Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА независимого возбуждения, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор с блоком RC -цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения двигателя, последова тельно соединенные датчики тока возбуждения и магнитного потока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования в динамических режимах, оно дополнительно содержит блок вьщеления модуля , аналоговый ключ, второйблок коммутации, два дешифратора, преобразователь аналог - код, счетчик, дельта-модулятор, блок деления, блок определения приращения тока возбуждения , блок определения приращения магнитного потока, вход которого соединен с выходом датчика магнитного .потока, выход - с первым входом блока деления, второй вход которого через блок определения приращения тока возбуждения соединен i с выходом датчика тока возбуждения, выход - через последовательно сое (Л диненные аналоговый ключ, преобразователь аналог - код и первый дешифратор свя.зан с управляющими входами первого блока коммутации, выход датчика тока возбуждения через последовательно включенные дельтамодулятор , счетчик и второй дешифрасо тор соединен с управляющими входами второго блока коммутации, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа через блок вьщеления модуля.

ÄÄSUÄÄ 1131004

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(5ц Н 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ, ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРьтий (21) 3513946/24-07 (22) 25.11.82 (46) 23.12.84. Бюл. ¹ 47 (72) Е.Н. Логачев (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э. Дзержинского (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 400965, кл. H 02 Р 5/06, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 611281, кл. Н 02 P 5/06, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА независимого возбуждения, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор с блоком RC -цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения двигателя, последовательно соединенные датчики тока возбуждения и магнитного потока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования в динамических режимах, оно дополнительно содержит блок выделения модуля, аналоговый ключ, второй блок коммутации, два дешифратора, преобразователь аналог — код, счетчик, дельта-модулятор, блок деления, блок определения приращения тока возбуждения, блок определения приращения магнитного потока, вход которого соединен с выходом датчика магнитного потока, выход — с первым входом блока деления, второй вход которого через блок определения приращения тока возбуждения соединен с выходом датчика тока возбуждения, ф выход — через последовательно соединенные аналоговый ключ, преобразователь аналог — код и первый дешифратор связан с управляющими входа- С ми первого блока коммутации, выход датчика тока возбуждения через последовательно включенные дельтаЭиииб модулятор, счетчик и второй дешифратор соединен с управляющими входами второго блока коммутации, а выход ои б блока сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа через блок выделения модуля.

1131004

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока, регулирование скорости в которых осуществляется воздействием на цепь возбуждения двигателя.

Известно устройство для регулирования скоростй электродвигателя постоянного тока, содержащее блок сравнения, регулятор с блоком Д -це- 10 пей в обратной связи, тиристорный . преобразователь, датчик тока возбуждения (1) .

В процессе работы двигателя из- меняются параметры обмотки возбужде- 15 ния. Однако система регулирования является нелинейной, а компенсация влияния нелинейностей отсутствует.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой- 20 ство для управления электродвигателем постоянногс тока, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор с блоком Й1-цепей и блоком коммута- 25 ции в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь контролируемого параметра с датчиком контролируемого параметра. Устройство позволяет один раз изменить структуру регулятора и один раз его настройку (2) .

Однако для нелинейного объекта регулирования этого недостаточно, поэтому это устройство не обеспечивает требуемой точности регулирования как в статических, так и динамических режимах работы. Так, параметры обмотки возбуждения зависят от положения рабочей точки на кривой намагничивания и меняются пропорционально ее наклону в данной точке. Диапазон изменения параметров составляет

6-20 раз. Кроме того, постоянная времени затухания вихревых токов зависит от, скорости нарастания тока возбуждения.

Целью изобретения является повышение точности регулирования в динамических режимах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения, регулятор с блскомМ -цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения двигателя, последовательно соединенные датчики тока возбуждения и магнитного потока, дополнительно содержит блок выделения модуля, аналоговый ключ, второй блок коммутации, два дешифратора, преобразователь аналог— код, счетчик, дельта-модулятор, блок деления, блок определения приращения тока возбуждения, блок определения приращения магнитного потока, вход которого соединен с выходом датчика магнитного потока, выход — с первым входом блока деления, второй вход которого через блок определения приращения тока возбуждения соединен с выходом датчика тока возбуждения, выход — через последовательно соединенные аналоговый ключ, преобразователь аналог — код и первый дешифратор связан с управляющими входами первого блока коммутации, выход датчика тока возбуждения через последовательно включенные дельта-модулятор, счетчик и второй дешифратор соединен с управляющими входами второго блока коммутации, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа через блок выделения модуля.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 задания, блок

2 сравнения, регулятор 3 с блоком 4

gC- цепей и блоком 5 коммутации в цепи его обратной связи, соединенный через блок б управления (систему импульсно-фазового управления) с тиристорным преобразователем 7, включенным в цепь независимой обмотки 8 возбуждения электродвигателя постоянного тока. Выход датчика 8 тока возбуждения соединен со входом датчика 10 магнитного потока.

Устройство также содержит блок 11 выделения модуля, аналоговый ключ 12, второй блок 13 коммутации, дешифраторы 14 и 15, преобразователь 16 аналог — код, счетчик 17, дельта модулятор 18, блок 19 деленИя, блок

20 определения приращения тока возбуждения и блок 21 определения приращения магнитного потока, вход ко1131004 торого соединен с выходом датчика

10 магнитного потока, выход — с первым входом блока 19 деления, второй вход которого через блок 20 определения приращения тока возбуждения соединен с выходом датчика 9 тока возбуждения, выход . — через последовательно соединенные аналоговый ключ 12, преобразователь t6 аналог — код, и первый дешифратор 10

14 связан с управляющими входами первого блока 5 коммутации. Выход датчика 9 тока возбуждения через последовательно включенные дельтамодулятор 18,счетчик 17 и второй 15 дешифратор 15 соединен с управляю-. щими входами .второго блока 13 коммутации, а выход блока 2 сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа 12 через блок 11 вы- 20 деления модуля.

В данном устройстве применен датчик 10 магнитного потока, определяющий магнитный поток косвенно по току возбуждения. В устройстве мо- 25 жет быть применен датчик 10, осуществляющий прямое измерение магнитного потока, например, основанный на эффекте Холла.

Работа устройства происходит следующим образом.

В динамическом режиме, при изменении сигнала на задание потока с выхода блока 1 задания или при отклонении магнитного потока от заданного значения, на выходе блока

2 сравнения появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход регулятора 3 и вход блока 11 выделения модуля. Последний выдает 40 сигнал, который открывает аналоговый ключ 12, который, в свою очередь, подключает выход блока 19 деления ко входу преобразователя 16 аналог— код. Регулятор 3 через систему 6 45 импульсно-фазового управления воздействует на тиристорный преобразователь 7 таким образом, чтобы изменение магнитного потока привело к устранению рассогласования на

50 входе регулятора 3. Во время переходного процесса сигнал, пропорциональный току возбуждения, поступает на вход блока 20 определения приращения тока возбуждения, где оп- 55 ределяется величина hI8.. Сигнал, пропорциональный магнитному потоку, с выхода датчика 10 магнитного по тока поступает на вход блока 21 определения приращения магнитного потока, где определяется величина

ЛФ. Сигналы с блоков 20 и 21 поступают на блок 19 деления, на выходе которого получают величину

6Ô/hI(, которая характеризует наклон кривой намагничивания в данной рабочей точке и пропорциональна параметрам обмотки возбуждения. Так как ключ 12 открыт, то сигнал с выхода блока 19 деления поступает на преобразователь 16 аналог — код, где преобразуется в кодовую комбинацию, которая после преобразования в первом дешифраторе 14 (который вычисляет Функцию преобразования кодов, если это потребуется) поступает в первый блок 5 коммутации.

Блок 5 коммутации осуществляет переключение в блоке R G -цепей 4 таким образом, что регулятор 3 оказывается настроенным на значения параметров обмотки 8 возбуждения, соответствующие заданной рабочей точке на кривой намагничивания. Параллельно с этим сигнал с выхода датчика 9 тока поступает на вход дельта-модулятора 18. Последний вырабатывает последовательность импульсов, длительность которых зависит от скорости нарастания входного сигнала.

Эта последовательность поступает на счетчик 17, преобразуется во втором дешифраторе 15 и поступает на второй блок 13 коммутации, который осущест;вляет дополнительные переключения в блокеД -цепей 4, благодаря чему учитывается влияние скорости изменения тока возбуждения на постоянную затухания вихревых токов.

Описанные процессы протекают до тех пор,пока рассогласование на входе регулятора 3 не станет равно нулю.

В этом случае аналоговый ключ 12 размыкается и отключает блок 19 деления от преобразователя аналог— код 16 (последний может находиться в любом из состояний сколь угодно долгое время), а счетчик 17 устанавливается в нуль (цепи установки не показаны) и отключает корректирующие цепи, коммутируемые блоком

13 коммутации. Устройство перешло в установившийся режим работы.

В установившемся режиме работы сигнал на входе регулятора 3 равен нулю, а на выходе он находится на

1131004

Составитель Н. Корева

Редактор П. Коссей Техред М.Надь Корректор М. Леонтюк

Заказ 9624/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 уровне, обеспечивающем требуемое значение магнитного потока. Благодаря преобразователю 16 аналог — код набор решающих цепей в блоке Rf цепей скоммутирован блоком 5 коммутации в соответствии с нахождением рабочей точки на кривой намагничивания °

Таким образом в динамических режимах, благодаря введению дополни тельных блоков, определяется ра- . бочая точка на кривой намагничивания и осуществляется настройка регулятора на соответствующие ей параметрь1

5 обмотки возбуждения, .а также дополнительно корректируется настройка регулятора в соответствии со ско.ростью изменения тока возбуждения.

Это позволяет повысить точность регулирования в динамических режимах.