Способ ограничения нагрузок электропривода и устройство для его осуществления Советский патент 1979 года по МПК H02P5/06 

ющий снижение динамических перегрузок 3.

Устройство для реализации этого способа в электроприводе, выполнеииом по системе подчиненного регулирования с питающим двигатель преобразователем и контуром регулирования скорости, содержит регулятор тока и, образующий контур отрицательной обратной связи по току датчик тока, подключенный ко входу регулятора тока, а также датчик момента нагрузки двигателя, выполненный в виде последовательно соединенных датчика ускорения и датчика электромагнитного момента двигателя, причем датчик момента нагрузки двигателя через опорный элемент соединен со входом управления преобразователем, питающим двигатель, образуя отрицательную обратную связь по моменту нагрузки двигателя.

Указанный способ и устройство для его реализации осуществляет введение отрицательной обратной связи по моменту нагрузки двигателя лишь после превышения им допустимого значения, что снижает эффективность ограничения этих нагрузок. При этом уменьшить уставку ограничения момента нагрузки для увеличения этой эффективности по известному способу нельзя, так как в этом случае в статических режимах нагружения максимальная величина тока будет определяться действием отрицательной обратной связи по моменту нагрузки, уставка которой уменьшена по сравнению с допустимой, т. е. максимальное значение тока будет меньше допустимого, что приведет к недоиспользованию возможностей привода в этих режимах. Кроме того, при введении отрицательной обратной связи по моменту нагрузки двигателя одновременно действует и отрицательная обратная связь по току, подаваемая на вход регулятора тока, и определяемое этим изменение выходного сигнала регулятора тока замедляет изменение тока и уменьшает эффективность ограничения момента нагрузки двигателя.

Цель изобретения - уменьшение максимальных динамических нагрузок.

Эта цель достигается тем, что сравнивают модули сигналов, пропорциональных току и моменту нагрузки двигателя, и вводят отрицательную обратную связь по току, если модуль пропорционального ему сигнала больше модуля сигнала, пропорционального моменту нагрузки, или отрицательную обратную связь по моменту нагрузки двигателя, если модуль пропорционального ему сигнала больше модуля сигнала, пропорционального току двигателя.

Устройство для реализации предложенного способа в электроприводе, выполненном по системе подчиненного регулирования с питающим двигатель преобразователем и контуром регулирования скорости, содержащем регулятор тока, и образующий контур отрицательной обратной связи по току

датчик тока, подключенный ко входу регулятора тока, а также датчик момента нагрузки двигателя, отличается тем, что в него дополнительно введены два блока выделения модуля сигналов, релейный операционный усилитель сравнения с двумя входами и стабилизатором в цепи его обратной связи, а также суммирующийусилитель с двумя входами и блоком регулируемого ограничения в цени его обратной связи, причем входы блоков выделения модуля подключены к выходам датчиков тока и момента нагрузки двигателя, а их выходы - к двум выходам релейного операционного

15 усилителя сравнения, выход которого подключен ко входам опорных напряжений блока регулируемого ограничения, включенного в цепи обратной связи суммируюпдего усилителя, два входа которого подключены к выходам датчиков тока и момента двигателя, а выход - ко входу регулятора тока.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На нем представлено устройство, реализующее предложенный способ в электроприводе, выполненное по системе подчиненного регулирования с питающим двигателем 1, преобразователем 2 и контуром регулирования скорости с регулятором 3 и

0 датчиком скорости 4, которое содержит контур регулирования тока с регулятором 5 тока и датчиком тока 6, подключенным ко входу регулятора тока 5 и образующим контур отрицательной обратной связи по

5 току, осуществляющим ограничение величины тока при ограничении выходного сигнала регулятора скорости 3, подключенного ко входу регулятора тока 5, а также датчик момента нагрузки двигателя 7.

0 В устройство дополнительно введены два блока выделения модуля сигналов 8 и 9, релейный операционный усилитель сравнения 10 с двумя входами и стабилитроном 11 в цепи его обратной связи, а также суммирующий усилитель 12 с двумя входами и блоком 13 регулируемого ограничения в цепи его обратной связи. Входы блоков 8 и 9 выделения модуля подключены к выходам датчиков тока 6 и момента нагрузки двигателя 7, а их выходы подключены к двум входам релейного операционного усилителя сравнения 10. Выход последнего подключен ко входам опорных напряжений блока регулируемого ограничения 13 сум5 мирующего усилителя 12, два входа которого подключены к выходам датчиков тока 6 и момента нагрузки двигателя 7, а его выход подключен ко входу регулятора тока. Сущность предложенного способа заключается в следующем. Если величина сигнала, пропорционального току, по модулю больше величины сигнала, пропорционального моменту нагрузки двигателя, что имеет место в .нормальных рабочих режимах в

процессе разгона, торможения и реверс двигателя, вводят отрицательную обратную связь по току и осуществляют регулирование тока и его ограничение допустимой величиной. Поскольку в указанных режимах вызыва- 5 емое изменением управляющего сигнала от- , клонение величины тока от величины внещних нагрузок на двигатель определяет дополнительные динамические нагрузки, тем самым обеспечивается ограничение равной Ю их алгебраической сумме общей величины нагрузки. Одновременно ограничение тока обеспечивает защиту электрических цепей от выхода за пределы допустимых режимов. Если же модуль сигнала, пропорциональ- 15 него моменту нагрузки двигателя, больше модуля сигнала, пропорционального току, что имеет место в режимах нагружения, именно момент нагрузки двигателя представляет наибольшую опасность для элек- 20 тропривода. При этом вводят отрицательную обратную связь по моменту нагрузки двигателя, обеспечивая его регулирование и ограничение допустимой величиной. Такой способ ограничения, при котором 25 вводят сигнал отрицательной обратной связи либо по току, либо по моменту нагрузки двигателя, в зависимости от того, какая из этих величин больше по модулю, т. е. какая из этих величин представляет большую 30 опасность для электропривода, обеспечива ет снижение максимальных динамических нагрузок и, тем самым, повышает надежность электропривода. Устройство, реализующее этот способ, 35 работает следующим образом. Выходные сигналы блоков выделения модуля тока 8 и модуля момента нагрузки двигателя 9 имеют противоположные знаки. Если сигнал с выхода блока 8 выделения 40 модуля тока больше сигнала с выхода блока 9 выделения модуля моментанагрузки двигателя, стабилитрон 11 закорачивает цепь обратной связи операционного усилителя сравнения 10 и выходное напряжение 45 последнего равно нулю. При этом равно нулю опорное -напряжение блока 13 регулируемого ограничения в цепи обратной связи суммирующего усилителя 12, вследствие чего выходной сигнал суммирующего усили- 50 теля 12 отсутствует, а на вход регулятора тока 5 поступает только сигнал с выхода датчика тока 6, т. е. обеспечивается введение отрицательной обратной связи по току, что и требуется в данном режиме в соответ- 55 ствии с предложенным способом. Если же сигнал с выхода блока 9 выделения модуля момента нагрузки двигателя больше сигнала с выхода блока 8 выделения модуля тока, на выходе релейного one- 60 рационного усилителя сравнения 10 появляется напряжение, ограничиваемое стабилитроном 11, которое подается на входы опорных напряжений блока 13 регулируемого ограничения в цепи обратной связи 65 суммирующего усилителя 12, увеличивая ограничение выходного напряжения этого суммирующего усилителя 12 от нуля до его допустимого значения, т. е. отпирается усилитель, который в нервом из рассмотренных случаев был заперт нулевым значением напряжения ограничения. При этом выходное напряжение суммирующего усилителя 12 будет определяться разностью сигналов, подаваемых на два его входа с выхода датчиков тока 6 и момента нагрузки двигателя 7 с разными знаками, т. е. его выходной сигнал пропорционален разности сигналов, пропорциональных моменту нагрузки двигателя и току. Этот сигнал подается на вход регулятора тока 5 и складывается здесь с сигналом, поступающим на тот же вход непосредственно с выхода датчика тока 6, в результате чего суммарный сигнал, подаваемый на вход регулятора тока, будет пропорционален моменту нагрузки двигателя, т. е. в этом режиме обеспечивается введение отрицательной обратной связи по моменту нагрузки двигателя, что соответствует реализации предложенного способа в данном режиме. При этом регулятор тока 5 фактически становится регулятором момента нагрузки двигателя, обеспечивания регулирование и ограничение этого момента. В режиме нагружения, когда вследствие инерционности двигателя момент нагрузки двигателя увеличивается быстрее тока и представляет большую опасность для элек-. тропривода, введение обратной связи по моменту нагрузки двигателя вместо обратной связи по току обеспечивается сразу же после начала этого режима еще до достижения максимального значения, вследствие че го осуществляется заблаговременное включение ограничения наиболее опасной в данном режиме нагрузки, исключается запаздывание включения этого ограничения в режиме нагружения и эффективное его действие до момента, когда сигнал, пропорциональный моменту нагрузки двигателя, по модулю станет меньше сигнала, пропорционального току, т. е. в любой момент устройство обеспечивает ограничение большего, т. е. наиболее опасного для электропривода, сигнала. Реализация предложенного способа ограничения нагрузок электропривода может быть осуществлена не добавлением в одном из режимов к сигналу, пропорциональному току с датчика тока 6, сигнала с выхода суммирующего усилителя 12, пропорционального разности сигналов с выхода датчика момента нагрузки двигателя 7 и с выхода датчика тока 6, как в предложенном устройстве, а непосредственным включением и отключениемканалов, связывающих датчики 6 и 7 со входом регулятора тока 5, в зависимости от того, по какому сигналу необходимо вво