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

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

1 Изофетение относится к электротехнике, а именно к электроприводу, и может быть использовано для установок, где требуется регулирование частоты вращения и момента в шнроких пределах.

Известны регулируемые электроприводы с электродвигателем постоянного тока с независимым возбуждением, якорная обмотка которого через Еьшрямитель и трансформатор подключена к источнику неизменного тока, выполненному, например, в виде трехфазного индуктивно- ; емкостного преобразователя, а возбуждения через усилитель-регулятор подключена к источнику задающего напряжешш и тахогенератору, вал которого соединен с валом электродвигателя ClJ .

Стайипизация частоты вращения в таком электроприводе осуществляется за счет изменения потока возбуждения в зависимости от отклонения частоты вращения электродвигателя, которая измеряется тахогенератором, от заданного значения.

Однако наличие тахогенератора 6 системе электрсшрввода снижает ее надежность, а в эпевтршфнводах малой мощности использование тахогенератора за- . труднено, так как его габариты могут быть сравнимы с габаритами самого электродвигателя, что приводит к увелеи «аенвю момента внерцни привода и допоп- нительной нагрузке на электродвигатель.

Наиболее близким к изобретению по

10 технической сущности является электропривод, содержащий электродвигатель i постоянного тока с независимым возбуж:дением, якорная обмотка которого под:ключена к источнику неизменного тока, а

IS обмотка возбуждения - к выходу регулятора, вход которого соединен с выходом узла сравнения, датчики электродвижущей силы и потока возбуждения электродвигателя 123.

20

Известный элешропривод представляет Собой замкнутую систему стабилизации частоты вращения электродвигателя, в которой в узле Сравнения определяется разность сигналов, пропорциональных электродвижущей силе и потоку возбуждения, а функциональный преобразователь и регулятор напряжения за счет изменения потока возбуждения двигателя поддерживают равенство нулю э|;ой раз ности, что и обеспечивает независимость частоты вращения двигателя от момента нагрузки. Изменение заданной частоты вращения осуществляется изменением коэффициентов передачи каналов обратных связей по электродвижущей силе и пртоку возбуждения двигателя. Как известно из теории автоматического управления, изменение- коэффициента передачи замкнутого контура приводит к изменени статистических и динамических характеристик системы управления (точность поддержания заданной частоты вращения длительность переходных процессов, колебательность и т.п.). Если при каких-т определенных коэффициентах передачи ка налов обратных связей по электродвижужей силе и потоку возбуждения двигателя электропривод будет иметь оптимальные статические и динамические характеристики, при любом изменении хотя бы одного из этих коэффициентов, с целью и изменения заданной частоты вращения двигателя, статические и динамические характеристики привода уже будут отличаться от оптимальных. Таким образом, в процессе работы электропривода его характеристики почти всегда будут отличаться от оптимальных. Целью изобретения является повьпнение регулирования электроприв да. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод дополнительно введен блок деления, вход делимое которого соединен с датчиком ЭДС, вход делитешз - с датчиком потока возбуж- дения, а выход - с Входом узла сравнения. На чертеже представлена функциональ ная схема электропривода постоянного тока. Электропривод содержит электродвиг тель постоянного тока с независимым возбуждением, якорная обмотка 1 которого под:ключена к источнику 2 неизменного тока, а обмотка 3 возбуждения - к ВЫХОДУ регулятора 4, вход которого соединен с выходом узла 5 сраЬ нения, датчики 6 и 7 электродвижущей силы и потока возбуждения электродвигателя, (5лок 8 деления, вход делимое s4 оторого соединен с датчиком 6, вход делитель с датчиком 7, а выход с входом узла 5. При работе электропривода в якорной бмотке 1 электродвигателя протекает неизменный по величине а в обмотке 3 возбуждения устанавливается ток, оответствующий моменту нагрузки электродвигателя. Датчики 6 и 7 иэеряют соответствующие величины и на их выходах устанавливаются сигналы прямо пропорциональные соответствующим величинам электродвижущей силы и поток возбуждения электродвигателя, Обоздачим эти сигналы следующим образом:сигнал на выходе датчика 6 и К Е , . I -1 л -11 К., - коэффициент пропорциональНОСТИ между сигналом на выходе датчика 6 и величиной электродвижущей силы электродвигателя; СФ - электродвижущая сила электродвигателя;С - конструктивная постоянная; Ф - поток возбуждения; (jj - частота вращения электродвигателя;сигнал на выходе датчика 7. , где коэффициент пропорциональности между сигналом на вькоде датчика 7 и величиной потока возбуждения электродвигателя. CD Так как где М - момент, развиваемый электродаигателем;3 - неизменный по величине якорный ток электродвигателя, то К.СМси К.МЦ)К„М VH-- Поскольку на вход делимое блока 8 деления подается сигнал, пропорциональный электродвижущей силе электродригателя, т.е. и.,,а на вход делитель - сигнал, пропорциональный потоку возбуждения. т.е. U , то на выходе блока деления устанавливается сигнал f пропорциональный частоте вращения элек тродвигателя . Выходной сигнал блока 8 деления подается на вычитающий вход узла 5 сравнения. На суммирующий вход узла 5 подается задающее напряжение. В уэле 5 происходит алгебраическое вычитание, и на выходе его офазуется сигнал ошибки, пропорциональный отклонению частоты вращения электродвигателя от заданной величины. Сигнал ошибки с выхода узла 5 подаетсй на регузтатор 4, крторый изменением потока возбуждения стремится свести сигнал ощибки к нулю т.е. в пределе получим и.. ЗОА э Ш и ЗЙА 1 cons зад Т.е. частота вращения электродвигателя не зависит от нагрузки, а определяется величинами 2 Коэффициенты передачи цепей обратных связей по электродвижущей силе и потоку возбуждения К и К определяют ся при разработке электропривода, исхо из предъявляемых к нему статических и динамических требований, и в процессе работы привода остаются постояннъ1ми, а задание требуемой частоты вращения электродвигателя осуществляется измен нием задающего напряжения. Введение блока деления повьвлает качество регулирования электропривода, так как для изменения заданной частоты вращения электродвигателя достаточно изменять напряжение задания, который не входит в замкнутый контур системы s s6 управления, а коэффициенты передачи каналов обратных связей по электродвижущей силе н потоку возбуждения остйются постоянными, т.е. во всем диапазоне регулирования частоты вращения электродвигателя статических в динамичес кнх характеристик электропривода будут стабильными «оптимальными, исходя из предъявляемых к электроприводу требоваНИИ. Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока с независимьп возбуждением, якорная обмотка которого подключЕяна к источнику неизменного тока, а обмотка возбуждения - к выходу регулятора, вход которого соединен с выходом узла сравj нения, датчики ЭДС и потока возбуждения электродвигателя, отличающийс я тем, что, с целью повыщения качества регулирования, в него дополнительно введен блок деления, вход делимое которого соединен с датчиком ЭДС, вход делитель - с датчиком потока возбуждения, а выход - с входом узла сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Милях А. Н. и Волков И. В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей. Киев, Наукова думка, 1974, с. 205-207. 2.Авторское, свидетельство. СССР fio заявке № 2785972/24-07, О2 Р 5/О6, 1980.