Устройство для регулирования вентильного электропривода Советский патент 1979 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к автоматизированньш электроприводам и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования быстродействующих вентильных электроприводов различного назначения.

Известно yctpoECTBO для регулирования вентильного электропривода с позиционным регулированием частоты вращения и тока и фильтром в цепи обратной связи по трку- 1. Недостатком этого устройства является необходимость включения фильтра между выходом датчика тока и входом регулятора тока, что вносит дополнительную инерцйонность, снижающую быстродействие э,лектропривода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования вентильного электропривода с системой импульсно фазового управления, содержащее регулятор частоты вращения и подчиненный ему регулятор тока, датчик, тока и синхронизированный фильтр, включенный в цепь обратной связи по току и соединен ный своим входом с датчиком тока, выходом -- с регулятором тока, а синхронизирующим входом - с выходом системы импульсно фазового управления 2.

Для получения на выходе синхронизированного фильтра сигнала, соответствующего кривой тока нагрузки без пульсации, в

известном устройстве использованы два канала, каждый из которых содержит полупроводниковый ключ, запоминающий конденсатор и инерционный элемент, обеспечивающий запоминание амплитудного значения пульсации тока н агрузки на фиксированное время At, отсчитываемое от момента включения очередного вентиля.

Наличие двух каналов приводит к возникновению пульсаций, связанных с .неизбежным разбросом параметров их элементов, что снижает точность работы устройства регулирования. Кроме того, запоминание амплитудного значения пульсации тока на фиксированное время А t, сохраняющегося постоянным независимо от режима работы вентильного преобразователя, приводит к появлению добавочного запаздывания в режиме прерывистого тока или к про-. валам в выходном сигнале фильтра в режиме непрерывного тока.

Целью изобретения является повышение точности регулирования и быстродействия устройства:

Эта цель достигается тем, что в устройстве, содержащем регулятор частоты вращения и подчиненный регулятор тока, датчик тока и синхронизированный фильтр, включенный в цепь обратной связи по току и соединенный своим входом с датчиком тока, а выходом - с регулятором тока, синхронизирующий вход фильтра соединен с выходом дополнительно введенного в состав устройства блрка фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации то. ка с двумя входами, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а второй вход - к выходу системы импульсно-фазового управления.

Блок фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока содержит включенные в цепь его второго входа ив цепи выхода первый и второй ждущие мультивибраторы, включенные на входе второго ждущего мультивибратОра нЗль- орган и на выходе первого ждущего мультивибратора - импульсный трансформатор, V включенные параллельно первому входу указанного блока и входу нуль-орган первый и второй резисторы, а также транзисторный ключ, диод V конденсатор, причем один вывод конденсатора соединен со входом нуль-органа, а второй его вывод - с катодом диода, защунтированный транзисторным ключом, управляющий вход которого подключен к выходу импульсного трансформатора, а анод диода соединен с первым входом блока фиксации моментов возникновения амплитудного значения пульсации тока.,. .. ,: , .,. ,, , ,

Синхронизированный фильтр содержит выполненные на транзисторах различного типа проводимости два ключа, соединенных с их коллекторами, выходной запоминающий конденсатор, включенный между их эмиттерами и входами синхронизированного фильтра, параллельно которому включен резистор, два диода, а также подключенный двумя вторичными обмотками , к управляющим цепям указанных ключей импульсный трансформатор, первичная обмотка которого является синхронизирующим входом фильтра.

На фиг. 1 представлена блок-схеЫа устройства для регулирования вентильного электропривода; на фиг. 2 - принципиальная . схема блока фиксации .момента воз;никновения амплитудного значения пульсации тока; на фиг. 3 - принципиальная схема синхронизированного фильтра; на фиг. 4диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для регулирования вентильного электропривода содержит регулятор частоты вращения 1, пропорционально-интегральный регулятор тока 2, подключенный к системе импульсно-фазового управления 3. На вход регулятора тОка 2 подключен выход синхронизированного фйЛьтра 4, вход которого соединен через датчик тока 5 с трансформатором тЪка 6. Датчик тока 5 может быть подключен к щунту (показано на чертеже пунктирной линией), включенному в цепь нагрузки вентильного преобразователя. Синхронизирующий вход фильтра 4 подключен к выходу .блока фиксации 7 . момента возникновения амплитудного значения пульсации тока, один вход которого подключен к выходу датчика тока 5, а другой - к выходу системы импульсно-фазового управления 3 вентильного преобразователя 8, включенного в цепь якоря двигателя 9, связанного с тахогенератором 10.

В блоке фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока конденсатор 11 соединен.с катодом диода 12, защунтированного транзисторным ключом 13, эмиттер которого подключен к катоду диода 12 и через вторичную омботку импульсного трансформатора 14 к базе трансформатора этого ключа, а анод диода 12 соединен с коллектором транзистора и включенным параллельно первому входу указанного блока первым резисторо.м 15; . Второй резистор 16 включен параллельно входу нуль-органа 17, к которому подключен такжепервый вывод конденсатора 11,. второй вывод которого соединен с катодом диода 12. Выход нуль-органа 17 подключен кО входу второго ждущего мультивибратора 18, выход которого является выхо- дом блока фиксации 7 момента возникновения амплитудного значения пульсации то-.ка. Первичная о.бмотка импульсного трансформатора 14 включена на выход первого ждущего мультивибратора 19, включенного в цепи второго входа указанного блока 7, соединенного с выходом системы импульсно - фазового управления 3.

Синхронизированный фильтр 4 содержит два выполненных на транзисторах различного типа проводимости ключа 20, 21 и выходной запом.инающий конденсатор 22. При этом один вывод конденсатора 22 соединен с коллектором транзистора ключа 20,

эмиттер которого подключен к катоду диода 23 и через одну вторичную обмотку импульсного трансформатора 24 к базе этого транзистора, и коллектором транзистора ключа 21, эмиттер которого подсоединен через другую вторичную обмотку импульсного

трансформатора 24 к базе этого транзистора и к аноду диода 25, своим катодом подключенного к аноду диода 23 и одному выводу резистора 26, включенного параллельно входу фильтра.Первичная обмотка импульсного трансформатора 24 являетсй синхронизирующим входом фильтра, а его вторичные обмотки подключен к управляющим цепям эмиттер-база ключей 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

На вход регулятора частоты вращения 1 подается разность сигналов задания Us и сигнала обратной связи по скорости Uc, а выходной сигнал регулятора частоты вращения 1 сравнивается с сигналом обратной связи по току UfH подается на вход регулятора тока 2, выходной сигнал которого воздействует на систему импульсно фазового управления 3. Сигнал обратной связи UT формируется в синхрониз-ированном фильтре 4, на один вход которого подается сигнал LJij, пропорциональный токовому сигналу, от датчика тока 5, и синхронизирующий сигнал Uflwuxjj. с выхода блока фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока 7.

В исходном состоянии транзисторный ключ 13 блока фиксации 7 заперт. Пульси-, рующий входной сигнал Ut) , пропорциональный ТОК.У нагрузки вентильного преобразователя, заряжает конденсатор 11 через диод 12 до напряжения, соответствующего амплитудному значению очередной пульсации входного сигнала. В момент достижения амплитудного значения зарядный ток конденсатора 11 спадает до нуля, падение напряжения на втором резисторе 16 становится равным нулю и срабатывает нуль- орган 17, запускающий второй ждущий мультивибратор 18. Выходной импульс второго ждущего мультивибратора 18 через импульсный трансформатор 24 поступает на управляющие цепи ключей 20, 21 синхронизированного фильтра. При этом происходит заряд выходного запоминающего конденсатора 22 через диод 23 и транзистор ключа 20 до уровня напряжения -входного сигнала, соответствующего амплитудному значению очередной пульсации тока. Это значение напряжения запоминается до прихода следующего импульса от второго ждущего мультивибратора 18. В момент появления выходного импульса от системы импульсно-фазового управления 3 запускается первый ждущий мультивибратор 19, и выходной импульс через импульсный трансформатор 14 открывает транзисторный ключ 13. Происходит разряд конденсатора 11 через открытый транзисторный ключ 13 и первый резистор 15 блока 7. Следующая пульсация токового сигнала снова заряжает конденсатор 11 до амплитудного значения, запуская через нульорган 17 второй ждущий мультивибратор 18. При подаче на транзисторы ключей 20, 21 следующего открывающего импульса происходит выравнивание напряжения на выходном запоминающем конденсаторе 22 до уровня входного. Если уровень входного напряжения выше уровня напряжения на этом конденсаторе 22, т. е. амплитудное значение последующей пульсации тока больще, чем предыдущей, происходит подзаряд выходного запоминающего конденсатора 22 через диод 23 и транзистор ключа .20. Если уровень входного напряжения ниже уровня напряжения на этом конденсаторе, то происходит его разряд через диод 25 и транзистор ключа 1.

Использование в устройстве для регулирования вентильного электропривода блока фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока, управляющего работой синхронизированного фильтра, позволяет повысить точность регулирования за счет повышения, точности получения выходного сигнала синхронизированного фильтра и быстродействие устройства за счет ликвидации запаздывания в режиме прерывистого тока.

Формула изобретения

15

1.Устройство для регулирования вентильного электропривода с системой импульсно-фазового управления, содержащее регулятор частоты вращения и подчиненный

0 регулятор тока, датчик тока и синхронизи.рованный фильтр, включенный в цепь обратной связи по току и соединенный своим входом с датчиком тока, а выходом - с регулятором тока, отличающееся тем, что, с 5 целью повышения точности регулирования и быстродействия устройства, синхронизирующий вход фильтра соединен с выходом дополнительно,введенного в состав устройства блока фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока 0 с двумя входами, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а второй - к выходу системы импульсно-фазо.вого управления.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока .содержит включенные в цепи его второго входа ч в цепи выхода первый и втоР.ОЙ ждущие мультивибраторы, включенные на входе второго ждущего мультивибратора

нуль-орган и на выходе первого ждущего мультивибратора-импульсный трансформатор, включенные параллельно первому входу указанного блока и входу нуль-органа первый и второй резисторы, а также транзисторный ключ, диод и конденсатор, причем один вывод конденсатора соединен со входом нуль-органа, а второй его вывод - с катодом диода, зашунтированным транзисторным ключом, управляющий вход которого подключен к выходу импульсного трансформатора, а анод диода соединен с

первым входом блока фиксации момента возникновения амплитудного значения пульсации тока.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что синхронизированный фильтр содержит

5 выполненные на транзисторах различного типа проводимости два ключа, соединенный с их коллекторами выходной запоминающий конденсатор и включенные между их эмиттерами и входом синхронизированного фильт