Двухзонный вентильный электропривод Советский патент 1981 года по МПК H02P5/06 

(54) ДВУХЗОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприво-i дам постоянного тока с зависимьм управлением потоком возбуждения.

В известном двухзонном электроприводе при скорости, выше основной, уступает в действие регулятор ЭДС и регурование осуществляется изменением потока возбуждения. Указанный электропривод применяется в прокатных станах, где не требуется глубокое ослабление поля и максимально возможный темп разгона l .

В случае применения двухзонного электропривода в системах с числовым программным управлением, где использование одного общего задатчи- ка .скорости при ее регулировании во всем диапазоне имеет особое значение, встает задача увеличения запаса по напряжению преобразователя,в цепи якоря,чтобы иметь возможность управлять потоком двигателя. Этот запас составляет 10-15% и его увеличение

нецелесообразно, так как снижаются энергетические показатели.

Но при ограниченном запасе по напряжению преобразователя и перерегулирования по ЭДС вследствие инерционности магнитной системы и ее нелинейности переходные процессы увеличиваются, что особенно неблагоприятно для привода с реверсом по полю.

Наиболее близким к предлагаемому

10 по технической сущности является двухзонный вентильный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока с обмоткой независимого возбуждения, последовательно соеди15ненные регуляторы ЭДС, тока, систему фазового управления и тиристорный преобразователь, нагруженный на обмотку возбуждения электродвигателя последовательно соединенные регуля20торы скорости,тока,вторую систему фазового управления и второй тиристорный преобразователь,нагруженный на якорь электродвигателя,цепи обратных 3 Связей по ЭДС,току якоря и току возбуждения электродвигателя,соединенны со входами соответствуницих регуляторов, и тахогенератор, выход которого соединен со входом регулятора скорос ти. В этом электроприводе динамические показатели несколько улучшаются путем включения между регуляторами ЭДС и скорости нелинейного элемента 2. Однако и в этом случае задача достижения минимальных по времени переходных процессов при ограниченном запаре по напряжению преобразователя не решается. Цель изобретения - сокращение вре мени переходных процессов, т.е. улуч шение динамических показателей элект ропривода . Поставленная цель достигается тем что в двухзр&ный вентильный электропривод дополнительно введена последовательная цепь из дифференциатора и выпрямителя, включенная между выходом тахогенератора и входом регулятора ЭДС. На чертеже представлена структурная схема двухзониого вентильного электропривода. Электропривод содержит последовательно .соединенные ре1уляторы 1 и 2 ЭДС и тока, систему 3 фазового управ ления и тириоторный преобразователь 4, нагруженный на обмотку 5 возбуждения электродвигателя, последовательно соединенные регуляторы 6 и 7 скорости вращения и тока, систему 8 (фазового управления и тиристорный пре образователь 9, нагруженный на якорь 10 электродвигателя, цепи обратных связей по ЭДС, току якоря и току возбуждения электродвигателя, соединенные со входами соответствующих регуляторов 1, 7,2, тахогеНератотор 11,выход которого соединен со вх дом регулятЬр1а б скорости и дифферен циатора 12.Выход дифференциатора 12 соединен со входом регулятора 1 ЭДС че рез выпрямитель 13, выполненный на on 1рационном усилителе. Цепь обратной связи по ЭДС выполнена в виде датчика 14 ЭДС, на входы которого подключены выход датчика 15 напряжения. включенного параллельно якорю электродвигателя, и вход обратной Связи регулятора 7 тока якоря. Устройство работает следующим образе. 8 В первой зоне, т.е. в зоне регулирования до основной скорости вращения, обратная связь по ЭДС разомкнута, и привод работает с номинальньм потоком возбуясдения. При скоро.сти вращения, выше основной, на входе регулятора 6 скорости вращения имеется рассогласование, которое воспринимается регулятором 7 тока якоря как команда на дальнейщее увеличение скорости . Система 8 фазового управления сдвигает углы управления преобразователем 9 влево, его выходное напряжение увеличивается, скорость вращения электродвигателя увеличивается, его ЭДС возрастает и превьш1ает заданное значение 6 . Следовательно, регулятор ЭДС включается и выдает сигнал на ослабление поля путем уменьшения тока возбуждения через регулятор 2 тока возбуждения,систему 3 фазового управления и преобразователь 4,и скорость вращения электродвигателя увеличивается в связи с уменьшением Потока возбуждения до тех пор, тока рассогласование на входе регулятора 6 скорости не уменьшается до нуля. Таким образом, в зоне регулирования скорости при ослаблении поля необходимо, чтобы текущее Значение ЭДС каждый раз превьш1ало заданное е. для формирования сигнала на ослабление поля за счет приращения выходного напряжения преобразователя якоря, т.е. за счет запаса. Кроме того, дифференциатор 12 и выпрямитель 13 образуют дополнительный контур, благодаря которому ослабляется поток возбуждения и поддерживается текущее значение ЭДС на меньшем уровне и в заданных пределах запаса по напряжению преобразователя 9. Другими словами, удаляется ослабить зависимость ослабления поля в функции ЭДС.С другой стороны,опережающий характер дополнительного сигнала в виде и - -Вт- позволяет раньше захватить процесс ослабления поля (разгона привода во второй зоне при глубоком ослаблении ), чем ЭДС . достигнет номи.нального значения, и тогда переходный процесс совершается при единичной пусковой диаграмме тока якоря без провалов во всем диапазоне изменения скорости, при постоянном ускорении и с минимальным временем.

Таким образом, включение диг1)ференциатора и выпрямителя между входом регулятора ЭДС и тахогенератора по:зволяет Сократить время привода при ограниченном запасе по напряжению преобразователя в цепи якоря двигателя.

Формула изббретения

Двухзонн |й вентильный злектропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, последовательно соедиHiBHHbie регуляторы ЭДС и тока, систему фазового управления и тиристорный преобразователь, нагруженный на обмотку возбуждения электродвигателя последовательно соединенные регуляторы скорости и тока, вторую систему фазового управления и второй тиристорный преобразователь, нагруженньпй

на якорь указанного электродвигателя, цепи обратных связей по ЭДС, току якоря и току возбуждения электродвигателя, соединенные со входами соответствующих регуляторов, и такс- генератор, выход которого соединен со входом регулятора скорости, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических показателей электропривода, в него дополнительно введена последовательная цепь из дифференциатора и выпрямителя, включенная между вьйсодом тахогенератора и входом регулятора ЭДС

Источники информации, .прииятые во внимание при экспертизе

Энергия, 1970, с. 94-97.

2.Авторское свидетельство СССР № 675565, кл. Н 02 Р 5/06, 1979.