Устройство для регулирования тока якоря электродвигателя Советский патент 1981 года по МПК H02P5/00 H02P5/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ЯКОРЯ

1

Изобретение огносится к устройствам управления электроприводами постоянного тока и может быть использовано в электропривоцах быстроцействующих с оптимальным управлением, в которых длительность электромагнитных и электромеханических переходных процессов играет решающую роль.

По основному авт. св. N 656169 известно устройство для регулирования тока якоря электродвигателя, содержащее регулируемый вентильный преобразователь, регулятор тока якоря и датчик тока якоря, эталонное апериодическое звено с обратными связями по коммутационным и динамическим параметрам и управляющий элемент, включенный между выходом и входом регулятора тока якоря. Причем вход эталонного апериодического звена подсоединен ко входу регулятора тока якоря, а выход у звена подключен к регулирующему входу управляющего элемента, К которому через инвертирующий усилитель подключен датчик тока якоря. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Известное устройство обеспечивает сведение к минимуму отклонения тока якоря от оптимального и инвариантность регулирования тока якоря. При этом в возможном диапазоне компенсируются изменения и возмущения, действующие на кон- , тур тока якоря l

Однако известное устройство не обеспечивает ограничение тока якоря в случае неисправности эталонного апериодического звена, регулятора и датчика тока, обрыве обмотки возбуждения и др., что сужает функциональные возможности устройства.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей путем обеспечения защиты электродвигателя при неисправности элементов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены две цепочки на последовательно соединенных выделителя превыщения сигнала над заданным уровнем, сумматора, интегратора и обмотки реле, пероключающий контакт которого подключен общей точкой к выходу интег-

ратора, замыкающая часть переключающего контакта попключена через ввеценный резистор ко входу интегратора, а размыкающая часть переключающего контакта - через аопопнительно введенные и встречно включенные стабилитроны ко вхоау сумматора, при этом вхопы упомянутых цепочек поцключены порознь ко входу устройства и ко входу управляющего элемента.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2схема интегратора..

Устройство содержит аве точки 1 и 2, причем точка 1 является входсяи устройства, а точка 2 - входом.управляющего элемента. К точкам 1 и 2 подключены идентичные цепочки, состоящие каждая из последовательно соединенных выделителя 3( 4) превышения сигнала над заданным уровнем, сумматора 5(6), интегратора 7(8), обмотки реле 9(1О). Параллельно обмотке реле 9(10) подключен конденсатор 11(12). Замыкающий контакт 13(14 реле 9(10) подключен через резистор

15(16) ко входу интегратора 7(8), а его размыкающая часть 17(18) подключена через последовательно и встречно включенные стабилитроны 19(2О) ко входу сумматора 5(6). Другие контакты этого реле включены в схему зашиты (на чертеже не показаны). Кроме того, к точке 1 присоединены вход регулятора 21 тока якоря, выход датчика 22 тока якоря и эталонное апериодическое звено 23 с обратными связями по коммутационным и динамическим переметрам, вход инвертирующего усилителя 24 и выход управляющего элемента 25. К точке 2., которая является входом управляющего .элемента 25, подключены выходы эталонного апериодического звена 23, усилителя 24 и регулирующий вход управляющего элемента 25 второй вход которого вместе со входом вентильного преобразсявателя 26 подключен к выходу регулятора 21 тока. Выход вентильного преобразователя 26 поспеповательно с входом датчика 22 присоединен к якорю 27 электропвигателя. Интегратор 7(8) содержит операционный усилитель 28, охваченный интегрирующей аепочхи ( из конденсатора 29 и нелинейной обратной связью из резисторов ЗО и 31 и диодов 32. Преолагаемое устройство работает следую1аим образом. При отсутствии сигнала в точке 1 сиг нал отсутствует на выходе регулятора 21 тока як.оря, вентильного преобразователя

26, датчика 22 тока якоря, апериодичес|кого эталонного звена 23 и на регулирующем вкоце управляющего элемента 25 Обратная связь между выходом и входом регулятора 21 минимальна, а коэффициент усиления регулятора 21 максимален.- Поэтому при появлении сигнала на входе устройства, т.е. в точке 1, появляются максимальные сигналы на выходе регулятора 21, преобразователя 26 и зажимах якоря 27, что обусловливает быстрый рост тока якоря 27, сигнала на выходе датчика 22, инвертирующего усилителя 24, т.е. в точке 2. Сигнал, появивщийся в точке 1, воздействует также на вход эталонного звена 23 и на его выходе начинается рост сигнала с заданной скоростью В нормальном режиме в точке 2 быстро устанавливается равновесие и сигнал инвертирующего усилителя 24 превыщает по модулю сигнал на выходе эталонного звена 23. Коэффициент усиления регулятора 21 ограничен, что стабилизирует величину и закон изменения тока якоря 27. При подача большого сигнала на вход устройства (точка 1) или возникновении большого рассогласования в точке 2 выделитель 3(4) превышения сигнала над заданным уровнем выделяет это превышение, что приводит к появлению сигнала на входе сумматора 5(6)., его выходе и входе интегратора 7(8). В случае отсутствия нарушений в режиме работы электромеханической системы (например, заклинивания в механизме, обрыва в цепи обмотки возбуждения и т.д.) уровень сигнала в точках 1 и 2 быстро снижается, конденсатор 29 разряжается через резистор 31, диоды 32 и интегратор 7(8) возвращается в исходное состояние. Этот разряд ускоряется вследствие нелинейного характера прямого сопротивления диодов 32. При наличии нарушения (неисправности эталонного апериодического звена 23, заклинивания в механизме и др.) в электромеханической системе или элементах схемы регулирования уровень сигнала в точках 1 и 2 своевременно не снижается. Превышение сигнала над заданным уровнем интегрируется и напряжение на выходе интегратора 7(8) достигает значения, достаточного для открывания стабилитронов 19(20). Через стабилитроны 19(20) и сумматор 5(6) образуется положительная обратная связь (так как ею охвачено четное число звеньев), которая-обеспечивает быстрое дальнейшее нарастание напряжения на обмотке реле 9(10) и конденсагоре 11(12). Реле 9(10) срабатывает и его контакты в схеме защиты и сигнализации (не показаны) производят необходимые переключения. Одновременно переключающий контакт реле разрывает свою размыкающую часть 17(18) и положительная обратная свазь, действующая через стабилитроны 19(2О) обрывается, и замыкающий контакт 13( 14) реле 9( 10) разряжает конденсатор 11(12) через резистор 15(16). После этого i«тегратор 7(8) возвращается в исходное состояние. В это время реле 9(1О) остается включенным пока напряжение на ктденсаторе 11(12) не упадет до напряжения отпускания реле 9(10).

Использование,предлагаемого устройCTBia в схемах управления буровыми установками, экскаваторами и т.п. механизмами способствует повышению надежности защиты всей электромеханической системы в случае неисправности элементов электропривода. Формула изобретения

Устройство апя регу/ ирования тока якоря электродBifrarenH по авт.св. №656169,

отлачаюшееря тем, что, с целью расширения 4 нкииональных Jвoзмoж- ностей путем обеспечения защиты электродвигателя при неисправности элементов устройства, в него введены две цепочки из последовательно соединенных выдели теля превышения сигнала над заданным уровнем, сумматора, интегратора в обмотки реле, переключаюшвй контакт которого

подключен общей точкой к выходу интегратора, замыкающая часть переключающего контакта подключена через введенный резистор ко входу интегратора, а размыкающая часть переключающего контакта через дополнительио 1юепеш1ые последовательно и встречно включенные стабилитроны ко входу сумматора, пря этом входы упсмянутых цепочек подключены порознь ко входу устройства н ко входу управляющего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 656169. кл. Н 02 Р 5/ОО, Н О2 Р 5/О6, 1977.