Способ управления электроприводом по системе генератор —двигатель

 

I652I4

Союз Советских

Социалистических

Республик ф Ф"4г

Кл. 21с, 59 33

21с, 59113

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 10Х1.1963 (¹ 840982/24-7) МПК H 02p

H 02p с присоединением заявки ¹

Приоритет

Государстее11кый комитет ло делам изобретений и открытий СССР

УДК

Опубликовано 23.IX.1964. Бк3ллетснь ¹ 18

Дата опуоликования описания 14.Х.1964

Авторы изобоете11ия

H. П. Лсншяксв и Г, Ф, Иикслаев аявитель

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПО

СИСТЕМЕ ГEHEPATOP — ДВИГАТЕЛЬ

Подп11сиая группа М 75

Известные способы управления электроприводом по системе генератор — двигатель с питанием обмоток возбуждения генератора от управляемого вентильного преобразователч широтно модулированными импульсами имеют одно заранее заданное значение допустимого тока или скорости и не обеспечивают в связи с этим достаточного быстродействия регулирования.

Предложенный способ позволяет г олучпть оптимальный по быстродействию закон ограничения тока и скорости. Он заключается в том что в обмотку возбуждения генератора попеременно подают положительные и отрицательные импульсы напряжения с амплитудой, обеспечивающей насыщение генератора.

Положительные импульсы имеют переменную ширину, определяемую временем, за которое ток или скорость достигнут допустимого пачения, а отрицательные импульсы име1от Iloстоянпую ширину и подаются в течение проыежуткя времени, за который ток или ско13ость изменяются незначительно.

На черте>ке изображена блок-схема устройства для осуществления предложенного способа.

Генератор нулевого состояния 1 собран по схеме триггера с одним устойчивым состоянием и предназначен для питания переменным током обмотки возбуждения генератора Г при кратковременных остановках двигателя Д и непосредственно перед пуском двигателя, а тякже используется для определения начала тормо>кения двигателя.

Симметричный триггер 2 служит для преобразования несимметричных импульсов, поступа1ощих от генератора чулевого состояния для воздействия на формирующие каскады 8 и 4.

Формирующие каскады собраны по схеме

10 триггеров с одним устойчивым состоянием и предназначены для формирования пмпуль=ов с длительностью, достаточной для включеьч1я управляемых вентилей, питающих обмотку возбуждения генератора.

15 Элементы 5 позволгпот искл1очить возмо иность по,мячи запускающих импульсов от формирующиx каскадов одновременно на управляющие электроды всех вентилей.

Умножители частоты 6 и 7 собраны по схе20 ме триггеров с одним устойчивым состоянием и служат для питания управляемого вентильного преобразователя сериями импульсов, что повышает надежность зажигания вентилей.

Если в схеме применены не тпратроны, а дру25 гие типы вентилей (например, тринисторы), то ум нож ител и частоты не нужны.

Катодный повторитель 8 служит для разделения цепей умножителей частоты от цепей управляемых вентилей, 30 Релейный элемент 9, предназначенный для пигаиия обмотки возбуждения генератора импульсами, модулированными по ширине, собран по схеме мостового инвертора на управляемых вентилях. К шунтам R в цепи якоря двигателя подключсны усилители постоянного тока 10. В схеме предусмотрены также катодные повторители 11, предназначен ные для разделения выходных цепей усилителей постоянного тока от входных цепей генераторов 12 и 13.

Инверторы 14 позволяют использовать схему для ограничения скорости, полученной как функция напряжения генератора или напряжения тахогенератора ТГ.

Катодные повторители 15 предназначены для развязки входных цепей генераторов ограничения 12 и 13 от схемы установки ограничения скорости. Эти генераторы ограничения собраны по схеме триггеров с одним устой;ивым состоянием. Инверторы 1б обеспечивают необходимую связь между генераторами огра ничения 12 и 13 и формирующими каскадами

3 и 4 и одновременно используются для реверсирования и переключения схемы на торможение-воздействием на блок управления 17.

Генератор торможения 18 собран также но схеме триггера с одним устойчивым состоянием. Релейный элемент 19 служит для исключения импульсов, поступающих от генераторов ограничения 12 и 13 при торможении двигателя.

При неподвижном вале двигателя работает генератор нулевого состояния. Импульсы, поступающие от него, вызывают срабатывание симметричного триггера 2 и попеременную работу формирующих каскадов 3 и 4. Формирующие каскады через умножи ели часготы

6 и 7 и катодные повторители 8 вызывают попеременное отпирание управляемых вентилей.

Таким образом, к обмогке возбуждения генератора прикладывается переменное напряжение с частотой, равной частоте работы симметричного триггера 2. При этом отсутствует ползучая скорость двигателя.

Для пуска двигателя при помощи блока управления 17 разрывается одна из цепей передачи импульсов от симметричного триггера

2 к формирующим каскадам, например, к каскаду 3. Тогда от симметричного триггера импульсы поступают лишь на формирующий каскад 4, срабатывание триггера которого через умножитель частоты 7 и катодный повторитель 8 вызывает отпирание одной пары управляемых вентилей.

Напряжение генератора Г нарастает с максимальной скоростью, так как в обмотке возбуждения приложено напряжение, обеспечивающее насыщение генератора.

Напряжением, снимаемым с сопротивлений

Rz и R2, генератор нулевого состояния исключается из работы. Ток двигателя нарастает с максимальной скоростью. Напряжение, снимаемое с шунта R, через усилитель 10 и катодный повторитель 11 подается на вход генератора ограничения 12, Когда ток двига5

65 теля достигает максимально допустимого значения, срабатывает генератор ограничения 12 и через формирующий каскад 3, умножитель частоты б и катодный повторитель 8 запускающий импульс поступит к другой паре управляемых вентилей, что приведет к их отпиранию и запиранию работавших ранее вентилей.

Таким образом, меняется полярность напряжения, питающего обмотку возбуждения генератора. Ток двигателя уменьшается, Генератор ограничения 12 через определс«ное

"-ара нее заданное время займет исходное состояние, что вызовет через пнвертор 16, формирующий каскад 4, умножитель частоты

7 и катодый повторитель 8 новое переключение управляемых вентилей. К обмотке возбуждения генератора, таким обра-ом, прикладывается напряжение, вызывающее понос нарастание тока якорной цепи. Ilp» очень малом времени отрицательного импульса напряжения, подаваемого па обмотку возбуждения генератора, провал тока дьигателя полу чается незначительным, сравнимым с помехами в якорной цепи.

Нарастание тока двигателя вызовет новое срабатывание генератора ограничения 12. Так процесс протекает до тех пор, пока двигатель не выйдет на естественную характеристику, и величина тока двигателя не перестанет достигать допустимого значения.

В схеме предусмотрено ограничение по скорости, так как к обмотке возбуждения генератора может прикладываться напряжение, значительно превышающее номинальное, при котором двигатель может разогнаться до скорости выше допустимой.

Когда скорость двигателя достигнет допустимого значения, напряжения, снимаемого с сопротивления R; (при вращении двигателя в другую сторону используется напряжение, снимаемое с сопротивления Р,), будет достаточно по величине для срабатывания генератора ограничения 12. Это вызовет переключение управляемых вентилей на уменьшение напряжения генератора. Скорость двигателч начинает уменьшаться, но так как генератор ограничения 12 возвращается через небольшие промежутки времени в исходное состояние и происходит переключение управляемых вентилей на новое увеличение напряжения генератора, скорость двигателя колеблется незначительно. Схема ограничения скорости работает при токе двигателя, убывающем до значения, равного статическому, и продолжает работать при статическом токе все время, пока двигатель работает на допустимой скорости.

Для перевода устройства в режим торможения двигателя блок управления 17 подает сигнал на искгночение через релейный элемент

19 из работы цепи, соединяющий один из генераторов ограничения, например, 12, с инвертором 1б. Генератор ограничения 12 через формирующий каскад 8, умножитель частоты б, катодный повторитель 8 отпирает одну пару управляемых вентилей, и к обмотке возбу>кдения прикладывается напряжение, вызывающее уменьшение напряжения генератора с максимальной скоростью. Ток двигателя Мсняет направление и достигает допустимой величины. Это вызывает срабатывание генератора ограничения 18. Процесс ограшгчсння тока двигателя протекает аналогично процессу при пуске. При некотором напряжении генератора (или тахогенератора), соотвег- 10 ствукпцсм небольшой скорости двигателя, I1à÷èl1àåò работать генера7ор нулевого состояПервыи имнульc генератора состояния вызывает срабатывание генератора торможения 18. Ге11ератор торможения через 15 релей1ный элемент 19 отключает генераторы ограничения 12 н 18 от формирующих каскадов 8 и 4. Генератор нулевого состояния lcp«3 симмстричный три11ср 2, формирующие каскады 8 н 4, ум1ю>кители частоты 6 н 7, ка- 20 тодные повторители 8 вызывает iiepc»ato tettite управляемых вентилей чсрсз равные проме>куткп времени. Ток двигателя ollcTp0 спя 12ст ,lo нуля, и двигатель останавливается.

При реверсировянин двигателя генератор 25 тормо>кения отключается сигналом, подаваемым от блока управления 17, и про tecc ограничения тока двигателя происходит до тех пор, пока скорость вра1цения двигателя в

06pBTHoI направлении не достигнет допустимОЙ.

Закон изменения ограничений тока и скорости двигателя должен обеспечивать оптима Ibный по быстродействию процесс в системе

à — Д ви1ду практически безынерционной работы схемы управления.

Предмет itзBобретения

Сносоо управления электроприводом по системс генератор — двигатель с питанием обмотки возбуждения гснсрятора от управляемого вгл1тпльного преобразователя импульсами, МОдулнровапнымll по н1нрпнее, О т л и I 3!Ощ и и с я тем, что с целью повышения быстродсйстзия регулирования путем ограни 1енпя тока (плн скорости) дви1ателя по оптнмальобмоткy воBI>y>t денни генератора пода or попеременно положнтел.пые н отрицательные импульсы с амплитудоЙ, обеснсчивающсй насыщение генератора, причем положительные импульсы имеют переменную ширину, определяемую временем, за которое ток (нли скорость) достигает допустимого значения, 3 отрицательные импульсы имеют посто1шную ширину и подаются в тс ictIItc проме>кут1 я BpcwtcIIII, 3 который TQK (11 111 скорость) изменяется незначитсльно.