Устройство для улучшения коммутации коллекторной электрической машины постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K13/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО

1

Изобретение относится к электромашиностроению, к устройствам для улучшения коммутации коллекторных электрических машин.

Известно устройство для улучшения коммутации электрической машины постоянного тока с волновой обмоткой якоря. Для повышения точности настройки дополнительных полюсов в этом устройстве измеряют разность токов в щетках одинаковой полярности в номинальном режиме работы: один раз при токе отпитки, равном нулю, а второй раз при токе отпитки, рав-. ном 6-10% тока якоря 1.

Существенным недостатком устройства является то, что оно не позволяет автоматически настраивать коммутацию на середину безыскровой зоны при изменении режима работы машины и характера коммутации.

Известны также устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, содержаш.ие управляемый усилитель, подключенный к дополнительным полюсам, элементы для управления усилителем, выполненные в виде датчиков

ТОКА

тока, которые установлены на цепи щеток одноименной полярности, а также сумматор, подключенный между датчиками тока и управляемым усилителем 2.

Недостатком устройств является то, что являясь регулятором прямого действия, они имеют низкую динамическую точность, которая к тому же зависит от насыщения машины.

Цель изобретения - повыщение динамической точности за счет компенсации

10 влияния насыщения машины на показатели переходных процессов.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее управляемый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, датчик добавочного тока коммутации и элементы для управления усилителем мощности, снабжено двумя нуль-органами и двумя регуляторами с настройкой на опти.мальное быстро ° действие, входы указанных регуляторов подключены к датчику добавочного тока коммутации, а выход каждого из регуляторов связан со входом управляемого усилителя мощности посредством нуль-органа, входы

которых подключены к датчику якорнО1о тока машины.

В качестве датчика якорного тока использованы магнитные диоды, подключенные ко входу онераниоиного усилителя.

При работе машины с якорными тока ми, ненревыи1ающими номинальное значение, .машина работаег на линейной чаети кривой на.магничивания, насыщение не сказывается, а постоянные времени доиолнительны.х полюсов и вихревых токов имеют небольшие значения. При работе машины с якорными токами, нревышаюшими номинальное значение, вплоть до точки упора, машина работает на «колене кри вой намагничивания, сказывается ее насыш,ение, а указанные постоянные вре.мени имеют наименьшие значения.

В иредлагаемо.м изобретении автоматически перестраивают коррекцию в зависимости от величины якорного тока маилины при управлении током донолнительных полюсов для настройки коммутации на ее)едину безыскровой зоны.

На чертеже представлена блок-схем;.: устройства.

Устройство состоит из унравляемого уеплителя 1 .монхности, от которого иолучает питание обмотка 2 добавочных полюсов. Н.ч вход усилителя 1 .мощности посредством нуль-органов 3 и 4 подключены два корректирующих звена 5 и 6. За счет охвата операционного усилителя активио-емкоетной связью корректирующее 5 имеет нроиор ни опально-интегральную зависимость в|)1ходного на)1ряже П1я от входного. Корректирующее звено 6 и.меет npO iopционально-интеграл ьно-дпффере1 циальную зависимость выходного напряжения от входного. Коллекторная электрическая мапгина

7снабжена элементами 8 уирав.К.чия, измеряющими величину добавочного гока н ком.мутируем о и секции .А,лгебр;.тческог суммирование сигналов элементов 8 управления с сигналом пропорциональным току в обмотке 2 производится во входной цепи корректирующих звеньев 5 и 6. В качестве элементов 8 управления используют любые известные датчики добавочного тока коммутации и в частости, бесконтактные.

8якорную цепь машины 7 включены магнитные диоды 9, сигналы с которых алгебраически суммируются на входе операционного усилителя 10. Двойной ко.мплект магнитных диодов необходи.м потому, что ток якоря меняет свое направление при п версе и в зависимости от режима работы машины 7. Магнитный диод преобразует напряженность магнитного поля, создаваемого , но которому протекает якорный ток, в сигнал постоянного тока. Магнитные диоды 9 совместно с оиерапионны.м усилителем 10 составляют датчик якорного тока. Выходное напряжение операционного усилителя 10 пропорционально величине якорного тока машины 7.

Управляемый усилитель 1 мощности настраивается таким образом, что при прямолинейной коммутации, когда сигнал с элементов 8 управления, характеризующих величину добавочного тока при ускоренной или за.медленной ком.мутации, равен нулю, усилитель 1 мощности обеспечивает начальный ток в обмотке 2, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы. При изменении характера коммутации изменяется сигнал с управляющих элементов 8, который через корректирующее звено 5 или 6 подается во входную цепь управляемого уси;1ителя 1 мо1цпости. Регулирование тока в обмотке 2 усилителем 1 происходит до тех пор, пока пе обеспечится автоматическая настройка машины 7 на середину безыскровой зоны. Выбор корректирующего звена 5 или 6 с соответствующими парамет)ами осу|цествляется дву.мя нуль-органами 3 п 4 в зависимости от величины якорного тока машины 7. Выходное напряжение датчика якорного тока, состоящего из магнитных диодов 9 и операционного усилителя И), нропорциопально величине якорного тока машины 7. Выходной сигнал датчика siKCpHoro тока разрешает передачу сигнала с эле.ментов 8 управления, измеряющих величину добавочного тока ко.ммутируемой секции на вход управляемого усилителя 1 .M(MiuiocTn через корректирующее звено 5 и.- 6 посредством нуль-органов 3 или 4. Ирм |)аботе маищны с якорными токами, |;е |ревып1акяцимп иоминальное значение, машина )аботает на линейной части кривой нама1-ничивания, а постоянные времени дополпительпых полюсов и вихревых токов и.меют наибольшие значения. Выходное напряжение датчика якорного тока имеет такое )чепис, что срабатывает нуль-орган 3. 1Ю1К1К)чаи кор)ектируюн,ее звено 6 ко входу I лющносги. При этом нуль-орган 4 находится в отключенном состоянии, а корректирующее звено 5 отключено от входа усилителя 1 мощности. Корректирующее звено 6, и.меющее пропорционально-интегрально-дифференциальную зависимость выходного напряжения от входного, настраивается таким образом, чтобы компенсировать постоянную времени усилителя 1 мощности и ностоянную времени дополнительных полюсов совместно с постоянной времени вихревых токов, причем, последние в указанной области якорных токов имеют паибольнше значения. При работе мацщн с якорными токами, нревыщающими номинальное значение, машина работает на «колене кривой на.магничивания, сказывается ее насыщение, а постоянные времени дополнительных полюсов и вихревых токов имеют иаименьшие значения. В этой обласги нагрузочных токов выходное напряжение