Электропривод постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P5/06 

. . . Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах адаптивного- управления электроприводами с широтно-импульсными преобразователями или с управляемыми выпрямителями с раздельным управлением.

Известны электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователямиJ содержащие последовательно соединенные источник сигнала Задания, узел сравнения,регулятор частоты вращения, звено с зоной нечувствительности - формирователь импульсов управления, импульсный усилитель мощности, двигатель,а также управляемый ключ, устройство управления этим ключом, дополнительнь й усилитель. В известных электроприводах определяют положение выходной координаты регулятора относительно зоны нечувствительности нелинейного Звена - формирователя импульсов управления, осуществляют форсированное прохождение зоны нечувствительности нелинейного.звена - формирователя импульсов управления путем увеличейия общего коэффициента усиления контура регулирования при подключении Дополнительного усилителя либо за счет временной подачи на вход регулятора частоты вращения сигнала, знак которого определяется знаком задающего сигнала, но значительно превос10ходящий задающий сигнал 1П и 121.

Недостатком указанных электроприводов является то, что они не компенсируют влияние момента механизма типа сухого трения.

IS

Наиболее близким техническим решением является электропривод постоянного тока, содержащийэлектродвигатель с датчиками частоты вращения и производной статической составляю20щей тока .якоря, последовательно соединенные источник задания сигнала, узел сравнения, регулятор частоты вращения, формирователь импульсов управления с индикатором импульсов, импульсный -усилитель мощности,выход которого подключен к электродвигате лю, выход датчика частоты вращения подключен ко второму входу узла срав нения, а также управляемый ключ Г31 Недостатком данного электропривода является низкая надежность, обуславливаемая тем, что при сигнале задания, равном нулю, к регулятору час TotM вращения подключены дополнитель ные звенья либо изменены параметры регулятора частоты вращения таким образом, что уменьшена интегральна постоянная времени, что приводит к существенному снижению помехозащищенности и возможности дрейфа частоты вращения двигателя. Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный усилитель и релейный элемент, причем вход дополнительного усилителя подключен к выходу источника сигнала задания, а выход его через управляемый ключ, управляющая цепь которого соединена со вторым выходом формирователя импульсов с индикатором импульсов, подключен ко входу релейного элемента, к которому также подключен выход датчика производной статической составляю щей тока якоря, выход релейного элемента соединен со вторым- входом регулятора частоты вращения. На чертеже приведена схема пред;; лагаемого электропривода. Электропривод содержит источник сигнала задания .(не показан), выход которого подклю 1ен к первому входу узла сравнения 1, ко второму входу которого подключен выход датчика 2 частоты вращения. .Выход источника .. сигнала задания соединен также со входом дополнительного усилителя 3. Выход узла сравнения 1 соединен с последовательно соединенными регулятором k частоты вращения формирова телем 5 импульсов управления с индикатором импульсов, импульсным усилителем мощности 6, двигателем 7, датчиком 2 частоты вращения. Электропривод содержит датчик В производной статической составляющей тока якоря, состоящий из датчика. 9 статического тока, один вход которого подключен к выходу двигателя 7, а второй - к выходу импульсного усили1А4теля мощности 6, и дифференцирующего звена 10, вход которого соединен .с выходом датчика 9 статического тока, а выход является выходом датчика 8 производной статической составляющей тока якоря. Выход дополнительного усилителя 3 через ключ 11, управляющая цепь которого подключена ко второму выходу формирователя 5 импульсов с индикатором импульсов, подключен ко входу релейного элемента 12, к этому же входу подключен выход датчика 8 производной статической составляющей тока якоря. Выход релейного элемента 12 подключен ко второму входу регулятора k иастоты вращения. Электропривод работает следующим образом. В исходном состоянии схемы (Ugx 0) сигнал на выходе усилителя равен нулю или составляет величину, не превышающую порог релейного элемента 12, ключ 11 замкнут, на выходе датчика 8 производной статического тока якоря также сигна-л равен нулю или не превышает порог элемента 12. На выходе элемента 12 сигнал равен нулю и к регулятору А частоты вращения форсирующий сигнал не поступает. . При подаче входного сигнала (и, Ф 0) сигнал на выходе усилителя 3 через замкнутый ключ 11 превышает порог элемента 12 и к регулятору k частоты вращения поступает с выхода элемента 12 сигнал, знак которого совпадает с сигналом задания. При этом в регуляторе Ц частоты вращения переходный процесс протекает форсированно, выходная координата регуляторе быстро проходит зону нечувствительности формирователя 5 импульсов управления с индикатором импульсов. При появлении импульсов на выходе указанного формирователя 5 на выходе индикатора импульсов появляется си1- нал, переводящий ключ 11 в разомкнутое состояние. Одчовременно начинается рост тока якоря. При наличии момента нагрузки типа сухого трения ток якоря начинает расти, но двигатель стоит. Так как ток якоря растет, то имеет место производная статического тока, на выходе датчика 8 производной статического тока якоря появляется сигнал, превышающий порог срабатывания релейного элемента 12, и к регулятору k частоты враще592

ния поступает форсирукхчий сигнал. Нарастание якорного тока происходит относительно быстро. При моменте двигателя, равном моменту нагрузки, нарастание статической составляющей тока прекращается, производная ста ,тической составляющей тока равна нулю, на выходе релейного элемента 12 сигнал тоже равен нулю.

При изменении полярности входного сигнала начинается спад тока якоря, на выходе датчика 8 производной статического тока появляется сигнал, превышающий порог срабатывания эл мента 12, форсируется переходный процесс в регуляторе частоты вращения и увеличивается скорость изменения якорного тока. При вхо)| дении выходной координаты регулятора 4 частоты вращения в зону нечувствительности формирователя 5 импульсов управления на выходе формирователя 5 импульсов управления отсутствуют импульсы, ток якоря равен нулю,-HO зйМкнут ключ М, сигнал на выходе усилителя 3 больше порога срабатывания релейного элемента 12, сигнал с выхода релейного элемента 12 продолжает форсировку регулятора i частоты вращения до выхода выходной координаты регулятора частоты вращения из зоны нечувствительности формирователя 5 импульсов управления.

В дальнейшем работа электродривода аналогична описанному при пуске.

При прекращении подами задающего .сигнала формирование переходного процесса в регуляторе частоты вращения осуществляется до спадания якорного тока до нуля как при реверее, т.е. до вхождения выходной координаты регулятора 4 частоты вращения в зоне нечувствительности формирователя 5 импульсов управления, А в дальнейшем форсировки не происходит, так как хотя и ключ 11 замкнут, но сигнал на выходе усилителя 3 не превышает порог элемента 12.

Переходный процесс в регуляторе k частоты вращения проходит форсированно не только при изменении входного сигнала, но и при изменении нагрузки на валу двигателя (наброс или сброс нагрузки).

Предложенный.электропривод постоянного тока позволяет повысить надежность, исключив дополнительное воздействие на регулятор частоты ;. вращения при отсутствии задающего сигнала, что существенно-повышает помехозащищенность и исключает возможность дрейфа частоты вращения.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель с датчиками частоты вращения и производной статической составляющей тока якоря, последовательно соединенные источник задания сигнала, узел сравнения, регулятор частоты вращения, формирователь импульсов управления с индикатором импульсов, импульсный усилитель мощности., выход которого подключен к электродвигателю, выход датчика частоты вращения подключен ко второму входу узла сравнения, а также управляемый ключ, отличающийся тем, что с целью повышения надежности, в него введены дополнительный усилитель и релейный элемент, причем вход дополнительного усилителя подключен к выходу источника сигнала задания, а выход его через ключ, управляющая цепь которого соединена со вторым выходом формирователя импульсов управления с индикатором импульсов, подключен ко входу релейного элемента, к которому также подключен выход датчика производной статической составляющей тока.якоря, выход релейного элемента соединен со вто рым входом регулятора частоты вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское cвидeтeльctвo СССР № 51166Ь кл. Н 02 Р 5/16, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 66170 , кл. Н 02 Р 5/16, 1979.

3.Авторское свидетельство СССР rio заявке № 2б 5331/2«-07,

кл. Н 02 Р 5/06, 1978.