6 на валу двигателя 3, ПИ-регулятор 7 скороети с двумя параллельными RC-цепями обратной связи, состоящими из конденсаторов 8 и 9 и резисторов 10 и 11, подчиненный регулятору скорости ПИ-регулятор 12 тока, датчик 13 частоты пульсаций нагрузки привода, на выходе которого включены два усилителя 14 и 15 с релейными характеристиками, подключенные к HifM выходные реле 16 и 17, связанный с тахогенераторо.: 6 и датчиком 4 тока блок 18 контроля OKOif4aM M пуска и торможения, в выходной цепи Которого включено реле 9Замыкающий контакт 20 реле 19 включен в основной цепи 8, 10 обратной связи регулятора 7 скорости, а размыкающий контакт 21 - в дополнительной цепи 9, И обратй связи регулятора скорости. Замыкающий контакт 22 реле 16 шунтирует конденсатор 8, а замыкающий контакт 23 реле 17 щунтирует часть резистора 10. Вспомогательные входные элемеш ты (эадатчикм скорости и интенсивности, фильтр) на чертеже условно не показаны.

Электропривод работает следующим образом.

В переходном процессе пуска (торможения) регулятор 7 скорости настроен по «симметричному оптимуму - при От 2, что обеспечивает ся соответствующим выбором параметров конденсатора 9 и резнстора 11. Реле 19 отключено. Осуществляется форсированный пуск двигателя 3 с эффективным токоогранкчением.

Выбранная настройка обеспечивает оптнмальное протекание переходного процесса.

Окончание пуска фиксирует блок 18 контроля, срабатывает реле 19. Прн этомпереключаются RC-цепи обратной связи регулятора 7 скорости. Вводятся увеличенное сопротивление 10 н уменьшенная емкость 8, что изменяет настройку .регулятора - значение параметра ас уменьшается до 0,5-1,0. При этом существенно сннжаютсп колебання скорости двигателя при работе с пульсирующей нагрузкой на валу.

Когда частота колебаний увеличивается до л 1/4 Ту , реле 16 срабатывает и своим контактом 22 шунтирует конденсатор 8 в цепи обратной связи регулятора 7 скорости. Происходит изменение структуры регулятора скорости - переход от ПИ-к П-регулятору,что позволяет ограничить рост амплитуды колебаний скорости в зоне частот, близких к частоте среза системы при оптимальной настройке.

Когда частота возмуи1ения достигает значения л I/TT , срабатывает реле 17 и его контакт 23 шуитирует часть резистора 10, что соответствует увеличеник) параметра а«. до 4. Прн этом достигается минимизация вынужденных колебаний скорости н в этой части диапазона частот возмущения по нагрузке.

Преимущесгео предлагаемого электропрнвода заключается в обеспечении эффективного ограничения пульсаций угловой скорости электродвигателя во всем диапазоне частот колебаний возмущающего момента.

Формула изобретения Регулируемый электропривод по авт. св. №486441, отличающийся тем, что, с целью минимизации пульсаций скорости в более щироком диапазоне частот колебаний нагрузкн, в него введен дополнительный усилитель с релейной характеристикой, вход которого подключен к датчику яастоты пульсаций нагрузки, а выход соединен с реле, замыкающий контакт которого щунтирует часть резнстора в цепи обратной связи регулятора скорости.