Устройство для управления двигателем постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу, и може найти применение для управления машин с кривошипно-шатунным меканизмом, например для приводов плоскопечатных машин. Кроме того, изобретение может быть использовано в электроприводах станков, текстильных и других машин. В машинах с кривошипно-ш ату иным механизмом скорость и момент электродвигателя изменяются в весьма широких пределах и при использовании электро-двигателя ,с жесткой механической характеристикой в конструктивных узлах маши ны с таким характером нагрузки возника ют большие динамические усилия, что приводит к снижению их долговечности. Вследствие значительной неравномерности графика нагрузки возрастает величина максимальной и среднеквадратичной мощности, что приводит к завьпиению установленной мощности приводного электро двигателя и ухудшению его энергетических показателей. Известен регулируемый электропривод, выполненный по замкнутой системе, который содержит электродвигатель, управляемый тиристорным преобразователем, систему управления, интегрально-пропорциональные регуляторы скорости и тока. Датчики скорости и тока, блок для определения производной тока якоря и релейный элемент. При работе электропривода с циклической нагрузкой, когда производ ная тока якоря становится больше допустимой величины, срабатывает релейный элемент, который переводит регулятор скорости в режим пропорционального уси-ления, снижая скорость и момент электродвигателя. Обратная связь по скорости обеспечивает стабилизацию средней скорости при внешних возмущающих факторах .(колебания напряжения сети и температу|эы). Энергетические показатели такого привода значительно выше, чем привода с асинхронным двигателем 1} . Недостатком электропривода является то, что при нарастании момента на груз- ки ни П1рбтяжёйий цикла скорость и мо- менг двигателя не снижаются непрерывно, как эТо проискоайт в разомкнутой системе с мягкой механической характеристикой, а уменьшаются на фиксирован- нук величину при достижении производной тока якоря заданного значения, В результате этого возможности снижения динамических усилий в узлах механизма нвдоисполызованы. Кроме того, система регулирования отличается значительной слряшостью вследствие применения в ней 1 ахогёнератора, датчика тока, блока выделения производной тока якоря, релей г ноКо элемента, регуляторов скорости и тока. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устрой ство для управления двигателем постоян ного тока, содержащее вентильный управ ляемый выпрямитель,. выход которого по ключен к электродвигателю, блок управл ния вьтрямйтёлем и задатчик скорости. При обратной связи по положению и профилю кулачка этот электропривод позволяет в различной.степени выравнивать нагрузочную диаграмму электродвиг теля и уменьшить усилия в узлах меха- низма 2 . Недостатков известного sлёкtpbiIf)ИBolaa является зависимость его средней скорости от колебаний напряжения сети и температуры. Причем при снижении средней С1к6рости уменьшается производительность машины. Увеличение скорое- тй выше номинальной может прйвёсти к ухудшению качества работы. Цель изрбретени - повьпиенйе точности стабилизации скорости. , Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены термйстор, шунтирующий выход задатчика скорости, два последовательно соединенные рёзйсfopa, включенные Между задатчиком ско рости и блоком управления выпрямителем «транзистор, подключенный коллектором через дополнительно введенный выпрямитель к источнику пйта11Йя, база транзистора через диод пШЙ ШЧена к точке сое ЖиненШ Ж Га11ЧйК1ас)ко рЪсти и первого резистора, а эмиттер. - к общей точке резисторов. На чертеже представлена схема уст- роййгва для управления двигателем постоянного тока.. Нагрузка 1 приводится от эле стродва гателя 2 уп рЖвлй ёТЙ1| р вентильного вып 7 2 рямителя 3. На входа блока 4 управления .вентильным выпрямителем включен узел, содержащий резисторы 5 и б, транзистор 7 и диод 8, который включен в цепь базы транзистора. Источник 9 кол- л.екторного напряжения подключен к сети 10, питающей систему управления и тиристорный преобразователь. Сигнал задания скорости снимается с делителя (11 и 12) задатчика 13 скорости и подается на систему управления через указанный выше узел. Для устранения влияния температуры на скорость электродвигателя параллельно выходу задатчи- ка скорости включен термйстор 14. Электропривод работает следующим образом. Скорость электродвигателя регулируется с помощью тиристорного преобразователя, тиристоры которого зажигаются импульсами, сформированными в системе управления. Причем значение средней скорости определяется моментами времени, в которые происходит зажигание тиристоров, и, в конечном счете, сигналом на входе системы управления. В разомкнутой системе регулирования средняя скорость электродвигателя может значительно изменяться при колебаниях напряжения питания тиристорного преобразователя и системы управления и от изменения температуры окружающего воздуха. Причем увеличение температуры, такж:е как и Напряжения питания, приводит к увеличению средней скорости электродвигателя, что может привести к снижению качества выпускаемой продукции. Уменьшение средней скорости при снижении напряжения сети или температуры приводит к сокращению производительности машины. Для компенсации влияния температуры воздуха в схему введен нелинейный элемент - термйстор 14. Увеличение температуры приводит к уменьшению сопротивления термистора. В результате напряжение задания снижается, а скорость электродвигателя практически не изменяется. Необходимая зависимость изменения нап - ршкения задания от температуры получается за счет выбора соотношений между параметрами резисторов 11 и 12 и тер- мистора. Инвариантность скорости по напряжению сети достигается введением последовательно с напряжением задания корректирующего сигнала, который выделяется на резисторе 5, В результате этого обеспечивается высокое качество продукции при максимальной производительности ма шины. Для того, чтобы среднее значение ско рости электродвигателя оставалось неизменный во всем диапазоне регулирования необходимо для каждого фиксированного положения движка потенциометра 11 задания и соответствующего ему значения средней скорости электродвигателя обеспечить совершенно определенную зависимость величины корректирующего сигнала от напряжения питающей сети 10. Это достигается с помощью транзистора 7 и диода 8. Коллекторное напряжение источника пропорционально напряжению сети. Напряжение управления транзистора 7 снимается с резистора 6 и пропорционально сигналу задания, а следовательно, и средней скорости электродвигателя. Требуемый закон корректирующего сигнала при фиксированном значении средней скорости обеспечивается нелинейностью коллекторной характеристики транзистора. Необходимая зависимость тока базы и функции сигнала задания обеспечивается вольт-амперной характеристикой диода 8. При внедрении предлагаемого устройства для электропривода плоскопечатньт . машин увеличивается производительность .плоскопечатной машины и улучшается качество печатной продукции. Формула изобретения Устройство для управления двигателем постоянного тока, содержащее источник питания, вентильный управляемый выпрямитель, выход которого подключен к электродвигателю, блок управления выпрямителем и задатчик скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации скоростл, в него введены термистор, шунтирующий выход задатчика скорости, два последовательно соединенные резистора, включенные между задатчиком скорости и блоком управления выпрямителем, и транзистор, подключенный коллектором через, дополнительно введенный выпрямитель к источнику питания, база транзистора через диод подключена к точке соединения задатчика скорости и первого резистора, а эмиттер - к общей точке резисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N9 488295, кл. Н 02 Р 5/06, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 515232, 101. Н 02 Р 5/06. 1974. .

мЧ2)