Устройство для управления вентильнымэлЕКТРОпРиВОдОМ Советский патент 1981 года по МПК H02P5/06 

УСТГОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления электроприводом, выполненным по системе управляемый вентильный преобразователь - двитатель постоянного тока, и может быть использовано, если к вентильному электроприводу предъявляются требования предельного быстродействия по скорости. Известны устройства, предназначенные для получения высокой точности регулирования скорости вентильных электроприводов в переходных процессах путем применения последовательных и параллельных корректирующих ус ройств в виде линейных динамических звеньев Однако при попытке получения с помощью таких устройств предельного быстродействия вентильного электропривода в системе возникают автоколебания или же резко ухудшается качество регулирования скорости на интер вале проводимости вентилей, что неприемлемо для систем электропривода свысокими тре ованиями по точности в динамике. Наиболее близким к изобретению по технической суяшости является устройство для управления вентильным электроприводом, содержащее последовательно соединенные источник задающего напряжения, сумматор, нелинейное звено, блок перемножения, суммирующий усилитель со смещением, вентильный преобразователь, нагруженный на электродвигатель, и датчик угловой скорости электродвигателя. Такое устройство обеспечивает высокое быстродействие системы в режиме токоограничения 12,1. Недостаток его заключается в том, что при токе якоря, меньщем допустимого, это устройство никакого влияния на переходные процессы по скорости не оказывает, а следовательно не гарантирует при этих условиях высокой точности и качества регулирования скорости. Целью изобретения является повыщение точности регулирования скорости вентильного электропривода в переходных режимах и улучщение качества переходного процесса на каждом интервале проводимости вентилей при отсутствии ограничения тока якоря. Для достижешм указанной цели в устройст во для управления вентильным электропривоДОМ введены дополнительный суммирующий усилитель со смещением и датчик углового ускорения электродвигателя, причем второй вход блока перемножения соединен с выходом дополнительного суммирующего усилителя, первый вход которого подключен к выходу датчика ускорения, а выход датчика угловой скорости подключен ко вторым входам суммирующих усилителей и сумматора. Нелинейное звено воспроизводит негашейную зависимость, близкую по форме к экспоненте На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - време гная диаграмма его работы; на фиг. 3 - расчетная кривая переходного процесса при отработке скачка за НИН по скорости для двигателя типа ПГТ-2 при трехфазной нулевой схеме выпрямления преобразователя. Электропривод содср 31т последовательно соединенные источник задающего напряжения УЗ, сумматор 1, нелш1ейное звено 2, блок 3 перемножения, суммирующий усилитель 4 со .смещением, вентильный преобразователь 5, нагруженный на электродвигатель 6, и датчик 7 угловой скорости электродвигателя. Кроме этого устройство содержит дополнительный суммирующий усилитель 8, выход которого соединен со вторым входом блока 3 перемно жения, и датчик 9 углового ускорения электр двигателя, выход которого соединен с первым входом дополнительного усилителя 8. Выход датчика скорости подключен ко вто рым входам суммирующих усилителей 4 и 8. Устройство работает следующим, образом. При отклонении угловой скорости SI двига теля от за; анпого среднего значения Цзад.ср. на входе вент1«1ьного преобразователя формир ется сигнал управления Uy как функция теку щих значенш скорости Г1,ускор ния и за дания д. ср.г обеспеч твающий включение очередного вентиля с углом регулирования «i (фиг. 2). Величина tti при этом должна быть такова, чтобы обеспечить временной функции скорости fi(t) достижение за один интервал проводимости вентиля, если координаты системы не выходят за пределы ограничений, величины ад.ср. момент времени t, соответствующий моменту включения вентилей в заданном установивщемся режиме с углом , регулирования «а- С достаточной степенью то ности зависимость сигнада управления Uy в функции текущих координат системы Д fi и задания .ср. может быть представле на выражением Uy .ср.-) X (К,-К2 ) + Кц + KS Я где К,., Кэ, Кз, К41. KS - постоянные коэффициенты;f (ад.ср. } нелинейная зависимость, близкая но форме к экспоненте. При изменении сигнала задания Us на выходе сумматора 1 возникает разностный сигнал, пропорциональный величине задср - П Этот сигнал проходит через нелинейное звено 2, перемножается в блоке 3 с выходным сигналом суммирующего усилителя 8 и после суммирования с сигналом смешения UCMI и сигналом, пропорциональным скорости П , формирует необходимый сигнал управления Uy. При этом на вход суммирующего усилителя 8 поступает сигнал смещения и сигналы, пропорциональные скорости fZ и ускорению Si. Кривая на фиг. 3 показывает, что предлагаемое устройство обеспечивает переходный процесс, практически заканчивающийся на втором интервале проводимости вентилей. Незначительное перерегулирование на первом интервале проводимости вызвано в данном случае неточностями аппроксимации нелинейной зависимости нелинейного звена. Применение данного устройства в вентильных электроприводах постоянного тока позволит повысить точность регулирования скорости в переходных процессах. Формула изобретения Устройство для управления вентильным электроприводом, содержащее последовательно соединенные источник задающего напряжения, сумматор, нелинейное звено, блок перемножения, суммирующий усилитель со смещением, вентильный преобразователь, нагруженный на электродвигатель, и датчик угловой скорости электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости электродвигателя в переходных режимах и улучшения качества переходного процесса на каждом интервале проводимости вентилей, в него введены дополнительный суммирующий усилитель со смещением и датчик углового ускорения электродвигателя, причем второй вход блока перемножения соединен с выходом дополнительного суммирующего усилителя, первый вход которого подключен к выходу датчика ускорения, а выход датчика утловой скорости подключен ко вторым входам указанных усилителей и сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Динамика вентильного электропривода постоянного тока. Под ред. Поздеева А. Д., М., Энергия, 1975, с. 224. 2.Авторское свидетельство СССР № 640409, (сл. Н 02 Р 5/06, 1978.

«1

9M2

о. о If

з