Способ регулирования тока нагрузки вентильного электропривода Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА НАГРУЗКИ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам с вентильными преобразователями. Известен способ регулирования ток нагрузки вентильного электропривода, заключающийся в том, что формируют сигнал задания тока и синхронизированный с напряжением сети сигнал развертки, измеряют мгновенное значение тока нагрузки, отркывают очередной . вентиль преобразователя в- момент равенства двух сравниваемых сигналов одним из которых является сигнал развертки. Сигнал, с которым сравнивается сигнал развертки, формируют из разности двух сигналов - сигнала задания тока и сигнала, пропорционального мгновенному значению тока нагрузки. Сигнал развертки формируется как периодическая функция, форма которой на каждом периоде неизмен на til. Недостатком способа является зависимость быстродействия системы от величины сигнала задания. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования тока нагрузки вентильного электропривода, при котором фор.мируют сигнал задания, пропорционалвнйй заданному среднему значению тока нагрузки, синхронизированный с питающей сетью сигнал развертки, измеряют мгновенное значение тока нагрузки, сравнивают два сигнала, одним из которых является сигнал развертки, и по превышениям последнего формируют импульсные сигналы управления преобразователем Вентильного электропривода. По данному способу сигнал развертки сравнивается с сигналом задания, определяющим максимальное значение тока, что позволяет обеспечить в определенном диапазоне углов открывания вентилей преобразователя предельные по быстродействию процессы, длительность которых равна одному интервалу проводимости вентильного преобразователя Г21Недостатками данного способа являются неточность регулирования среднего значения тока нагрузки и пониженное быстродействие, что имеет место при углах регулирования, отличаюадхся от 90, из-за регулирования по максимальному значению тока. Цель изобретения - повышение точности регулирования при обеспечении предельных по быстродействию процессов.

Эта цель достигается тем, что в способе дополнительно измеряют ЭДС двигателя, суммируют сигнал задания и сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя, преобразуют суммарный сигнал в сигнал развертки, соответствующий заданному мгновенному значению тока нагрузки, и в качестве сигнала, с которым сравнивают сигнал развертки, используют сигнал, пропорциональный измеренному мгновенному значению тока нагрузки.

На фиг, 1 показана структурная схема одного из вариантов устройства реализующего способ, а на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит вентильный преобразователь 1, питающий якорь 2 двигателя постоянного тока, датчик тока нагрузки 3 и датчик 4 ЭДС двигателя. Управляющие электроды вентилей преобразователя соединены с выходом формирователя-распределителя импульсов 5. Формирователь-распределитель 5 имеет два входа. Один из входов соединен с сетью, питающей преобразователь 1, а второй - с выходом нуль-органа 6. Вход нуль-органа 6 соединен с выходом элемента 7 сравнения. Отрицательный вход элемента 7 соединен с выходом датчика 3 тока. Положительный вход элемента 7 соединен с выходом элемента 8 сравнения. На положительный вход элемента 8 подается сигнал U у , пропорциональный среднему значению заданного тока нагрузки. Отрицательный вход элемента 8 соединен с выходом функци онального блока 9, имеющего два входа. Один вход блока 9 соединен с выходом суммирующего элемента 10,а другой вход - с выходом генератора 11 опорного напряжения Один вход, суммирующего элемента 10 соединен с- выходом датчика ЭДС 4, а на второй подан сигнал задания U . Генератор 11 опорного напряжения имеет два входа, один из которых соединен с выходом формирователя-распределителя

5,а второй - С сетью, питающей преоразователь 1.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления на вентили преобразователя 1 поступают в моменты, когда сигнал развертки Up становится больше, чем сигнал U- с выхода датчика тока 3. Эти моменты фиксируются срабатыванием нуль-органа

6,с выхода которого сигнал о срабатвании поступает на формирователь-распределитель 5. Последний формирует

в моменты срабатывания нуль-органа 6 импульсы управления и направляет их на управляющие электроды соответствукнцих вентилей преобразователя 1. Сигнал развертки Up формируется как разность сигнала задания вспомогательного сигнала Ug. Сигнал задания формируется как сигнал, пропорциональный среднему значению заданного тока нагрузки в соответствии с выражением

и.

R

я Вспомогательный сигнал формируетс блоком 9 из двух сигналов: сигнала, представляющего разность сигнала задания и сигнала, пропорционального ЭДС двигателя} сигнала опорного пропорционального текущему времени t отсчитываемого от момента естественного значения вентиля, вступающего в работу в конце данного интервала проводимости преобразователя. Вспомогательный сигнал определяется выражением

0 -Е -4-и.,- cosM cosClDt

и

В

о -ClJto-t t /LUTfl

1Г уп

. Ji: -и) vn ТГ

г y g-Sre/mlOTfl

s r {cLo- f}l.

X sin

m I RiH-E сз1.. arccos

де

JL

m

Sin

и M -rt

m

tp arctg ji)f ,

где I - значение тока, пропорйиональное среднему значению заданлного тока нагрузки, Aj

Тд - электромагнитная постоянная

J.,.

двигателя, с;

R. - полное активное сопротивление якорной цепи, Ом;

и - значение напряжения, пропорциональное амплитудному значению, либо значения фазного напряжения питающей сети при нулевых,схемах выпрямления, либо значения линейного при мостовых схемах, Bj Е - сигнал, пропорциональный

ЭДС двигателя, Bf t - текущее время, отсчитываемое от момента естественного зажигания вентиля, который должен вступить в работ ту на данном интервале изменения сигнала развертки, с;

ш - угловая частота питающей се-.

ти, рад/с,m - пульсность преобразователя. Спорный сигнал вырабатывается генератором 11.в виде кусочно-непрерывного сигнага (фиг, 2), Вспомогательный сигнал Ug , также как опорный сигнал,является сигналом кусочно-непрерывным. Как сигнал опорный и сигнал развертки Up не должны быть меньше нуля. Сигнал развертки определен только там, дe сигнал

опорный отличен от нуля. Диаграммы (фиг. 2) демонстрируют изменение сигналов рассматриваемого устройства в процессе реакции на скачкообразное уменьшение задающего сигнала

значения значения }у2. Диаграммы построены для случая трехфазной нулевой схемы выпрямления преобразователя. Там же представлены диаграм мы фазных (UA, Up, U) и выходногх) (Uj) напряжений преобразователя без учета ЭДС двигателя. Моменты откры.вания вентилей преобразователя обо. значаны t-j + tj. Интервалы времени являются t и т.д. . интервалами проводимости преобразователя. Момент времени to соответствует моменту изменения сигнала задания. Угол управления вентилями в йоменты . t соответствует установившемуся режиму работы с заданием Uflf 4 Скачкообразное изменение U-i в tp, приводит к скачкообразному момент .р -..„. изменению Up. Благодаря предлагаемой .форме сигнала развертки, импульс в конце интервала . t,t будет подан с таким углом, что в следующие моменты t2 , t и т.д. угол управления . : будет соответствовать установившемуся режиму работы. Таким образом, способ управления позволяет повысить производительност технологических агрегатов за счет улучшения точности и быстродействия регулирования. Формула изобретения Способ регулирования тока нагрузк вентильного электропривода, при кото ром формируют сигнал задания, пропорционаТггьный згщанному среднему значению тока нагрузки, синхронизированный с питающе сетью сигнал развертки, измеряют мгновенное значение тока нагрузки, сравнивают два сигнала, одним из которых йвляется сигнал раз-свертки, и по превышениям последнего формируют импульсные сигналы управления преобразователем вентильного электропривода, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно измеряют ЭДС электродвигателя, суммируют сигнал задания и сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя,преобразуют суммарный сигнал в сигнал развертки,соответствующий заданному мгновенному значению тока нагрузки, и в качестве сигнала, с которым,сравнивают сигнал развертки, используют сигнал, пропорциональный измеренному- мгновенному значению тока нах-рузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 540338, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 2.Патент ФРГ № 2202871, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.