Система автоматического регулирования скорости электропривода

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, вьшолненного по системе тиристорный преобразователь - двигатель, содержащая модель замкнутого электропривода , состоящую из последовательно включенных сумматора, моделей преобразователя , цепи якоря и механической части электродвигателя, выходы которых соединены с входами указанного сумматора, релейный элемент , вькод которого соединен с входом тиристорного преобразователя, а входы подключены к выходам трех усилителей , каждый из которых через отдельный сумматор соединен соответственно с выходами механической части электродвигаггеля и ее модели, с выходами якорной цепи электродвигателя и ее модели и с выходами тиристорного преобразователя и его модели, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности компенсации параметрических и внешних воз мущений электропривода, она снабже3 на двумя релейньми элементами и усилителем , вход которого подключен к выходу сумматора мoдeпи замкнутого электропривода, а выход - к входу тиристорного преобразователя, входы одного КЗ введенных релейных элементов соединены с выходами первого и второго усилителей, вход второго введенного релейного элемента соеди нен с выходом первого усилителя, а :о выходы релейных элементов подключены Эд к входу тиристорного преобразователе. х ;о

аю (111

-СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3569591/24-07 (22) 30.03.83 (46) 23.01.85. Бюл. 11 3 (72) В.И.Жиляков и В.Г.Дрючин (71),Коммунарский горно-металлургический институт (53) 62-83:621.314,.5(088.8) (56) 1. Зеленов А.Б. Синтез и исследование релейных систем управления электроприводом постоянного тока.—

"Известия вузов. Электромеханика", 1979, И - 5, с. 407-413.

2. Загороднюк В.Т., Жиляков В.И., Садовой В.А. Синтез регуляторов электропривода промышленных роботов.—

Межвузовский сб. "Системы управления горными машинами", Новочеркасск, 1979, с. 110-116. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, выполненного по системе тиристорный преобразователь — двигатель, содержащая модель замкнутого электропривода, состоящую из последовательно включенных сумматора, моделей преобразователя, цепи якоря и механической части электродвигателя, вы- . ходы которых соединены с входами указанного сумматора, релейный элемент, выход которого соединен с входом тиристорйого преобразователя, а входы подклюяены .к выходам трех усилителей, каждый из которых через отдельный сумматор соединен соответственно с выходами механической части электродвигателя и ее модели, с выходами якорной цепи электродвигателя и ее модели и с выходами тиристорного преобразователя и его модели, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности компенсации параметрических и внешних возмущений электропривода, она снабже- Я на двумя релейными элементами и уси. лителем, вход которого подключен к выходу сумматора модели замкнутого электропривода, а выход - к входу тиристорного преобразователя, входы одного нз введенных релейных элементов соединены с выходами первого и второго усилителей, вход второго введенного релейного элемента соеди нен с выходом первого усилителя, а выходы релейных элементов подключены к входу тиристорного преобразователя °

1 1136

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования электроприводов постоянного тока, применяемых в металлургии, химической промьппленности, машиностроении.

Известна релейная система регулирования электропривода, содержащая последовательно включенные релейные регуляторы пути, скорости, тока, пре- 1б образователь и двигатель, причем выходы каждого из звеньев преобразователя и двигателя подключены к входам регуляторов пути, скорости тока $1) .

Недостатками этой системы являются узость области существования скользящего режима и, следовательно, большая чувствительность к переменным параметрам объекта регулирования и внешним возмущениям, 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является система автоматического регулирования скорости электропривода, выполненного по системе тиристорный пре- 25 образователь, — двигатель, содержащая модель замкнутого электропривода, состоящую из последовательно включенных сумматора, моделей преобразователя, цепи якоря и механичес-ЗО кой части электродвигателя, выходы которых соединены с входами указанного сумматора, релейный элемент, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя, а

35 входы подключены к выходам трех усилителей, каждый из которых через отдельный сумматор соединен соответственно с выходами механической части электродвигателя и ее модели, с выходами якорной цепи электродвигателя и ее модели и с выходами тиристорного преобразователя и его модели.

Система всегда работает в области малых отклонений, так как регулятор объекта всегда работает в скользящем режиме j2) .

Недостатком известной системы является то, что независимость выходной координаты электропривода достигается только от переменных параметров того звена, на- вход которого действует управление (например, тиристорного преобразователя). Изменение параметров якорной цепи электродвигателя, момента инерции на его валу, а также действие статического тока ухудшают качество регулирования.

289 2

Цель изобретения — повышение точности компенсации параметрических и внешних возмущений электропривода.

Цель достигается тем, что система автоматического регулирования скорости электропривода, выполненного по системе тиристорный преобразователь — двигатель, содержащая модель замкнутого электропривода, состоящую из последовательно включенных сумматора, моделей преобразователя, цепи якоря и механической части электродвигателя, выходы которых соединены с входами указанного сумматора, релейный элемент, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя, а входы подключены к выходам трех усилителей, каждый из которых через отдельный сумматор соединен соответственно с выходами механической части электродвигателя и ее модели, с выходами якорной цепи электродвигателя и ее модели и с выходами тиристорного преобразователя и его модели, снабжена двумя релейными элементами и усилителем, вход которого подключен к выходу сумматора модели замкнутого электропривода, а выход — к входу тиристорного преобразователя, входы одного из введенных релейных элементов соединены с выходами первого и второго усилителей, вход второго введенного релейного элемента соединен с выходом первого усилителя, а выходы релейных элементов подключены к входу тиристорного преобразователя.

На чертеже изображена функциональная схема системы автоматического регулирования скорости электропривода.

Система автоматического регулирования скорости электропривода 1, выполненного по системе THpHcTopHblH преобразователь — двигатель, содержит модель 2 замкнутого электропривода, состоящую из последовательно включенных сумматора 3, моделей 4,5 и 6 соответственно тиристорного преобразователя, цепи якоря и механической части электродвигателя, выходы которых соединены с входами сумматора 3, релейный элемент 7, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя 8, а входы подключены к выходам усилителей 9, 10 и t1, первый из которых через сумматор 12 соединен с выходами механической части

13 электродвигателя и ее модели 6, 30

113 второй — через сумматор 14 с выходами якорной цепи 15 электродвигателя и ее модели 5, третий — через сумматор 16 с выходами тиристорного преобразователя 8 и его модели 4. Система снабжена релейнымн элементами

17 и 18 и усилителем 19, вход которого подключен к выходу сумматора 3 модели 2 замкнутого электропривода, а выход — к входу тиристорного преоб-, 10 разователя 8, входы релейного элемента 17 соединены с выходами усилителей .9 и 10, вход релейного элемента 18 с выходом усилителя 9, а выходы релейных элементов 17 и 18 подключены к входу тиристорного преобразователя

8. Выходы моделей 4-6 соединены с сумматором 3 через усилители 20-22.

Входной сигнал ХВ„ определяет задание в статике (заданный уровень стабилизации) скорости U . В модели

Ф

2 формируются желаемые значения E >

1 >ld *азовых координат электропривоМ Мда Et,j,ñ, Сформированные таким образом координаты Ец 3, д модели 2 представляют собой задание в динамике и статике координатам Eä, 3, u) электро. привода 1.

Система работает следующим образом.

До подачи входного сигнала ХВ на модель 2 желаемые значения фазовых координат Е 1,J,М модели равны

4 М 4 нулю, следовательно, на вход модели

4 тиристорного преобразователя по.ступает сигнал управления U =О, на

+ входы релейных элементов 7, 17 и 18 поступают нулевые сигналы, релейные элементы работают в скользящем режиме, причем выход каждого из релей- 40 ных элементов равен нулю, поэтому на .вход тиристорного преобразователя

8 поступает нулевой суммарный сигнал.

После подачи входного сигнала Х „ на выходе сумматора 3 модели 2 посред- 45 ством усилителей 20-22 формируется

% сигнал управления 0 одновременно поступающий на входы модели электропривода (вход модели 4 тиристорного преобразователя) и самого электропри-у) вода (вход тиристорного преобразователя 8) посредством усилителя 19.

При этом одновременно на выходах моделей 4,5 и 6 при помощи сумматора 3 ф ( формируются желаемые значения Е,3 > u фазовых координат электропривода, которые могут быть измерены, и текущие (истинные) значения Е„, J (Jl) фа6289 4 зовых координат электропривода на выходах звеньев 8, !5 и t3. В сумматорах 12, 14 и 16 вычисляются отклонения (координаты возмущенного движения) P - f(текущих значений фазовых 1 координат электропривода от их желаемых значений, которые через усилители 9-11 поступают на входы репейных элементов 7, 17 и 18.

Если модель точно моделирует динамические свойства электропривода, то сигнал управления 0 обеспечивает

Eq=I;g) j =3, ц =(d) q,=-- = =0 при использовании в качестве элементов 7, 17 и 18 как релейных элементов, так и линейных усилителей. На входы элементов 7, 17 и 18 поступают нулевые сигналы.Таким образом, при идентичности свойств электропривода и свойств его модели регулирование ведется управляющим воздействием модели 0, которое по отношению к электроприводу 1 является программным.

Если модепь не идентична электроприводу, меняются его параметры или на него действуют внешние возмущения, то желаемые значения фазовых координат не равны действительным, отклонения,, не равны нулю.

Сигналы отклоненйя через усилители 911 поступают на входы релейных элементов 7, 17 и 18. Поскольку на вход электроприводом 1 не подан входной сигнал Х В„, а подключены толь- ко выходы релейных элементов и программное управление U, то выбором . параметров усилителей 9-11 обеспечивают работу релейных элементов 7,.

t7 и 18 в скользящем режиме при любом входном сигнале Х . Релейный элеВ мент 7, получая информацию о состоянии координат возмущенного движения обеспечивает скользящий режим, а следовательно, компенсацию изменения параметров тиристорного преобразователя 8 и внешних возмущений, приложенных к его выходу, в контуре регулирования координаты E .

Релейный элемент 17, на вход которого не подключен усилитель 11, за счет информации о состоянии координат обеспечивает скользящий режим и, следовательно, компенсацию изменения параметров якорной цепи 15 s контуре регулирования тока J . Релейный элемент 18 обеспечивает скользящий режим в контуре регулирования

1136289

ВНИИПИ Зака О Т аа 646 Поу исное

Филиал ППП Патеит, г.Уигород, ул.Проектная, 4 скорости и, компенсируя влияние на качество регулирования статического тока 3с„,и изменение момента инерции на валу электродвигателя.

5.Таким образом, использование программного управления U приводит к тому, что ресурс релейных элементов используется только на компенсацию влияния меняющихся условий работы з

I электропривода. Использование дополнительных релейных элементов и соответствующего их подключения позволяет реализовать трехкратный скользящий режим, что обеспечивает независимость движения выходной координаты системы от меняющихся в широком ди апазоне параметров электропривода и действующих на его входы внешних возмущений.