Устройство для управления электроприводом постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

(З) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКЛ

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам постоянного тока с подчиненным регулированием параметров, и может быть использовано в системах подач металлорежущих станков.

Известно устройство для управления тиристорным электроприводом, содержащее последовательно соединенные пропорционально-интегральные регуляторы скорости и тока, причем обратная связь регулятора скорости содержит второй конденсатор и замыкающий контакт ключа Ul .

Однако динамические характеристики данного устройства вследствие наличия отрицательной обратной связи по току, уменьшающей ошибку на входе регулятора тока при изменении статического момента нагрузки, для ряда применений недостаточны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является устройство для управления вентильным электроприводом постоянного тока, содержащее последовательно соединенные регуляторы скорости и тока электродвигателя, преобразователь и электродвигатель с датчиком скорости, тока и статической нагрузки электродвигателя 23.

Однако в известном устройстве улучшение динамических свойств электропривода при возмущающем воздействии обеспечивается недостаточно полно так как сигнал, поступающий с выхода согласующего устройства на вход регулятора тока и на вход системы импульснофазового управления, пропорционален статическому моменту нагрузки и не учитывает характер изменения статического момента на1- рузки во времени.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления

электроприводом постоянного тока введена цепь, составленная из последовательно соединенных между собой дифференцирующего звена, звена с зоной нечувствительности и регулятора коэффициента обратной связи, включенная между выходом датчика статической нагрузки и дополнительным входом регулятора коэффициента обратной связи, а выход датчика тока подключен ко второму входу регулятора коэффициента обратной связи.

Регулятор коэффициента обратной связи контура тока составлен из масштабного усилителя с резистором в цепи обратной связи, инвертора, полевого транзистора и выпрямителя, причем вход инвертора соединен с выходом масштабного усилителя,полевой транзистор подключен параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя, а затвор полевого транзистора соединен с выходом выпрямителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для управления электроприводом постоянного тока; на фиг. 2функциональная схема регулятора коэффициента обратной связи контура тока.

Устройство для управления электроприводом постоянного тока содержит последовательно соединенные регулятор 1 скорости ;регулятор 2 тока, преобразователь 3, электродвигатель 4 с датчиком 5 скорости и датчиком 6 тока, датчик 7 статической нагрузки, подключенный через последовательно соединенные дифференцирующее звено 8 и нелинейное звено 9 типа зоны нечувствительности ко второму входу регулятора 10 коэффициента обратной связи контура тока, к первому входу которого подключен датчик 6 тока, а выход этого регулятора соединен со вторым входом регулятора 2 тока. Регулятор 10 коэффициента обратной связи контура тока состоит из масштабного усилителя 11 (фиг. 2) с резистором 12 в цепи обратной связи, инвертора 13, полевого транзистора 1 и выпрямителя 15, причем вход инвертора 13 соединен с выходом масштабного усилителя 11, полевой транзистор 1 подключен параллельно сопротивлению 12 в цепи обратной связи масштабного усилителя 11, а затвор полевого транзистора Н соединен с выходом выпрямителя 15.

Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме работы электропривода, сопровождающимся малой величиной изменения статического момента нагрузки, выходное напряжение регулятора 2 обеспечивает значение ЭДС преоб зазователя 3, соответствующее заданному значению скорости вращения двигателя и нагрузки. При этом на выходе звена 8, соединенного с выходом датчика 7 статической нагрузки и предназначенного для определения скорости изменения величины момента статической нагрузки, сигнал имеет малую величину. В этом случае выходное напряжение звена 9 равно нулю, так как оно представляет собой звено с нелинейной характеристикой типа зоны нечувствительности .

Выход звена 9 подключен к выпрямителю 15, осуществляющему получение сигнала, пропорционального модулю выходного сигнала звена 9. Выпрямитель 15 соединен с затвором полевого транзистора 14, шунтирующего резистор 12, стоящий в цепи обратной связи масштабного усилителя 11. При этом в режиме работы электропривода полевой транзистор 14 закрыт. Этим обеспечивается максимальный коэффициент масштабного усилителя 11, определяемого как отношение сопротивления резистора 12 обратной связи к выходному сопротивлению масштабного усилителя 11. Выходной сигнал датчика 6 тока поступает на вход масштабного усилителя 11, при этом выходной сигнал последнего подается через инвертор 13 ко второму входу регулятора 2 тока. Коэффициент обратной свзи по току определяется . из условий ограничения максимально допустимого тока в переходных процессах. В таком режиме работы (при малых скоростях изменения статического момента нагрузки) устройство для управления электроприводом постоянного тока работает как обычная двухконтурная система подчинённого регулирования.

При резком изменении момента статической нагрузки на выходе звена 8 сигнал пропорционален скорости изменения момента статической нагрузки. При зтом величина выходного сигнала звена 8 превышает величину зоны нечувствительности звена 9, и ко второму входу регулятора 10 коэффициента обратной связи контура тока поступает сигнал,т.е. сигнал поступает на вход выпрямителя 15.Выходной сигнал выпрямителя 15 подается на затвор полевого транзистора 1. Он s открывается .закорачивая тем самым сопротивл гние 12 в обратной связи масштабного усилителя 11, коэффициент усиления которого уменьшается за счет того, что эквивалентное Ю сопротивление в цепи обратной связи масштабного усилителя 11 при открытом полевом транзисторе I определяется сопротивлением канала стокисток открытого полевого транзйс- is тора 1А (порядка 100-200 Ом). При этом резко уменьшается коэффициент обратной связи по току, что приводит к увеличению величины ошибки на входе регулятора 2 тока, определяе- 20 мой разностью сигнала с выхода регулятора 1 скорости и сигнала с выхода регулятора 10 коэффициента обратной связи контура тока. Это позволяет улучшить динамические характеристики 25 электропривода по возмущающему воздействию, т.е. уменьшить величину динамического провала скорости и уменьшить время переходного процесса при возмущающем воздействии. зо

Величина зоны нечувствительности звена 9 выбирается из условия оптимизации минимально заданных значений динамических провалов скорости вращения для заданных условий техноло- jj гического режима.

Применение устройства в токарных станках с ЧПУ приводит к повышению точности обработки деталей. При этом улучшается качество выпускаемой 40 продукции.

Формула изобретения

1. Устройство для управления электроприводом постоянного тока.

содержащее последовательно соединенные между собой регулятор скорости, регулятор тока, преобразователь, выходом подключенный к электродвига телю, датчик скорости вращения электродвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора скорости, другой вход которого соединен с блоком задания, датчик тока электродвигателя и датчик статической нагрузки электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик электропривода, в устройство введена цепь, составленная из последовательно соединенных между собой дифференцирующего звена, звена с зоной нечувствительности и регулятора коэффициента обратной связи, включенная между выходом датчика статической нагрузки и дополнительным входом регулятора коэффициента обратной связи, а выход датчика тока электродвигателя подключен ко второму входу регулятора коэффициента обратной связи.

2. Устройство по П.1, о т л и чающееся .тем, что регулятор коэффициента обратной связи контура тока составлен из масштабного усилителя с резистором в цепи обратной связи, инвертора, полевого транзистора и выпрямителя, причем вход инвертора соединен с выходом масштаб.ного усилителя, полевой транзистор подключен параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя, а затвор полевого транзистора соединен с выходом выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР W 479208, кл. Н 02 Р 5/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР W k32Q26, кл. Н 02 Р 5/06, 1975.

Cvj

7 Г7 V

5

§