Двухзонный электропривод постоянного тока

 

Использование: в двухзонных электроприводах постоянного и переменного токов . Сущность: электропривод дополнительно содержит устройство коррекции 18, выполненное в виде последовательно соединенных согласующего элемента 19, двух пороговых элементов 21, 23, двух выпрямителей 20,24 и управляемого ключа 22. Это позволяет улучшить динамические характеристики электропривода, коммутацию и его использование по мощности . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ы2 1820472 А1 (st)s Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР)

ИИОВФИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

@и БЛ Я Тг-.,: А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еь (21) 4926875/07 (22) 08.04.91 (46) 07.06.93 Бюл. N. 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения . (72) А.Г.Иванов, А.С.Чернышев и В.А.Алексеев (56) Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод, М.: Энергия, 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 780133, кл. Н 02 P 5/06, 1978. (54) ДВУХЗОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: в двухзонных электроприводах постоянного и переменного токов. Сущность: электропривод дополнительно содержит устройство коррекции 18, выполненное в виде последовательно соединенных согласующего элемента 19, двух пороговых элементов 21, 23. двух выпрямителей 20. 24 и управляемо о ключа 22. Это позволяет улучшить динамические характеристики электропривода, коммутацию и его использование по мощности. 1 ил.

1820472

Изобретение относится к электротехнике, в частности к звтоматиэированному электроприводу, и может быть использовано в двухзонных электроприводах постоянного и переменного токов.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик электропривода, улучшения коммутации двигателя в переходных режимах и использования двигателя по мощности в стационарном режиме, На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого двухэонного электропривода постоянного тока.

Злектропривод содержит преобразователь якорный (ТПЯ) 1, якорь 2 двигателя, обмотку 3 возбуждении двигателя. преобразователь-возбудитель {ТПВ) 4. датчики б. 6 тока соответственно преобразователей 1 и . 4. устройства 7, 15 импульсно-фазового управления (СИФУЯ и СИФУВ) соответственно для преобразователей 1 и 4, регуляторы

8, 14 тока соответственно якоря (РТЯ) и возбуждения (РТВ), регулятор 9 скорости, задатчик 10 скорости, датчик .11 скорости, датчик 12 напряжения (ЭДС) двигателя, регулятор 13 ЗДС двигателя, задатчики 16, 17 соответственно напряжения (ЭДС) и тока возбуждения, устройство 18 коррекции, согласующий элемент 19, выпрямитель 20, 24, пороговые элементы 21; 23, ключ 22, λ— сигнал с выхода устройства коррекции, Uoc, U, Одн. Ов, 1р — сигналы соответственно обратной связи по скорости, задающий, датчика напряжения, задания напряжения возбуждения и задания тока возбуждения.

В предлагаемом двухзонном электроприводе постоянного тока якорный преобразователь 1 подсоединен к якорю 2 двигателя, имеющего обмотку 3 возбужде- ния, которая соединена с преобразователем-возбудителем 4, . каждый иэ преобразователей соединен с сетью через соответствующий датчик 5 и 6 тока, цепи управления преобразователя 1 подключены к устройству 7 импульсно-фазового управления, соединенное с регулятором 8 тока якоря и датчиком 5 тока, при этом вход ре"гулятора 8 соединен с выходом регулятора

9 скорости, вход которого подключен к задатчику 10 и датчику 11 скорости. Датчик 12 напряжения подключен к якорю 2 двигателя и регулятору 13 ЭДС двигателя, выход которого соединен с регулятором 14 тока возбуждения и устройством 15 импульсно-фазового управления преобразователем-возбудителем 4, входы регулято ров 13 и 14 подключены к задэтчику 16 напряжения (ЭДС) и эадатчику 17 тока.возбуждения, третий вход регулятора 13 соединен с выходом устройства 18 коррекции, содержащего согласующий элемент 19, подключенный входами к задатчику 10 и датчику 11 скорости, а выходом — к выпрямителю

20, соединенному с пороговым элементом

21, выход которого подключен к ключу 22 и образует выход устройства 18, при этом управляющий вход ключа 22 соединен с пороговым элементом 23. который через

10 выпрямитель 24 подключен кдатчику.11 скорости,, Злектропривод работает следующим образом. Задающее напряжение задатчика

10 определяет уровень скорости двигателя.

15 Сигнал U> задатчика 16 определяет наибольшее найряжение на двигателе, которое обычно равно номинальному напряжению двигателя. Сигнал 4 определяет номинальный ток обмотки возбуждения двигателя.

20 Рассмотрим работу электропривода в стационарном и пусковом режимах. При ра-. боте в стационарном режиме (на установившейся скорости двигателя) под действием сигнала Оз на выходах регуляторов скоро25 сти 9 итока 8 вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на вход СИФУЯ 7, который определяетуровень напряжения ТПЯ

1 на якоре 2 двигателя. Регуляторы 14 и 13 соответственно определяют. номинальный

30 ток возбуждения двигателя и наибольшее напряжение (ЭДС) на двигателе. Выходные сигнзлы .задатчика 16 (U ) и датчика 12 (Одн) определяют уровень напряжения на двигателе. При работе в стационарном режиме в

35 1-й зоне регулирования (скорость не выше номинальной), когда ток возбуждения двигателя равен в номинальному, т.е.

lo -!вном = collst выходной сигнал Ок устройства 18 коррек40 ции равен нулю, т.к. ключ 22 разомкнут. В этом случае регулятор напряжения.15 находится в насыщении и не оказывает воздействие (не ограничивает) на входной сигнал

СИФУВ 13; При работе а стационарном ре45 жиме по 2-й зоне регулирования (скорость., больше номинальной) под действием сигналов Ua и Одн на выходе 13 понижается сигнал, в результате чего уменьшается ток возбуждения в обмотке 3, а на якоря 2 дви50 гателя поддерживается напряжение ОгОя

"const. Таким образом, при работе в стационарном режиме в 1-й и 2-й зонах регулирования устройство коррекции 18 не оказывает воздействия (О» О) на регулятор

55 13 напряжения. и наибольшее напряжение нэ двигателе теоретически ограничивается номинальным напряжением двигателя.

Практически для обеспечения прямоугольной диаграммы тока и тем самым Улучшение динамических (пусковых) характеристик

1820472

20

50

5 двигателя обычно во 2-й зоне регулирования (Ia < lggp ) поддерживают наибольшее напряжение на якоре U3 «0,90н - const, что приводит к недоиспользованию двигателя по мощности примерно íà 10/, (регулирование скорости для и > nH осуществляется при напряжении якоря дви..гателя меньшем, чем номинальное, на 10 ).

При работе электропривода в пусковых режимах (а также при реверсе) после достижения номинальной скорости на выходе устройства 18 появляется корректирующий сигнал 0», под действием которого в процессе пуска (реверса) на якоре двигателя несколько понижается напряжение, например. до величины

0д 08 0н

Это позволяет обеспечить в данном режиме достаточное превышение напряжения преобразователя над противоЭДС двигателя и тем самым создать прямоугольную пусковую токовую диаграмму и минимальное время пуска двигателя, что улучшает динамические характеристики электропривода и коммутацию двигателя.

После окончания пуска (реверса) имеем U»= О, и на двигателе устанавливается напряжение 0д = UH, что позволяет полностью использовать двигатель по номинальному моменту и мощности.

Устройство 18 работает следующим образом. На вход согласующего элемента 19, представляющег0 собой, например, операционный усилитель с апериодическим фильтром в цепи обратной связи, поступают сигналй с выхода 10 и 11 (0з и Upp). Выпрямитель 20 осуществляет выделение сигнала модуля ошибки Ь0 = (0з — Upñ), который поступает на вход элемента 21, имеющего порог срабатывания 0>. Порог срабатывания 01 выбирается таким, чтобы оттраиться от перерегулирований скорости в режимах сброса (наброса) нагрузки и при малых изменениях задающего сигнала. Это выполняется с целью исключения регулирования устройства на малые возмущения.

Таким образом элемент 21 срабатывает только s пусковых режимах, реверсах и при ступенчатом изменении скорости значительной величины (o "большом"). Далее выходной сигнал 21 через ключ 22 поступает на вход 15. Ключ 22 управляется сигналом с выхода 2-го элемента 23, имеющего порог срабатывания 02, соответствующий номинальной скорости двигателя пн. На вход 23 с выпрямителя 24 поступает сигнал, соответствующий модулю скорости двигателя.

Таким образом, при скорости двигателя и >пн ключ 22 замкнут и при срабатываний21 порогового элемента (что имеет место в пусковых режимах) на выходе устройства 18 появляется сигнал О», обеспечивающий снижение противоЭДС и напряжения двигателя в пусковых режимах. В результате за счет искусственно получаемого большого перепада нап ряжения преобразователя и противоЗДС якоря появляется возможность в течение всего времени пуска (реверса) поддерживать постоянным ток якоря, что улучшает динамические характеристики двигателя. Кроме того, это улучшает коммутацию двигателя в переходных режимах за счет пониженного напряжения якоря (0д.0,8 0н).

Преимуществом предлагаемого электропривода по сравнению с прототипом является улучшение динамических и коммутационных характеристик электропривода, а также улучшение использования двигателя flo мощности за счет синтезирования и введения специального устройства коррекции. Во всех известных электроприводах напряжение (ЗДС) двигателя во второй зоне регулирования является

25 постоянной величиной как в пусковых так и в стационарных режимах работы двигателя

При этом для обеспечения удовлетворительной (близкой к прямоугольной) пусковой токовой диаграммы двигателя до величины 0,9

0н, что приводит к недоиспользовазнию двигателя по мощности в стационарном режиме.

В предлагаемом электроприводе благодаря оригинально выполненному устройст35 ву коррекции, работающего в функции задающего сигнала и сигнала датчика скорости, содержащего ключ 22,.два выпрямителя 20 и 24, два пороговых элемента 21, 23 и согласующий элемент 19, соединенные между собой, получаем высокие динамические характеристики электропривода, улучшение коммутации двигателя и лучшее его использование по мощности.

Следует отметить, что устройство 18 коррекции может использоваться и в структуре электропривода с последовательным соединением регулятора ЭДС и регулятора тока возбуждения, при этом подсоединение узла коррекции по входам и выходу остается без изменения.

Формула изобретения

Двухэонный электропривод постоянного. тока, содержащий электродвигатель с независимой обмоткой возбуждения и с датчиком скорости, якорная обмотка которого подключена к выходу якорного преобразователя, последовательно соединенные задатчик скорости, регулятор скорости, регулятор тока, первый блок импульсно-фазового управления, выход которого

1820472

Составитель Т. Викторова

Техред М.Моргентал Корректор М.Ткач

Редактор

Заказ 2035 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключен к.входу якорного преобразователя, последовательно соединенные задатчик тока возбуждения, регулятор тока возбуждения, второй блок импульсно-фазового управления и преобразователь-возбудитель, выходом подключенный к обмотке возбуждения. датчик тока возбуждения, подключенный к второму входу регулятора тока возбуждения, последовательно соединенные датчик напряжения якоря и регулятор ЭДС, выход которого подключен к входу второго блока импульсно-фазового управления, задатчик напряженил, подключенный к второму входу регулятора ЭДС, выход датчика скорости соединен с вторым входом регулятора скорости, и датчик тока якоря, подключенный к второму входу регулятора тока, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик электропривода, улучшения коммутации и использования двигателя по мощности, в него введено устройство коррекции, входы которого подключены соответственно к

5 выходам задатчика и датчика скорости, выход устройства коррекции соединен с третьим входом регулятора ЭДС. а устройство коррекции выполнено в виде последовательно соединенных согласующего

10 элемента, первого выпрямителя, первого порогового элемента и управляемого ключа, второй вход согласующего элемента через последовательно соединенные второй выпрямитель и второй пороговый элемент

15 подключен к управляющему входу ключа, выход которого является выходом устройства коррекции, а входы согласующего элемента являются входами устройства коррекции.