Электропривод постоянного тока

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, последовательно включенные регуляторы скорости и тока якоря электродвигателя , вентильный преобразователь, выходом подключенный к якорной цепи электродвигателя, датчики скорости и тока якоря, подключенные соответственно к регуляторам скорости и тока якоря, и элемент ограничения выходного сигнала регулятора скорости , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , в него введены последовательно соединенные первый и второй сзммирзпощие усилители, элемент ограничения выходного сигнала первого суммирующего усилителя и датчик ЭДС, при этом выход регулятора тока подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, второй и третий входы которого так же, как второй и третий входы второго суммирующего усилителя, соединены соответственно с выходами датчика тока якоря и датчика ЭДС, а выход второго суммирукицего усилителя подключен к входу вентильного преобразователя . 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3501446/24-. 07 (22) 15.10.82 (46) 23.12.84. Бюл. В 47 (72) А.С. Мезенцев (71) Пермский политехнический ин"титут (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) 1. Проектирование электроприводов. Справочник под ред. А.М.Вейншгера, Свердловск, Средне-Уральское книжное изд-во, 1980, с. 155-156.

2. фишбейн В.Г. Расвет систем подчиненного регулирования вентильного электрапривода постоянного тока. М., "Энергия", с. 35-36. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий электродвигатель, последовательно включенные регуляторы скорости и тока якоря электродвигателя, вентильный преобразователь, выходом подключенный к якорной це,SU„1131 03 А пи электродвигателя, датчики скорости и тока якоря, подключенные соответственно к регуляторам скорости и тока якоря, и элемент ограничения выходного сигнала регулятора скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные первый и второй суммирующие усилители, элемент ограничения выходного сигнала первого суммирующего усилителя и датчик ЭДС, при этом выход регулятора тока подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, второй и третий входы которого так же, как второй и третий Е

Ф входы второго суммирующего усилителя, соединены соответственно с выходами датчика тока якоря и датчика ЭДС, а выход второго суммирующего усилителя подключен к входу вентильного преобразователя.

1 »»003 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости электродвигателя настоянного тока, питающего от сети переменного тока через вентильный преобразователь.

Известны электроприводы постоянного тока, содержащие вентильный преобразователь и систему автоматического управления, построенную пс l0 принципу подчиненного регулирования координат. Вентильный преобразователь позволяет с большой скоростью изменять величину тока якоря двига,теля, что обеспечивает высокое быстродействие электрапривода (1) .

Однако для крупньгх машин постоянногс тока скорость изменения тока якоря ограничена па условиям коммута20 ции на уровне 30-60 I /с.

Для ограничения скорости изменения тока якоря в известных электроприводах, выполненных по принципу подчиненного регулирования, используют фильтр, котарыгг устанавливают на входЕ вентильного преобразователя или на входе одного из регуляторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому

30 результату является электропривод. содержащий электродвигатель, последовательно включенные регуляторы скорости и тока якоря электродвигателя, вентильный преобразователь, выходом подключенный к якорной цепи электродвигателя, датчики скорости и тока якоря, подключенные соответственно к регуляторам скорости и тока якоря, и элемент ограничения выходного сг гнала регулятора скорости $2). 0

При настройке контура тока или контура скорости отступают от оптимальной настройки (а > 2, а> 2), в результате обеспечивается ограничение скорости изменения тока якоря за счет снижения быстродействия системы автоматического управления, что связано с ухудшением динамических характеристик электропривода.

Целью изобретения является павы- 0 шение быстродействия электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий электродвигатель, последовательно включенные регуляторы скорости и тс- 55 ка якоря электродвигателя, вентильный преобразователь, выходом подключенный к якорной цепи электродвигателя, дат:ики скорости и тока якоря, подключенные соответственно к регуляторам скорости и тока якоря, и элемент ограничения выходного сиг нала регулятора скорости, дополнительно введены соединенные последовательно первый и второй суммирующие усилители, элемент ограничения выходного сигнала первого суммирующего усилителя и датчик ЭДС, при этом выход регулятора тока подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, второй и третий входы котарогс так же, как второй и третий входы второго суммирующего усилителя, соединены соответственно с выходами датчика тока якоря и датчика ЭДС, а выход второго суммирующего усилителя подключен к входу вентильнаго преобразователя

На чертеже приведена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, последовательно включенные регуляторы 2 и 3 скорости и тока якоря электродвигателя, вентильный преобразователь 4, выходам подключенный к якорной цепи электродвигателя, датчики 5 и 6 скорости и тока якоря и -элемент 7 ограничения выходного сигнала регулятора скорости, а также последовательно соединенные суммирующие усилители 8 и 9, элеменг 10 ограничения выходного сигнала суммирующего усилителя 8 и датчик 11 ЭДС. при этом выход регулятора 3 тока подключен к первому входу суммирующего усилителя 8, второй и третий входы которого так же, как второй и третий входы суммирующего усилителя 9, соединены соответственна с выходами датчика 6 тока якоря и датчика 11 ЭДС, а выход суммирующего усилителя 9 подключен к входу вентильного преобразователя 4.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания скорости поступает на вход регулятора 2 скорости, где суммируется с сигналом отрицательной обратной связи по скорости, в качестве которого используется выходное напряжение датчика 5 скорости. Выходное напряжение регулятора

2 скорости пропорционально заданному значению тока якоря электродвигателя i и является заданием на регулятор 3 тока. Максимальное значение задания тока ограничиваетгя элементом

7 ограничения. На входе регулятора 3 тока происходит сравнение сигналов, пропорциональных заданному и действительному значениям тока двигателя.

В качестве отрицательной обратной связи по току используется выходное напряжение датчика 6 тока. Выходное напряжение Ору регулятора 3 тока поступает на вход суммирующего усилителя 8, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчику 6 тока и датчику 11 ЭДС. Напряжение U на выходе суммирующего усилителя 8 определяется выражением

15 ц Esh Я = (1 )

Кп Кп где Ед — ЭДС двигателя; ток якоря двигателя;

Rд — эквивалентное сопротивление якорной цепи двигателя;

Кп — коэффициент передачи вентильного преобразователя.

Иаксимальное по модулю значение выходного напряжения суммирующего усилителя 8 элементом ограничения 7 ограничивается до уровня

25

/u„/ — „" (-„- -), tz) U Ц,,+ — - + — (3) Напряжение Uy поступает на вход вентильного преобразователя 4, ЭДС которого определяется выражением ВН = (п Uy

55 где индуктивность якорной цепи двигателя; допустимое по условиям35 сИ аоп коммутации значение скорости изменения тока якоря.

Выходное напряжение суммирующего усилителя 8 поступает на первый вход 40 суммирующего усилителя 9, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчику 6 тока и датчику 11 .ЭДС, Напряжение на выходе второго суммирующего усилителя определяется выражением эпектропривода в случае, когда,.выходное напряжение первого суммирующего усилителя ограничено до уровня, определяемого выражением (2), используют дифференциальное уравнение, описывающее переходные процессы в якорной цепи двигателя

4П : a R 3P +Üé " (5)

cf t

Учитывая (4), представляют (5) в виде

Еп и,— (п

/ я — /я О/Ъ

Кп Кп dt ., = — — () Поскольку значение скорости изменения тока ограничено по условиям коммутации, то во всех режимах работы эпектропривода должно выполняться неравенство ь/йь) (U„E R3 (L(d II — ä Д1Я +ЕЮ ttй 3 (u(ья/дЕ) +

+ Е+ Л.3л ®

<в Кп

Из рассмотрения выражений (l), (2) и (3) следует, что выполнение неравенства (8} обеспечивается во всех равных режимах работы электропривода.

Таким образом, при использовании предлагаемого электропривода, ограничение скорости - изменения тока двигателя обеспечивается без снижения быстродействия системы автоматического регулирования. Поэтому возмущения воздействия, невыводящие систему автоматического регулирования из нелинейной зоны, отрабатываются предлагаемым электроприводом по сравнению с известным значительно быстрее. Это обеспечивает улучшение статических и динамических характеристик электропривода.

ОО3 4

Если при работе - пектропривода выходное напряжение первого суммирующего усилителя 8 меньше уровня,. определяемого элементом 7 ограничения выражением (2), то выходное напряжение второго суммирующего усилителя 9 (напряжение. управления вентильного преобразователя) равно выходному »апряжению регулятора 3 тока. ,Пля выяснения особенностей работы

3ИИИПИ Заказ 9624/42 ТиРаж 666 g схое

Ю"

Финал ППП гент, r.Уагород, ул.Проехтиая, 4