Устройство для ограничения тока в системе подчиненного регулирования электропривода Советский патент 1980 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к управлени о электроприводами, в которых . требуется ограничение токов, возникающих в режимах разгона и торможения, при наличии постоянного по величине реактивного момента нагрузки на валу механизма, например электроприводами механизмов поворота кранов и экскаваторов, антенными электроприводами.

По основному авт. св. № 635584 известно устройство для ограничения тока в системе подчиненного регулирования электропривода, содержащее последовательно включенные регулятор скорости с блоком ограничения в цепи его обратной связи и регулятор тока, подк.люченные ко входам соответствуняцих регуляторов Датчики скорости и тока, и цепь дополнительной обратной связи, содержащую последовательно соединенные блок возведения в квадрат и блок дифференцирования, вход цепи подключен к датчику тока, а выход к регулятору тока.

Недостатком известного устройства является пониженная производительность при нёшичии постоянного

по величине реактивного моментана валу механизма, так как, обеспечивая одинаковое ограничение величины тока и момента двигателя в режимах разгона и торможения, это устройство не позволяет использовать предельные, допустимые по условиям Механической прочности, вели 0 чины ускорений в режиме разгона (при использования допустимых ускорений в режиме торможения), что снижает производительность механизма. Цель изобретения - повышение производительности механизма.

15

Это достигается тем, что устройство для ограничения тока в системе подчиненного регулирования электропривода по авт. св. 635584, содержащее последовательно включённые

20 регулятор скорости с блоком ограничения в цепи его обратной связи и регулятор тока,.подключенные ко входам соответствующих регуляторов датчики скорости и тока, образованную последовательно соединенными блоком возведения в квадрат и блоком дефференцирования цепь дополнительной обратной связи, вход которой подключен к датчику тоца, а

выход - к регулятору тока, снабжено релейным усилителем, вход которого соединен с выходом датчика скоро ти, а выход подключен ко входам реглятора тока и блока возведения в кв рат.

Сущность изобретения поясняется Чертежом, на котором приведена функциональная схема предложенного устройства ,

Устройство содержит регулятор скорости 1 с блоком ограничения 2 в цепи его обратной связи, регулятор тока 3, преобразователь 4, питакяций двигатель 5, датчики скорости 6 и тока 7, выходы которых подключены ко входам регуляторов скорости 1 и тока 3 соответственно Кроме того, к выходу датчика тока 7 подключен блок 8 возведения в квадрат, который через блок дифференцирования 9 соединен со входом регулятора тока 3. В устройство введен релейный усилитель 10, вход которого соединен с выходом датчика скорости 6, а выход подключен ко входам регулятора тока 3 и блока .8 возведения в квадрат. В цепи обратной связи релейного усилителя 10 включен блок ограничения 11.

Устройство .Работает следующим образом.

Релейный усилитель 10 имеет большой коэффициент усиления (сопротивление в цепи его обратной связи более, чем на порядок, превышает его входное сопротивление), благодаря чему практически сразу после появления сигнала на выходе датчика скорости 6 на выходе этого усилителя появляется постоянное напряжение, величина которого опреде ляется блоком ограничения 11 в цепи обратной связи релейного усилителя 10, а знак этого напряжения определяется знаком скорости, т.е. знаком выходного сигнала датчика скорости 6. При этом выходное напряжение релейного усилителя, т.е. уровень ограничения блока 11, выбирается пропорциональным реактивному моменту нагрузки на валу механизма, определяемому, например, наличием сухого трения на этом валу.

При разгоне выходной сигнал релейного усилителя 10 складывается на входе регулятора тока 3 с выходным сигналом регулятора скорости 1 При этом выходной сигнал релейного усилителя 10 обеспечивает задание величины тока (и момента двигателя равного величине статического тока, пропорционсшьного величине постоянного реактивного момента нагрузки на валу механизма, а выходной сигнал регулятора скорости 1 определяет величину динс1мического тока (и момента) двигателя, котора

выбирается равной произведению момента инерции на допустимое максимальное ускорение, т.е. разгон будет происходить с максимальным допустимым ускорением, что сократит время разгона и тем самым повысит производительность механизма.

При торможении изменяется знак выходного сигнала регулятора скорости 1, но знаки реактивного момента нагрузки и выходного напряжения релейного усилителя остаются прежними. При этом выходной сигнал регулятора скорости 1 на выходе регулятора тока 3 будет определять отклонение момента двигателя от величины реактивного момента нагрузки, т.е. динамический момент (и ток) двигателя, что обеспечит и в режиме торможения максимальную допутимую величину ускорения.

При изменении знака скорости изменяется знак реактивного момента нагрузки, но одновременно изменяется знак выходного напряжения релейного усилителя 10, обеспечивающего задание величины момента двигателя (и тока), направленного навстречу реактивному моменту нагрузки, а выходной сигнал регулятора скорости 1 по-прежнему будет определять динамический ток и динамический момент двигателя, обеспечивающий разгон и торможение с максимальным допустимым ускорением.

Выходной сигнал релейного усилителя 10, пропорциональный статическому току двигателя, на входе блока возведения в квадрат 8 алгебраически суммируется с выходным сигналом датчика тока 7, пропорциональным полному току двигателя, причем эта. сумма пропорциональна динамическому току двигателя.

На выходе блока 8 возведения в квадрат сигнал пропорционален квадрату динамического тока со знаком, соответствующим знаку этого тока. Тогда на выходе блока дифференцирования 9 сигнал пропорционален произведению динамического тока на его производную. ,

Если величина динамического тока или скорость его изменения увеличивается, то увеличивается выходной сигнал блока дифференцирования 9, причем тем больше, чем ближе величина динамического тока к граничном значению. Этот сигнал поступает на ВХОДрегулятора тока 3, складываясь с выходным сигналом датчика тока 7, усиливает тем самым отрицательную обратную связь и увеличивает эффективность ограничения тока, снижая его максимальные значения во время переходных процессов при разгоне и торможении двигателя. того если в системе возникают колебания тока, то дополнительный сигнал обратной связи с выхода блока дифференцирования 9, возрастающий с увеличением амплитуды и частоты колебаний, а также с увеличением величи динг1мического тока, способствует эффективному гашению этих колебаний и ограничению динамических выбросов тока. При этом благодаря подключению ко входу блока возведения в квадрат 8 выхода релейного усилителя 10 обеспечивается симметричность переходных процессов относительно величины реактивного момента нагрузки и одинаковые динамические характеристики устройства иа пределах ограничения тока обоих знаков, так как при этом рабочие точки нелинейной характеристики блока возведения в квадрат 8 будут расположены симметрично относительно начала координат этой характеристики . Это позволит обеспечить оптимальную настройку устройства и минимальное время регулирования как в режиме разгона, так и в режиме торможения, что также способствует порышению производительности механизма.

Таким образом, изобретение позволяет повысить производительность механизма с постоянным реактивным 5 моментом нагрузки на валу за счет обеспечения максимального допустимого ускорения как в режиме разго на, так и в режиме торможения и может применяться, например, в элекQ троприводах механизмов поворота кранов и экскаваторов, в антенных электроприводах и др.

Формула изобретения Устройство для ограничения тока, 5 в системе подчиненного регулирования электропривода по авт. ев. 635584, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности механизма, в него 0 введен релейный усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход подключен ко входам регулятора тока и блока возведения в квадрат.