Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K13/14 

Изобретение относится к электрома:- шиностроению, в частности к средствам регулирования машин постоянного тока, питаемых от статических преобразователей. .

Известно устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, которое содержит управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, два датчика тока, установленные в цепи щеток одноименной полярности, а также сумматор, подключенный между датчиками тока и входом, управляемого усилителя ij .

Известное устройств о не позволяет повысить быстродействия при настройке коммутации, поскольку оно является пропорциональным регулятором прямого действия.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических мсШ1ин постоянного тока, содержащее электрический мост, плечи которого образованы обмоткой дополнительных полюсов, катушкой индуктивности, емкостью и регулируемым активным сопротивлением. Одно ттлечо NracTa образовано обмоткой дополнительных полюсов и катушкой индуктивности, а другое - емкостью и регулируемым активным сопротивлением. К выходу- электрического моста подключен вход промежуточного усилителя, выход которого соединен с дополнительной обмоткой, расположенной на дополнительных полюсах 2J ,

Недостатками данного устройства являются ограниченное быстродействие и низкая динамическая точность при управлении нескомпенсирова ной ЭДС коммутируемой секции. .Это объясндер ; ся тем, что время переходного процесса определяется учетверенной постоянной времени дополнительной обмотки, которое составляет значительную вели.чину. кроме того, устройство не содержит .элементов для динамической кор20рекции , а является регулятором прямого действия, что определяет ограниченное быстродействие и низкую динамическую точность при настройке коммутации коллекторных электрических

25 машин постоянного тока.

Цель изобретения - гуовышение динамической точности при управлении нескомпенсированной ЭДС коммутируемой секции коллекторных электрических машин постоянного тока. Поставленная цель достигается те что устЕзойство, содержащее электрический мост, одно плечо которого об разовано обмоткой дополнительных по люсов и катушкой индуктивности, а flpyroe плечо - емкостью и регулируе мым активным сопротивлением, дополнительную обмотку, расположенную на дополнительных полюсах и получаю щую питание от управляемого преобразователя мощности, дополнительно снабжено регулятором с пропорционал но-интегральной зависимостью выходного напряжения от входного, выход которого подключен ко входу управля мого преобразователя мощности, первый вход подсоединен посредством резистора к средней точке первого плеча электрического моста, второй вход соединен резистором с дополнительной обмоткой, а средняя точка второго плеча электрического моста заземлена. За счет включения в устройство регулятора с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения при управлении током доп нительной обмотки возникает форсиро ка в переходных процессах, способствующая повышению быстродействия-. Настройка регуляторас пропорционал но-интегральным законом изменения выходного напряжения на постоянную времени дополнительной обмотки (наи большая постоянная времени контура регулирования - регулятор и управля мый преобразователь мощности с обмоткой), обеспечивает компенсацию этой постоянной времени, а следовательно, повышение-быстродействия при управлении нескомпенсированной ЭДС коммутируемой секции электричес кой машины. За счет включения в схе му указанного регулятора управление током дополнительной обмотки осуществляется без перерегулирования, а регулирование тока дополни- тельной обмотки отрабатывается с большой точностью. Это положительно отрсокается на качестве и стабильнос ти процесса коммутации. На чертеже показана блок-гсхема предлагаемого устройства. В якорную цепь машины 1 включены дополнительные полюса 2 и катушка 3 индуктивности, которая образуе одно плечо моста. Второе плечо элек рического моста образовано емкостью 4 и регулируемыми резисторами 5 и б. Средняя точка первого плеча через резистор 7 подключена к перво входу регулятора 8. Средняя точка второго плеча с учетом его настрой ки заземлена. Для формирования про ционально-интегральной зависимости выходного напряжения от входного в регуляторе 8 его выход связан со в дом резистором 9 и емкостью 10. Выход регулятора 8 связан со входом управляемого преобразователя 11 мощности , к выходу которого подключена дополнительная обмотка 12 и резистор 13. Дополнительная обмотка 12 соединена со входом регулятора В резистором 14. На входе регулятора 8 алгебраически суммируются сигналы с электрического мостаи сигнал на дополнительной обмотке. В статическом режиме, когда машина 1 постоянного тока работает с постоянным якорным током, электрический мост сбалансирован и ток дополнительной обмотки равен нулю. В переходных процессах, когда машина 1 работает с изменяющимся якорным током, электрический мост разбалансируется, выходное напряжение моста становится отличным от нулевого значения, которое усиливается регулятором 8 и управляемым преобразователем 11 мощности, в дополнительной обмотке 12 начинает протекать ток. Регулирование тока дополнительных полюсов происходит до тех пор, пока не наступит балансировка электрического моста, которая имеет место при работе машины 1 с постоянным значением якорного тока. Изменяя положениями движков регулируемых резисто- ров 5 и б значения их активных сопротивлений, регулируют тем самым величину и фазу напряжения на обмотке 12, обеспечивая при этом совпадения по фаэе переменной составляющей реактивной ЭДС и ЭДС, наводимой в коммутируемой секции при перемещении последней в магнитном поле, созданном дополнительной обмоткой 12. Придание регулятору 8 пропорционально-интегральных свойств и охват его вместе с управляемым усилителем 11 мощности обратной связью по напряжению дополнительной обмотки приводит к существенному снижению результирующей постоянной времени всего контура (а следовательно, к повышению быстродействия) , что объясняется форсированным изменением выходного напряжения регулятора 8 и компенсацией запаздывания, вносимого управляемым усилителем 11 мощности и дополнительной обмоткой 12. Предлагаемое устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока обеспечивает повышение динамической точности при управлении нескомпенсированной ЭДС коммутируемой секции, а простота устройства повышает надежность работы электрической машины. Формула изобретения Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин

постоянного тока, содержащее электрический мост, одно плечо которого образсЗвано обмоткой дополнительных полюсов и катушкой индуктивности, а другое плечо образовано емкостью и регулируемым активным сопротивлением и дополнительную обмотку, расположенную на дополнительных полюсах, питающуюся от управляемого преобразователя мощности,отличающеес я тем, что, с целью повышения динамической точности при управлении нескомпенсированной ЭДС коммутируемой секции, между управляемым преобразователем мощности и электрическим мостом включен регулятор с,пропорционально-интегральной зависимостью выходного напряжения от входного, первый вход которого подключен посредством резистора к средней точке первого плеча электрического моста, второй вход соединен через резистор с дополнительной обмоткой, а средняя точка второго плеча электрического моста заземлена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство CCCt 630714, кл. Н 02 К 13/14, 1977,

2.Авторское свидетельство СССР )« 438081, кл. Н 02 К 13/14, 1969.