Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе "управляемый вентильный преобразователь-двигатель Советский патент 1982 года по МПК H02P5/16 

ход второго элемента суммирования соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом задатчика величины ограничиваемого тока, а управлякнций вход переключателя соединен с выходом порогового элемента, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока. На фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2-4 - диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит источник постоянного задающего значения, подключенный к входу фазосмещающего блока 1 с однополярными импульсами на выходе, формирователь 2 управляющих им пульсов и фазосмещающий блок 3, выход его и фазосмещающего блока 1 под ключены к входам элейента И 4, выход которого подключен к формирователю 2 управляющих импульсов, датчик 5 якор ного тока, формирователь 6 задающего сигнала токоограничения и элемент 7 суммирования, причем первый вход элемента 7 суммирования соединен с выходом датчика 8 ЭДС,двигателя 9, а второй вход - с выходом формирователя 6 задающего сигнала токоограничения , вход которого соединен с выходом датчика 5 якорного тока формирователь б задающего сигнала т коограничения содержит Зсщатчик 10 величины ограничиваемого тока, задатчик 11 допустимого темпа нараста ния тока, элемент 12 суммирования, пороговый -элемент 13, переключатель 14, причем первый вход элемента 12 сумт ирования соединен с выходом дат чика 5 якорного тока, а второй вход с выходом задатчика 11 допустимого темпа нараста,ния тока/ при этом выход элемента 12 суммирования соединен с первым входом переключателя 14, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 величины ограничиваемого тока, тогда как управ ляющий вход переключателя 14 соедин с выходом порогового элемента 13, вход которого соединен с выходом .датчика 5 якорного тока. Выход формирователя 2 подключен к входу преобразователя 15, выход которого подключен к якорной цепи электродвигателя 9 с датчиком 8 ЭД Устройство работает следующим об разом. Опорное напряжение олг совпадае по фазе с опорным напряжением Uon- и сдвинуто относительно напряжения сети , питакяцей управляемый вен тильный преобразователь, таким обра зом, что аксимум положительной полуволны Ugna совпадает с точкой естественного включения вентилей на временной диаграмме УВП (фиг.2-4), При этом фаза точки пересечения вре менной оси напряжением , при его переходе из области положительных в область отрицательных значений совпадает с точкой, соответствующей начальному углу открывания управляемого вентильного преобразователя ( , Опорное напряжение поступает на вход фазосмещающего блока 1 вместе с сигналом задания ЦзадНа входы фазосмещающего блока 3 поступают напряжение Uopa.« напряжение, снимаемое с элемента 7 суммирования и-у), осуществляющего суммирование сигнала с датчика 8 ЭДС двигателя 9 ) и формирователя 6 задающего сигнала токоограничения 10...14. Фазосмещающие блоки выполнены таким образом, что передние фронты их выиф4) формиходных сигналов (и руются в точке встречи во времени напряжений: UQ и U цд соответственно. Длительность U0 и Кф является величиной постоянной, равной или превышающей максимальный диаnaaoEi перемещения импульсов управления с В лхода формирователя 2 импульсов (U,jp,pT« Импульсы иф и иф,2 поступают на элемент И 4. Формирователь 2 м лпульсов подает на управляющие электроды вентилей управляемого вентильного преобразователя 1 импульсы требуемой амплитуды и длительности (Uynp), пе. редние фронты которых совпадают по времени с передними фронтами импуль- сов, действующих на выходе сравнивающего блока 4. Временные диаграммы на фиг.2 приведены для случая отсутствия сигнала задания. При этом ЭДС двигателя равна нулю, соответственно U 0 С1 и на фазосмещающий блок 3 поступает сигнал, равный сигналу формирователя задакядего сигнала токоограничения 1р...144 В результате на управляемый вентильный преобразователь 15 поступают импульсы и. Рр, передний фронт которых совпадает во времени с перед ним фронтом UQ, при cL 90°(2). На фиг.З приведены временные диаграммы работы устройства в момент подачи скачкообразного сигнала заодания. Передний фронт сигнала U ф. первоначальный момент, пока ЭДС двигателя равна нулю, определяется сигналом с выхода формирователя -задающего сигнала токоограничения Uj. . В результате передние фронты сигналов Uf, и и j,p совпадают с ф и происходит ограничение угла открывания управляемого вентильного преобразователя и соответственно тока якорной цепи. Рассмотрим процесс токоограничения, разделив его на два участка. 1-й участок. Якорный ток меньгие величины ограничиваемого( I |оф). При этом переключатель 14 находится в перBOM положении и на входе элемента 7 суммирования действует напряжение с выхода второго элемента 12 суммиров ния (l,j) , равное ,Кдт.,,, сз; где пе15едаточный коэффициент датчика 5 тока, К. - передаточный коэффициент элемента 12 су1«мирования п nepBONRi входу/ и - напряжение задания допусти мого темпа нарастания тока выхода задатчика 11. Передаточный коэффициент второго элемента 12 суммирования по второму входу равен единице. Ограничение угла открывания упра ляемого вентильного преобразователя и соответственно темпа нарастани якорного тока двигатели.произойдет при угле oi , который определяется фазой переднего фронта импульсов U.., (фиг.з). Двигатель вращается, появляется ЭДС двигателя и ограничение угла открывания управляемого вентиль ного преобразователя (о(()происходит по закону . . UonavviCO H o- K E, (4; . где и - амплитуда опорного напря жения, действующего на входе фазосмещающего бло ка 3, - передаточный коэффи1Ц1ент датчика 8 ЭДС двигателя, ЕЛ. - ЭДС двигателя 9. ПеЕЮдаточные коэффициенты первог элемента 7 суммирования по первому и второму входал равны единице. Уравнение якорной цепи двигателя при нарастании тока по величине имеет вид и -t J.I dl ,С05с1„--Е,, п--А- э at . ( максимальное напряжение управляемого вентильного преобразователя, Rgbq- соответственно эквивалент ное сопротивление и индук тивность якорной цепи дви теля. С учетом выражений (2) и (4 ура нение (5) запишем в виде ,tU +K8EA)jj,R3-L3ir f Если выполним условия . (1) и+ , dU , , ЦрЬЧуи у Udo то очевидно, что уравнение ( в) превращается в тождество. Из этого следует, что при настройке устройства согласно выражениям (7) - (9/ обеспечивается постоянство темпа нарастания тока.( рывка скорости на заданном уровне, величина которого определяется из выражения (8). fJiiA f.o) I /зад-цк/ 2-й участок. Якорный ток достиг величины IQJ-P . При этом срабатывает пороговый элемент 13, величина уставки которого настроена на величину, lorp и перебрасывает переключатель 14 во второе положение. На входе элемента 7 суммирования действует напряжение с выхода задатчика 10 величины ограничиваемого тока (U ). На этом участке ограничение угла открывания управляемого вентильного преобразователя с , который соответствует Фазе переднего фронта импульсов Uttj, происходит в функции ЭДС по закону . ( Уравнение якорной цепи двигателя в этом режиме .Qi имеет вид . иаоС05о(ц Ед- 1огрЙэ Hi; Учитывая (11) , выражение (12 перепишем в виде -у()--1огрЯд Ед (.ЪУ При выполнении же условия (9 имеем Огр- KjRg .;Следовательно, величина огранииваемого тока определяется уставой задатчика 10 величины ограничиаемого тока и остается постоянной о всем диапазоне регулирования угла ткрываний управляемого вентильного реобразователя. Из выражения С14 учетом выражения (9 также следует, то, если UQJJ/JI связано с сетью питаюей управляемый вентильный преобраователь , то колебания напряжения ети оказывают влияния на величину граничиванадего тока, поскольку Ц,, VC/LO пропорциональны напряжению сети. Ограничение тока в функции ЭДС роисходит до тех пор, пока не проиойдет встреча передних фронтов сигалов и При дальнейшем величении ЭДС двигателя вплоть до становившегося значения, определяеого новым значением сигнала задания, ередний фронт совпадает с переяг им фронтом Uq,, а передний фронт ф продолжает смещаться влево. На фиг.4 представлены временные иаграммы установившегося режима, соответствующие указанному новому значению сигнала задания.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и производительность работы системы электропривода и механизма.

Формула изоб1 етения 1. Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе управляемый вентильный преобразователь-двигатель по,авт.ев. I 368706, отличающееся тем, что с целью повышения надежности, в него дополнительно введены датчик якорного тока, формирователь задающего сигнала токоограничения и первый элемент суммирования, приче пер%1й вход первого элемента суммирования соединен с выходом датчика Электродвижущей силы двигателя, а второй вход - с выходом формирователя задающего сигйала токоограничения вход которого соединен с выходом датчика якорного тока.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что формирователь задающего сигнала токоограничения содержит задатчик величины-ограничиваемого тока, задатчик допустимого темпа нарастания тока, второй элемент суммирования,- пороговый элемент и переключатель, причем первый. вход второго элемента суммирования соединен с выходом датчика якорного

тока, а второй вход - с выходом задатчика допустимого темпа нарастания тока, при этом выход второго элемента суммирования соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом задатчика величины ограничиваемого тока, а управляющий вход переключателя сое диненс выходом порогового элемента, вход которого соединен с выходом

датчика якорного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 368706, кл. Н 02 Р 5/16, 1969,

ОЛ1

М2Т ф

Г

л

ид

.

6

10

U