Электропривод с раздельным управлением

 

Использование: может быть использовано в электроприводах механизмов в станкостроительной , бумагоделательной промышленности. Сущность: в данном электроприводе при замыкании ключа 24 напряжение на входе системы 6 импульсно-фазового управления в момент окончания установленной бестоковой паузы Скачкообразно уменьшается на величину, равную люфту регулировочной характеристики преобразователя 11. Размыкание силовых ключей 18, 20 приводит к ебзникновёнию тока электродвигателе 12 сразу после окончания бестоковой паузы. 1 -ил.- . ; .- .. . .,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Щ (11)

y1)s Н 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, . .. ...,;:..; 2 (21) 4751846/07: : :.": промышленности. Сущность: в данном элек(22) 20.10.89 троприводе при замыкаййи ключа 24 напря(46)230593 Бюл %19... жение на входе системы 6 (75) А.Г. Ровенский . импульсно-фазового управления в момент . (56) Авторское свидетельство СССР ...окончания установленной бестоковой паузы

М 1354377, кл. Н 02 Р 5/06, 1984.. скачкообразно уменьшается на величину, равную люфту регулировочной характери(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С РАЗДЕЛЬНЫМ стики преобразователя 11. Размыкание сиУПРАВЛЕНИЕМ .. ловых ключей 18, 20. приводит к (57) Использование: может быть использо- возчнйкйовению тока в электродвигателе 12 вано в электроприводах механизмов в стан- сразу после окончанйя бестоковой паузы. 1 костроительной, бумагоделательнои ил, Изобретение относится к электротехни- выход которой через первый и второй управке, в частности к реверсивным электропри- .: ляемые ключи 7, 8 соединен с управляющиводам постоянного тока с раздельным ми электродами групп вентилей пвперед" 9, управлением групп вентилей преобразова- .; и "назад" 10 реверсивного вентильного пре. - теля,иможетбытьиспользовановэлектрО- - образователя 11е питающего якорную обприводах механизмов, работающих с мотку электрОДвигателя 12, датчики частыми реверсами момента, в станкостро-. скорости 13 и тока 14 электродвигателя .12, . ительной, бумагоделательной, подъемно-, соединеннйе своими выходами соответсттранспортной, металлургической, венно с входами узлов 1 и,3 сравнения. ъ авиационной и других отраслях промы111- Регулятор2скоростисодержитоперацион- Q() лен ности. ный усилитель 15, в цепи обратной связи

Цельизобретения-улучшениекачества.. которого последовательно включейы реэирегулирования тока и скорости электродви- стор 16 и конденсатор 17, причем, паралгателя путем увеличения быстродействия . лельно конденсатору подсоединен через регулятора скорости при реверсах. Таким пятый управляемый ключ 18 резистор 19. образом повышается точность выполненйя Параллельно же цепи обратной связи регу- С технологических операций и производи- пятера 2 подключен третий управляемый )чи тельность приводного механизма, ключ 20.., Ha чертеже приведена схема предлага- - Логическое переключающее устройство емого электропривода с раздельным управ-- .. - 21 управляет работой ключей 7, 8 и его вылением, который содержит подключенные ходы соединены с их управляющими электпоследовательнопервыйузел1сравнения, . родами, а входы порознь подключены к регулятор 2 скорости. второй узел 3 сравне- . выходу датчика 13 тока и к выходу третьего йия,регулятор4тока.узел5суммирования, узла 22 сравнения. Источник постоянного систему 6 импульсно-фазового управления, напряжения 23 соединен с узлом 5 сумми1817220

3 рованиячерезчетвертый управляемый ключ теля 11. Кроме того, расшунтируется регуля24, управляющий электрод которого связан тор скорости 2 и система регулирования с управляющим электродом второго управ- восстанавливает свою линейную традициляемого ключа 8. онную структуру подчиненного регулироваЛогический блок управления 25 управ- 5. ния параметров, где, таким образом, ляет работой ключей 18, 20 и его выход сое-. формируются нулевые начальные условия динен с управляющими электродами этих для работы очередной группы вентилей. ключей, а входы связаны соответственно с . Итак, допустим, что сигнал задания сковыходами логического переключающего ус- рости на входе узлов 1, 22 сравнения. изметройства21итретьегоузла22 сравнения. "0 няется rio треугольной диаграмме и до

3лтекьтропчривод с раздельным управле- момента времени t увеличивается с постонием работает следующим образом. Рас- янным темпом, а после момента времени t смотри, напрймер. работу реверсивного аналогично уменьшается. Динамический вентильного электропривода постоянного ток двигателя остается постоянным, а скотока общепромышленного механизма, уп- "5 рость его изменяется с постоянным ускореравляемого от задатчика иьнтенсивностй, с . нием. трехпозиционной логикой переключения ро момента времени1ошибка регулирогрупп вентилей преобразователя, причем, . вания скорости на вь ходе узлов 1, 22 сравлогический блок управления реализует сле- нения имеет положительную полярность и дующую логическую функцию: 20 поступает на третий вход логического блока

25 управления и на второй вход логического

Овых=((Овхз < ЩАЯОвх1 A (Uex3<0)) Ч (Uexrh переключа ощего устройства 21, на первый (Uex3>0))}) Y (Uex1v Uax2) ..... вход которого поступает сигнал с выхода датчика 14 тока. Такая полярность ошибки

Итак, алгоритм работы управляемых 25 регулирования соответствует работе группы ключей 7, 8,.20, 24, формируемый ЛПУ-. 21 вентилей "вперед" при регулировании скои ЛБУ вЂ” 25; содержит следующие операции. рости Электнродвйгателя 12, На первом выхоЛогическое переключающее устройство 21 де ЛПУ21 присутствует. сигнал логической контролирует пьлярность ошибки регулиро- . единицы, а .на втором — логического нуля. вания скорости и ее величийу; а также нали- 30 Сигнал логической единицы с первого выхочие тока в якорной цепи электродвигателя да устройства 21 подается на первый вход и, когда изменяется полярность сигнала логического блока 25управления и на управошибки регулированйя и ее величина пре-: . ляющий вход ключа 7, а сигнал логического восходит установленное йдроговое значе- нуля с второго выхода устройства 21 пода.ние -U, по сигналу иэ логического блока 35 ется на второй вход логического блока 25 управления срабатывает управляемый. ключ управления и управляющие входы ключей 8, 20 и шунтирует цепь обратной связи регуля- 24. Вследствие этого ключи 8, 24 находятся тора скорости, и сигнал задания тока стано- в разомкнутом состоянии, а ключ 7 — в замвится равным нулю, что приводит к, кнутом. Управляющие импульсы с выхода форсированному уменьшению тока элект- "0 системы 6 импульсно-фазового управления родвигателя. Когда же ток умрейьшается до подаются через ключ 7 на управляющие нуля и сигнал ошибкй регулирования соот- электроды группы 9 вентилей мвперед", а на ветствует перерегулированию скорости, на вход системы 6 поступает выходное напрявыходахЛПУ21 сигналы блокируются и на- жение регулятора 4 тока, так как ключ 24 . чинаетСя отсчЕт бестоковой паузы, а управ- 45 разомкнут и источник 23 постоянного наляемые ключи 7, 8 при этой разомкнуты, пряжения отключен от входа сумматора 5.

Когдаотсчетбестоковойпаузызаканчивает- Подача управляющих импульсов на управся на выходе ЛПУ 21, соответствующем по- ляющиеэлектроды группы вентилей "назад" лярности перерегулирования скорости, заблокирована, так как ключ 8 разомкнут. появляется сигнал логической единицы, что 50 Такйм образом, работа предлагаемого привчодит к замыканию соответствующих электроприводасраздельнымуправлением ключей,то есть подключению выхода систе- до момента времени.t ничем не отличается мы импульсно-,фазового управления б к yn- . от работы известных устройств раздельного равляющим электродам соответствующей управления вентильным преобразователем группы вентилей преобразователя 11. Од- 55 в системе подчиненного регулирования сконовременно после окончания бестоковой рости и тока электродвигателя в установивпаузы срабатывают управляемые ключи 20 шихся режимах работы электропривода. и 24 и напряжение на выходе регулятора В момент времени t сигнал задания скотока 4 изменяется на величину люфта в ре- рости электродвигателя на входе узлов 1, 22 тулировочноа карвктеристике иреоорааовэ- сравнения начинает уменьшаться и вывыва1817220

4 С17 R16 1119 тп>

R16 + 19

50 ет изменение полярности напряжения ошибки регулирования скорости на выходе узлов 1, 22 сравнения, Далее, в момент времени t1 напряжение ошибки регулирования скорости на выходе узлов 1, 22 сравнения становится больше установленной пороговой величины. В результате этого в ЛПУ 21 появляется сигнал на переключение групп вентилей преобразователя 11, но сигналы на его выходах остаются неизменными, так как ток электродвигателя 12 не равен нулю.

На выходе же логического блока управления в соответствии с его.логикой работы появляется сигнал логической единицы, который подается на управляющие входы ключей 18, 20; что вызывает замыкание их силовых цепей. Напряжение на выходе регулятора 2 скорости скачкообразно уменьшается до нуля; а напряжение на выходе регулятора 4 тока скачкообразно уменьшается на величину пропорциональной составляющей. Поэтому . ЭДС преобразователя 31 становится меньше

ЭДС двигателя в течение одного интервала „

° дискретности вентильного преобразователя и ток электродвигателя форсированно уменьшается до нуля. Замкнутый же контур тока системы подчиненного регулирования за время спада тока электродвигателя 12 до нуля отрабатывает нулевой сигнал задания на входе и автоматически осуществляет приведение выходного напряжения регулятора тока к нулевь1м начальным условиям, то есть к уровню, при котором среднее выпрямленное значение ЭДС группы вентилей "вперед" преобразователя 11 и ЭДС электродвигателя 12 приблизительно равны между собой. Одновременно происходит разряд конденсатора 17 по цепи обратной связи операционного усилителя 15 регулятора 2 скорости через резистор 16 и управляемый ключ 20, а также через резистор 19 и управляемый ключ 18. То есть цепь разряда конденсатора 17 состоит из параллельно включенных резисторов 16, 19. Сопротивление резистора 19 выбирают так, чтобы выполнялось неравенство: где tn — длительность бестоковой паузы;

С17 — емкость конденсатора 17;

R16; 0 19- сопротивление резисторов 16, 19; тогда к моменту окончания бестоковой паузы конденсатор 17 разрядится до нуля в любых режимах работы электропривода.

При совпадении двух условий: наличие перерегулирования скорости электродвигателя и отсутствие тока в его якорной цепи логическое переключающее устройство 21 изменяет свое состояние и на его выходах напряжение равно логическому нулю. Это напряжение подается на управляющие входы ключей 7, 8, 24 и их силовые электроды разомкнуты. Таким образом блокируется

10 выход системы 6 импульсно-фазового управления и импульсы управления на преоб.. разователь 11 не поступают. По истечении установленной бестоковой паузы, необходимой для надежного запирания ранее ра15 ботавшей группы вентилей "вперед", ЛПУ

21 изменяет свое состояние и на его втором выходе появляется сигнал логической единицы. Кроме того, на выходе логического блока управления 25 появляется сигнал ло20 гического нуля, что приводит к размыканию ключей 18, 20, а также замыканию управляемых ключей 8, 24, В результате напряжение на выходах регуляторов 2 скорости и 4 тока скачкообразно изменяется на величину пропорциональной составляющей и ЭДС преобразователя 11 становится меньше

ЭДС электродвигателя 12 в течение одного интервала дискретности вентильного преобразователя, а ток в якорной цепи возни30 кает без задержки после окончания бестоковой паузы, При замыкании ключа 24 сигнал на выходе сумматора 5 становится равным сумме выходного напряжения регулятора 4 тока и

35 выходного напряжения источника 23 постоянного напряжения, то есть напряжение на входе системы 6 импульсно-фазового управления в момент окончания установленной бестоковой паузы скачкообразно уменьшается на величину равную люфту регулировочной характеристики преобразователя

11.

Итак, в момент окончания бестоковой паузы s результате замыкания ключей 8, 24 импульсы управления с выхода системы 6 импульсно-фазового управления подаются на управляющие электроды группы 10 вентилей "назад" при нулевых начальных условиях, сформированных в системе подчиненного регулирования для группы вентилей "назад", а размыкание силовых электродов ключей 18, 20 приводит к возникновению тока в электродвигателе 12 сразу после окончания установленной

55 бестоковой паузы. Это позволяет устранить неоднозначную зависимость выходного напряжения преобразователя 11 от управляющего напряжения, увеличить быстродействие системы регулирования, сократить бестоковую зону до значения ус1817220.тановленной бестоковой паузы и снизить равляащими входами первого и второго упперерегулирование при реверсе тока, Та- равляемых ключей, а первый вход подклюким образом улучшается качество регулиро- чен к выходу датчика тока, входы третьего вания скорости электродвигателя. узла сравнения соединены с входами перво-..

5 го узла сравнейия, а выход подключен к втоФормула изобретен и я рому входу логического переключающегоЭлектропривад с раздельным управле- устройства и к третьему входу логическото нием, содержащий электродвигатель, по- блока управления, первые.два входа котороследовательно соединенные первый узел го соединенй с выходами алогического пере--: сравнения, пропорционально-интеграль- 10 ключаащего устройства, а выход соединен ный регулятор скорости, второй узел срав- с управляющим входом третьего управляененил, регулятор тока. сумматор и систему мого ключа, источник постоянного напряжеимпульсно-фазового управления, выходы ния через четвертый управляемый .ключ которой через первый и второй управляв- соединенсодним.йэвходов сумматора,- при мыи ключи подключены порознь к управля- 15 этом управлявщий вход четвертого. управ-:: .ющим цепям групп "Вперед" и "Йазад" ляемого ключа соедийен с управляющей реверсивного вентильного преобразовате- цепью второго управляемого ключа, о.т,л иля, выход которого соединен с якорной об- ч а ю щ:и и с я тем, Что, с целью улучшения.. моткой электродвигателя, датчики скорости качеСтва регулирования скорости,3 негодоные своими выходами соответственно с вхо- довательно резистор: и управляемый ключ; дами первого и второго узлов сравнейия.. управляющ гическое переключающее у выходы которого порознь соединены с уп- обратной связи регуляторй скорости, f9