Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение может быть использовано в металлургической, бумагоделательной и других отраслях промышленности . Сущность: в данном электроприводе на время бестоковой паузы сигнал задания фиксируется равным значению в начале паузы. Когда пауза заканчивается , сигнал задания продолжают формировать по тому же закону. Ток в электродвигателе появляется после бестоковой паузы без резких изменений. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1.1) (si)s Н 02 К 5/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4839724/07 (22) 28.04.90 (46) 30.05,93. Бюл. М 20 (76) А.Г.Ровенский (56) Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. M.; Энергия, 1969, с. 120-122, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН(Я РЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления реверсивными вентильными электроприводами, и может быть использовано в металлургической, бумагоделательной, станкостроительной, авиационной и других. отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности управления путем устранения резких изменений тока при переключении. групп вентилей преобразователя. Таким образом при реверсах тока снижается колебатеНьность процесса управления и динамические нагрузки в электромеханической системе электропривода, На чертеже показано устройство для автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, при помощи которого осуществляют способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом.

Устройство содержит блок 1 задания скорости, систему 2 автоматического регулирования скорости и логическое переключающее устройство 3. Система 2 (57) Использование: изобретение может быть использовано в металлургической, бумагоделательной и других отраслях промышленности, Сущность; в данном электроприводе на время бестоковой паузы сигнал задания фиксируется равным значению в начале паузы. Когда пауза заканчивается, сигнал задания продолжают формировать по тому же закону. Ток в электродвигателе появляется после бестоковой паузы без резких изменений, 2 с.п. ф-лы, 1 ил, автоматического регулирования скорости содержит соединенные последовательно регуляторы скорости 4 и тока 5, реверсивный тиристорный преобразователь 6 с раздельным управлением групп вентилей и электродвигатель 7 постоянного тока. Система 8 импульсно-фазового управления преобразователя 6 соединена с управляющими электродами групп вентилей через два управляемых ключа 9, 10, управляющие электроды которых связаны с соответствующими выходами логического переключающего устройства 3 и входами схемы ИЛИ 11, выход которой подключен к входу синхронизации блока 1 задания скорости. Датчики скорости

12 и тока 13 соединены с входами соответствующих регуляторов, а входы логического переключающего устройства 3 - с выходами регулятора 4 скорости и датчика 13 тока.

Блок 1 задания скорости содержит соединенные последовательно источник 14 сигнала управления, узел 15 сравнения, релейный элемент 16 с зоной нечувствительности, управляемый ключ 17, интегрирующее звено 18, выход которого соединен

1819365 с входом узла 15 сравнения и выходом блока

1 задания скорости. Управляющий электрод ключа 17 связан через вход синхронизации блока 1 задания скорости с выходом схемы

ИЛИ 11.

Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, например механизмами станка с числовым программным управлением, осуществляется при помощи блока 1 задания скорости, например программируемого командоконтроллера, системы 2 автоматического регулирования скорости электродвигателя 7, например системы подчиненного регулирования скорости и тока электродвигателя, и логического переключающего устройства 3, например с трехпозиционной логикой.

Итак, сигнал задания скорости на выходе блока 1 изменяется по линейному закону в соответствии с заданной программой управления технологическим процессом. Система 2 автоматического регулирования отрабатывает изменение сигнала задания, и сигналы на выходах регуляторов 4, 5 ЭДС преобразователя 6, ток в якорной цепи электродвигателя 7 и его скорость изменяются в соответствии с управляющим воздействием и настройкой регуляторов системы 2 автоматического регулирования. При помощи логического переключающего устройства 3 и датчика 13 тока контролируют полярность сигнала задания тока, например, на выходе регулятора 4 скорости. и наличие тока электродвигателя 7 по значению напряжения на выходе датчика 13 тока.и в соответствии с полярностью сигнала задания тока соединяют выход системы 8 импульсно-фазового управления с управляющими электродами соответствующей группы вентилей преобразователя 6. Когда же полярность сигнала задания тока изменяется и ток электродвигателя уменьшается до нуля, при помощи логического переключающего устройства 3 и управляемого ключа 9 отсоединяют выход системы 8 импульсно-фазового управления от управляющих электродов работающей группы вентилей. например группы "вперед" реверсивного преобразователя 6, и отсчитывают установленное значение бестоковой паузы (при помощи логического переключающего устройства 3). Во время бестоковой паузы при помощи схемы ИЛИ

11 формируют сигнал синхронизации для блока 1 задания скорости. По этому сигналу выполнение программы формирования сигнала задания скорости приостанавливается и сигнал на выходе блока 1 на время бестоковой паузы фиксируется равным своему значению в момент начала отсчета бестоковой паузы. По истечении установленного значения бестоковой паузы при помощи логического переключающего устройства 3 и управляемого ключа 10 выход системы им5 пульсно-фазового управления 8 соединяют с управляющими электродами другой группы вентилей преобразователя 6, например группы вентилей "назад". Сигнал синхронизации на входе блока 1 изменяет

"0 свое значение, ключ 17 замкнут и сигналы управления и задания скорости продолжают формировать далее по установленной программе, то есть продолжают выполнение алгоритма формирования сигнала зада15 ния скорости от зафиксированного в начале бестоковой паузы значения. Так как сигнал задания скорости на входе системы регулирования 2 во время бестоковой паузы не изменяется, а скорость электродвигателя

20 изменяется незначительно, то сигнал ошибки регулирования скорости и соответственно пропорциональные составляющие сигналов на выходах регуляторов во время бестоковой паузы остаются неизменными, В итоге ток электродвигателя 7 после окончания бестоковой паузы увеличивается плавно без резких изменений и перерегулирования. Таким образом, данный способ управления еще и создает условия для приведения состояния регуляторов системы

2 регулирования за время бестоковой паузы к необходимым начальным условиям.

Устройство для автоматического управления реверсивным вентильным электро35 приводам работает следующим образом, . При изменении ЭДС на выходе источника 14 сигнала управления, например командоаппарата, в функции некоторого параметра технологического процесса сигнал на выхо40 де блока 1 задания скорости изменяется по линейному закону с темпом. определяемым постоянной времени интегрирующего звена

18. Сигнал на выходе звена 18 меньше сигнала на выходе источника 14, а сигнал на

45 выходе узла 15 сравнения превышает порог срабатывания релейного элемента 16 и на входе интегрирующего звена 18 сигнал равен напряжению насыщения релейного элемента 16. Система 2 автоматического

50 регулирования скорости отрабатывает линейно изменяющийся сигнал задания скорости и напряжение на выходах регуляторов

4. 5. ЭДС преобразователя 6. ток в якорной цепи электродвигателя 7 и его скорость из55 меняются в соответствии с управляющим воздействием, то есть динамический ток двигателя поддерживается постоянным, а скорость изменяется по линейному закону, Логическое переключающее устройство

3 контролирует полярность сигнала задания

1819365 тока на выходе регулятора скорости и значение тока в якорной цепи электродвигателя по напряжению на выходе датчика тока, и, когда изменяется полярность сигнала задания тока и ток электродвигателя уменьшается до нуля, сигналы на выходах логического переключающего устройства равны нулю, Когда же производная сигнала управления изменяет знак, то соответственно изменяется и производная сигнала задания скорости, а также изменяются знаки сигналов на выходе регуляторов 4, 5 и ток электродвигателя 7 уменьшается до нуля и изменяет свою полярность.

В момент времени, когда сигнал задания тока изменяет знак и ток в якорной цепи электродвигателя уменьшается до нуля на выходах логического переключающего устройства 3, на выходе схемы 11 ИЛИ и на входе синхронизации блока задания скорости сигналы равны нулю. Следовательно, на управляющих входах ключей 9. 10, 17 сигналы отсутствуют и ключи 9, 17.размыкаются, В результате выход системы импульсно-фазового управления 8 отсоединяют от управляющих электродов группы вентилей преобразователя 6, например группы "вперед", а выход релейного элемента 16 — от входа интегрирующего звена 18. Так как сигнал на выходе интегрирующего звена 18 равен нулю, то сигнал на его выходе во время бестоковой паузы не изменяется и фиксируется равным своему значению в момент начала отсчета бестоковой паузы, то есть в момент раэмыкания ключа 17.

Когда же отсчет бестоковой паузы заканчивается, на соответствующем выходе логического переключающего устройства 3 в соответствии с полярностью сигнала задания тока появляется сигнал логической единицы. На управляющем электроде ключа 10 и на выходе схемы ИЛИ 1, сигналы равны логической единице и управляемые ключи

10, 17 замыкаются, Выход системы импульсно-фазового управления 8 подключается к управляющим электродам другой группы вентилей преобразователя 6, например группы "назад", а выход релейного элемента 16 — к входу интегрирующего звена 18 и сигнал на его выходе начинает изменяться по линейному закону от фиксированного значения.

Так как скорость электродвигателя 8 во время паузы изменяется незначительно, а сигнал задания скорости фиксируется, то ошибка регулирования скорости и пропорциональные составляющие сигналов на выходах регуляторов 4, 5 за время бестоковой паузы не изменяются, и ток электродвигателя 7 после окончания бестоковой паузы уве35 повышения надежности управления, сигнал задания скорости на время бестоковой

45 регулятор скорости, регулятор тока. систему импульсно-фазового управления, вы50

30 личивается плавно беэ резких изменений и перерегулирования. Исключение резких изменений тока при переключении групп вентилей позволяет устранить срабатывание максимальной токовой защиты преобразователя и удары в электромеханической системе электропривода.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления реверсивным вентильным электроприводом, осуществляемый при помощи блока задания скорости, автоматической системы регулирования скорости электродвигателя и логического переключающего устройства, согласно которому формируют сигнал задания скорости по определенному закону, измеряют скорость и ток электродвигателя, сравнивают измеренные значения с заданными и преобразуют сигналы ошибки регулирования по установленным законам, а результирующий сигнал подают на вход системы импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, контролируют полярность сигнала задания тока и, когда изменяется полярность этого сигнала и ток уменьшается до нуля, отсоединяют выход системы импульсно-фазового управления от управляющих электродов работающей группы в ентилей преобразователя и после окончания установленной бестоковой паузы подсоединяют выход системы импульсно-фазового управления к управляющим электродам другой группы вентилей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью паузы фиксируют равным его значению в момент ее начала, а по окончании паузы сигнал задания скорости продолжают формировать по заданному закону

2, Устройство для автоматического уп. равления реверсивным. вентильным электроприводом, содержащее включенные последовательно блок задания скорости. ход которой соединен с силовыми электродами двух управляемых ключей, два других силовых электрода которых связаны с управляющими электродами вентилей соответствующих групп преобразователя, а управляющие электроды ключей соединены с соответствующими выходами логического переключающего устройства, причем датчики скорости и тока подключены к входам одноименных регуляторов, а входы логического переключающего устройства соединены с выходами датчика тока и регулятора скорости. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в

1819365

Составитель А.Ровенский

Редактор Л.Народная Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1954 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 него дополнительно введены третий управляемый ключ и схема ИЛИ, входы которой подключены к выходам логического переключающего устройства, а ее выход подсоединен к соответствующему синхрониэирующему входу блока задания, который содержит включенные последовательно источник управляющего сигнала, узел сравнения, релейный элемент с зоной нечувствительности, третий управляемый ключ, интегрирующее звено, выход которого соединен с вторым входом узла сравне5 ния и является выходом блока задания скорости, а управляющий электрод третьего ключа соединен с синхронизирующим входом блока задания скорости,