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

Изобретение относится к автоматизированным электроприводам и может быть использовано в устропствах, где в качестве силового элемента применяется управляемый выпрямитель с быстродействующей системой регулирования, например, в системах с автономными преобразователями частоты.

Известно устройство для регулирования вентильного электропривода, в котором использован принцип регулирования частоты вращения двигателя с подчиненным регулированием тока, содержащее регулятор частоты вращения и подчиненный ему регулятор тока, датчик тока и синхронизированный фильтр, включенный в цепь обратной связи по току и соединенный своим входом сдатчиком тока, выходом - с регулятором тока, а синхронизированным входом - с выходом системы импульсно-фазового управления 1 .„

Для получения на выходе синхронизированного фильтра сигнала, соответствующего кривой тока нагрузки без пульсации, в данном устройстве использованы два канала, каждый из которых содержит полупроводр1иковый ключ, запоминающий конденсатор и

инерционный элемент, обеспечивающий запоминание амплитудного значения пульсации тока нагрузки на фиксированное время .ut, отсчитываемое от момента включения очередного вентиля. Наличие в.устройстве двух каналов приводит к возникновению добавочных пульсаций сигнсша, связанных с разбросом параметров их элементов, что

10 снижает точность регулирования. Кроме того устройство характеризуется достаточным быстродействием в. режиме прерывистого тока за счет постоянного запаздывания.

15

Наиболее близким к предлагаемому по техническс й сущности является устройство для регулиройания вентильного электропр-ивода, содержащее регулятор частоты вращения, подчи20ненный ему регулятор тока, систему импульсно-фазового управления и датчик тока. В цепь обратной СЕязи по току включен синхронизированный фильтр, соединенный своим вxoдo r с датчиком

25 тока, а выходом - с регулятором тока. Синхронизирующий вход фильтра подключен к выходу блока фиксации момента возникновения амплитудного значе ни я iпульсации тока. Вследствие вы30полнения синхронизированного фияьтpa одноканальным повышается точность регулирования. Быстродействие устрой ства повышается за счет использования фиксации амплитудного значения пульсаций тока нагрузки и управления работой синхронизиоованного фильтра в этот момент 2 . В известном устройстве в к-ачестве - сигнала обратной связи используется амплитудное значение тока нагрузки. Однако в ряде случаев, например, при необходимости поддержания заданного значения крутящего момента на валу двигателя, а также обеспечения посто янства натяжения полосы металла в прокатных станах и линиях непрерывной обработки металла, постоянства натяжения полосы бумаги и т.д. необходимо регулировать среднее значение тока нагрузки, которое при глубоком регулировании может существенно отличаться от амплитудного значения. Быстродействие указанного устройства также ограничено в связи с тем, что при фиксации амплитудного значения тока нагрузки в канал обратной-связи по току вносится практически постоян ное запаздывание в режиме непрерывного тока, близкое к половине интервала дискретности вентильного преобразователя.. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования вентильного электропривода. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для управления вентильным электроприводом, содержащем регулятор частоты вращения и подчиненный ему регулятор тока, датчик тока и синхронизированный фильтр, включенный в цепь обратной связи по току и соединенный своим входом с датчиком тока, а выходом - с регулятором тока, вход синхронизации фильт ра Соединен с выходом дополнительного введенного блока регулируемой задержки с двумя входами,первый из которых присоединен к выходу системы импульснофазового управления, а второй - к выходу введенного интегрирующего звена, вход которого подключен к выходу дополнительного введенного узла сравнения, на один вход которого подан сигнгш с датчика тЪка, а на другой - сигнал с синхронизированного фильтра. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства ; на фиг. 2- один из вариантов построения блока регулируемой задержки;на фиг. 3- кривые, поясняющие работу устройства регулирования. Предлагаемое устройство для регулирования вентильного электропривода содержит регулятор 1 частоты вращения, регулятор 2 тока., подключенный к системе 3 импульсно-фазового управления. Ко входу регулятора 2 тока подключен выход синхронизированного фильтра 4, первый вход которого соединен через датчик 5 тока с трансформаторами 6 тока. Второй, синхронизирующий, вход фильтра 4 подключен к выходу блока 7 регулируемой задержки, один вход которого, подключен к системе 3 импульсно-фазового управления вентильного преобразования 8. Выход датчика 5 тока соединен с дним из входов узла 9 сравнения, выход которого интегрируннцее звено 10 подключен к блоку 7 регулиуемой задержки. Другой вход узла 9 сравнения соединен с выходом синхронизированного фильтра 4, Вентильный преобразователь 8 питает цепь якоря вигателя 11, связанного с тахогенератором 12. Блок регулируемой 7 задержки (фиг. 2)состоит из генератора линейной развертки, 13, выход которого подсоединен к компаратору 14. Устройство работает следующим образом. На входе регулятора 1 частоты вра щения имеется разность сигналов задания и и обратной связи по скорости . , а выходной сигнал регулятора вместе с сигналом обратной связи по току UT подается на вход регулятора 2 тока, выходной сигнал которого воздействует на систему 3 импульснофазового управления. Сигнал обратной связи Оф формируется в синхронизированном фильтре 4, на один вход которого подается сигнал, пропорциональный токовому сигналу от датчика 5 тока, и синхронизирующий сигнал блока 7 регулируемой задержки. Блок 7 регулируемой задержки осуществляет формирование импульсов и, управляющих синхронизированным Фильтром, и регулирование задержки этих импульсов на время At, определяемое величиной сигнала и/ц , поступающего с интегрирующего звена 10. Сигнал на интегрирующее звено 10 подается из узла 9 сравнения, где сравниваются два сигнала с выхода синхрони зированного фильтра 4 и с датчика 5 тока, в результате чего образуется цепь с отрицательной обратной связью. Смещение синхронизирующих импульсов в блоке 7 регулируемой задержки приводит к тому, что выходной сигнал синхронизированного фильт ра 4 меняется до те пор; пока существует разность между средни1«1 значениями выходных сигналов Цдтдгтчика 5 тока и синхронизированного фильтра 4 с Импульсы УЗ управляющие синхрониэированньпд фильтром 4, формируются в блоке регулируемой задержки следующим образом.

Передним фронтом импульсов управления 1Ц с системы 3 импульсно-фазового управления запускается генератор 13 линейной развертки. СигН 1Л с генератора линейной развертки lbn сравнивается на компараторе 14 с выходньам сигналом Uq интегрирующего звена 10 и в моьюнт их равенства на синхронизируквдий вход блока 4 подается импульс управления и .

На фиг. 3 представлены кривые, поясняницие работу устройства в переходном и установившемся режимах. Время задержки &t между импульсами системы управления Ucj и импульсами блока регулируемой задержки U изменяется, в каждом такте под действием выходного сигнала интегрирующего звена Uu . В установившемся режиме время задежки t - постоянное и автоматически принимает такое значение, при котором средние за период значения сигналов U и Ib равны. Так как среднее значение сигнала меньше амплитудного, время запаздывания At меньше половины периода импульсации.

Использование в предлагаемом устройстве для регулирования вентильного электроп ивода блока регулируемой задержки, управляющего синхронизированным фильтром и управляемого интегрирующим звеном,позволяет повысить точность регулирования среднего значения тока вентильного электропривода .и повысить быстродействие устройства за счет уменьшения времени запаздывания в канале обратной связи.

формула изобретения

Устройство для управления вентильным электроприводом, выполненным по системе вентильного преобразователя-двигателя, содержащее регулятор частоты вращения и подчиненный ему регулятор тока, выход которого соединен со входом системы импульсно-фазового управления преобразователя, а вход через синхронизированный фильтр - с дат«шком тока,о т личающееся тем, что, с це-лью повышения точности регулирова- НИН и быстродействия электроприводу, в него введены блок регулируетж5й задержки с двумя входаьш, интегрирующее звено и узел сравнения, при этом вход синхронизации упсяетнутого фильтра соединен с выходом блока регулируемой задержки, первый вход : которого соединен с выходом системы импульсно-фазового управления, а второй через интегрирующее звено - с выходом узла сравнения, входы которого подключены к выходам датчика тока и синхронизированного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПНР К 67823, кл. 21 с 59/01, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2419331/07, кл.Н 02 Р 5/06, 1976.

t