Устройство для автоматического регулирования

 

ОП И САН И Е 184324

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскив

Сопиалистическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 14 1/.1965 (¹ 1006719/24-7) Кл. 21с, 59/01

21с, 59/25

21с, 46/51 с присоединением заявки №

МПК Н 02р

Н 02р

G 051

УДК 621.316.71.078-83 (088,8) Приоритет

Опубликовано 21.Vll.1966. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 26.IX.1966

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1л11нкстрав

СССР

У й".4и «".Д,у Я=-:,;.»

Ф

В, Т. Бардачевский и P. С. Кишко.;,.д)т,.;: -.-.

Авторы изобретения

Заявитель

БРь "Р "т

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАИИЯ

ЭЛ Е КТРОП P H ВОДА

Известны устройства для автоматического регулирования электропривода, содержащие управляющий усилитель, обмотка обратной связи которого включена последовательно в цепь эмиттер — коллектор полупроводникового триода на входное напряжение, пропорционалш1ое контролируемой величине, а цепь база — эмиттер триода подключена к блоку сравнения этого напряжения с эталонным напряжением. Однако эти устройства, как праьило, затягивают переходный процесс и не позволяют полностью реализовать форсировочные возможности системы.

Отличие предлагаемого устройства заключается в том, что блок сравнения содержит туннельный диод, включенный через переменное сопротивление на разность эталонного и гходного напряжений. Это позволяет автоматически изменять момент вступления в действие обратной связи во время переходного npoI1ecca в зависимости от величины контролируемого параметра и стадии переходного процесса и тем самьп1 повысить точность регулирования (уменьшить регулирование) и ускорять переходный процесс.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 приведены статические характеристики узла обратной связи, представляющие зависимость тока / в обмотке управления от напряккения U,,; на фиг. 3 показан один из возможных вариантов схемы задерхканной обратной связи, предназначенной для реверсивных электроприводов; на фиг. 4 приьедена осциллограмма разгона электропривода по системе генератор — двигатель с электромагнитным усилителем поперечного поля в качестве возбудителя ге.1ератора и задержанной обратной связью по направлению двигателя; на фиг. 5 — осциллограмма разгона элек тропривода той жс установки с использованием задержанной обратной связи по току якоря без изменения момента вступления ее в действие (зашунтирован туннельный диод).

15 Обмотка обратной связи 1 управляющего усилителя включена в цепь эмиттер — коллектор ключевого триода 2. Потенциометры 8 и 4, туннельный диод б и дополните.тьпые переменные сопротивления б, » и 8 образуют блок

2у сравнения.

Потенциометр 8 подключается на напряжение U,,;, пропорциональное контролируемому параметру.

Цепь эмиттер — база ключевого триода 2 подключается на разность напряжений, пропорционального U..... .снимающего с части потенциометра 8 и эталонного, снимаемого с части нотенциометра 4, который получает питание от источника эталонного напряжения U,. Полярность напряжений U, è 1/,и параметры

184324 элементов схемы выбира.отся такими, что при значении контролируемого параметра меньше заданного, транзистор закрыт и обратна» связь не действует. При повышении напряжением Ue» заданного значеш я транзистор открывается и обратная связь вступает в действие.

С целью уменьшения перерегулирования и ускорения переходного процесса момент вступления обратной связи в действие преднамеренно выбирается при значении контролируемой величины, меньшей ее заданного значения на величину, примерно равную перерегулированию. Величины сопротивлений б и 7 устанавливаются такими, чтобы при достижении KQIIтролируемой величиной значения, близкого к заданному, произошло переключение туннельного диода 5 с низкого уровня на высокий.

После указанного переключения скачкообразно увеличивается напряжение на туннельном диоде, вследствие чего резко уменьшается ток базы транзистора, который может даже стать равным нулю и связь перестанет действовать.

При дальнейшем увеличении контролируемого параметра связь повторно вступит в действие, чем обеспечивается его ограничение.

Согласно. указанной характеристике (см. фиг. 2) связь вступает в действие при превышении напряжением U,» значения U,»-,. Переключение туннельного диода происходит при напряжении U а повторное вступление связи в действие при напряжении U„»„ определяемом требуемым значением контролируемого параметра.

При уменьшении контролируемого параметра до определенного значения, будет происходить переключение туннельного диода с высокого уровня на низкий. Величина U„», при котором происходит указанное переключение, зависит от выбранных параметров элементов схемы и типа туннельного диода. Переключение может произойти при значениях U„»-

Выбор статических характеристик обратных связей и точек переключения производится в зависимости от конкретных требований системы управления и характера переходного процесса.

Например, для задержанной обратной связи по току якоря в системе генератор — двигатель желательно переключение туннельного диода с Высокого УРОвнЯ на низкий ПРи Ue» (Ue» ( (U Это обеспечивает вступление в действие обратной связи по току якоря в период уменьшения тока, что способствует быстрому снятию форсировки по напряжению возбуждения генератора в этот период и получению более интенсивного спадения тока в конце периода разгона или реверсировапия, т. е. способствует повышению коэффициента заполнения токовой диаграммы.

При одной полярности напряжения Ue» (см, фиг. 3) включение обмотки управления на ука5

65 занное напряжение производится транзистором типа п-р-п.

При обратной полярности U„— транзистором типа р-и-р. Туннельные диоды при этом включены встречно-параллельно.

Полупроводниковые вентили 9 установлены для исключения шунтирования одного туннельного диода другим при изменении полярности напряжения Ue».

Вентили 10 исключают подключение обмотки управления на напряжение U » при работе транзисторов по инверсной схеме, что могло бы привести к неправильному функционированию задержанной обратной связи.

Для иллюстрации эффекта, получаемого в результате применения предлагаемой схемы, приведена осциллограмма (см. фиг. 4), разгона электропривода по системе генератор— двигатель с электромашинным усилителем поперечного поля в качестве возбудителя генератора и задержанной обратной связью по току якоря, выполненной по предлагаемой схеме, и задержанной обратной связью по напряжению двигателя.

Обозначения величин на указанной осциллограмме следующие:

i3 — ток в задающей обмотке усилителя; о д — скорость вращения двигателя; U, — напряжение на обмотке возбуждения генератора; У„ — ток якорной цепи системы генератор— двигатель.

Как видно из указанной осциллограммы, диаграмма тока имеет очень высокий коэффициент заполнения.

На протяжении большей части разгона привода ток поддерживается (с достаточной точностью) постоянным. Величина перерегулирования является незначительной при большой интенсивности нарастания тока. Интенсивность спадания тока на последней стадии разгона также высокая из-за размагничивающего действия токовой обмотки после переключения туннельного диода с высокого уровня на низкий при спадании тока якоря.

Для сравнения приведена осциллограмма (см. фиг. 5). Величина форсировки и стабилизирующие средства остались такими же, как и в случае, соответствующем осциллограмме (см. фиг. 4). При той же максимальной величине тока якорной цепи время разгона увеличилось с 1,05 до 1,38 сек.

Характер переходного процесса неудовлетворительный: значительное перерегулирование тока и колебательность. Кроме того, эффективность спадания тока также меньше, чем при применении предлагаемой схемы.

Из изложенного следует, что предлагаемая задержанная обратная связь обладает рядом существенных преимуществ.

1. Значительное уменьшение перерегулирования при заданном режиме работы электропривода;

2. Сокращение времени регулирования за счет использования форсировочных возможностей системы и уменьшения колебательности;

184324

3. Возможность формирования диаграммы тока якорной цепи системы генератор — двигатель, приближающейся к прямоугольной, с помощью простейших средств;

4. Значительное упрощение стабилизирую щих и корректирующих средств;

5. Высокая надежность, обусловленная применением бесконтактных релейных элементов.

Предлагасмо устройство может найти применение в системах автоматического управления электроприводами в металлургической, машиностроительной и других отраслях промьш.леш:ости. Особенно его следует рекомендовать для циклически работающих механизмов, где ускорение переходных процессов существенно сказывается на повышении производительности механизма.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования электропривода, содержащее управляющий усилитель, обмотка обратной связи которого включена последовательно в цепь эмиттер — коллектор полупроводникового триода на входное напряжение, пропорциональное контролируемой величине, а цепь база — эмит10 тер триода подключена к блоку сравнения это. го напряжения с эталонным напряжением, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем автоматического изменения момента вступления в действие об15 ратной связи, указанный блок сравнения содержит туннельный диод, включенный через переменное сопротивление»а разность эталонного и входного напряжений.

184324

Фиг.!

Фиг 4

Фиг 3

Фиг.5

Составитель А. Ооух

Редактор A. И. Пименова Техрсд Г. Е. Петровская Корректоры: С. Н. Соколова и О. Б. Тюрина

Заказ 2536i9 Тираж 1550 Формат бум, 60Х901/g Объем 0,41 йзд. л. Г1одписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Советс Мшшстров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2