Патен!:::••cvl';-",jp"->&jjs•^

 

368706

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М, Кл. Н 02р 5/16

Н 0211 7/12

Н 02m 1/16

Заявлено ЗО.XII.1969 (№ 1,388959 24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26Л.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 22.111.1973

Комитет по делам иэобретений и OTKpblTHAпри Совете влинистрав

СССР

УДК 621:316.718:1.62 1. .3.077.65 (088.8) Авторы изобретения

Ц. И. Вайсберг, Б. А. Волобоев, H А. Пархоменко, М. Н. Семенко, P. А. Харжевский и Н. Н. Соломко

3 аявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА ПО СИСТЕМЕ «УПРАВЛЯЕМЫЙ

ВЕНТИЛЪНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-ДВИГАТЕЛЬ»

Известно устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе

УВП-Д, (управляемый вентильный преобразонатель-двигатель), выполненное в виде источника постоянного задающего напряжения, подключенного ко входу фазосмещающего блока с однополярными импульсами на выходе, формирователя управляющих импульсов и блока ограничения угла регулирования преобразователя с подключенной ко входу блока цепью обратной связи по э.д.с. двигателя.

В известном устройстве блок ограничения содержит звено с управляемым уровнем насыщения, воздействие на которое со стороны цепи обратной связи по э.д.с. двигателя задает уровень ограничения угла регулирования преобразователя. Нестабильность параметров звена с управляемым уровнем насыщения обусловливает недостаточную точность ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допускаемого значения.

Цель изобретения — повысить точность ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допустимого значения.

Эта цель достигается тем, что блок ограничения выполнен как фазосмещающий и выход его и первого фазосмещающего блока подключены ко входам элемнта «И», выход которого подключен к формирователю управляющих импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 4 представлены диаграммы, поясняющие работу устройства.

s Предлагаемое устройство управления электродвигателем постоянного тока состоит из фазосмещающих блоков 1 и 2 (БФС), сравнивающего блока 3 — 9 (БС), формирователя управляющих импульсов 10 (ФИ), реверсивM ного вентильного преобразователя 11 (РВП) и датчика скорости 12 (ДС) вращения управляемого электродвигателя.

Сравнивающий блок, осуществляющий в данном случае логическую операцию совпадения, состоит из элементов сопротивлений

8 — 9. При отсутствии импульсов на входе сравнивающего блока транзистор 9 закрыт.

Это состояние достигается выбором сопротив20 лений 7, 8 и 4 в таком соотношении, чтобы потенциал базы был ниже потенциала змитер а.

На фазосмещающие блоки 1 и 2 поступают опорные напряжения U, и U,, которые мо2S гут иметь синусоидальную форму причем У„ отстает по фазе от У0п на угол о1 (фиг. 2).

На вход 1 поступает также задающее напряжение U»>

Принцип работы предлагаемого устройства зо более подробно можно разъяснить с иопользо368706

На фиг. 3 зафиксирован момент, когда задающее напряжение скачкообразно изменилось от величины, равной нулю, до величины, отличной от нуля, но скорость вращения еще не изменилась, т. е. У,, = О. Приращение U»ä рассмотрено такой величины, что соответствующее ему леремещение по фазе импульса U@< превышает у. С увеличением U»„ импульс U@< скачкообразно перемещается влево, так как передний фронт его всегда формируется в точке встречи U»i и Уаад Временное

65 ванием линейных диаграмм, приведенных на фиг. 2 — 4.

Линейные диаграммы приведены в предположении, что вентильный преобразователь работает в режиме непрерывного тока во:всем диапазоне изменения скорости вращения и нагрузки на валу.элекродвигателя. При этомзависимость между скоростью вращения электродвигателя и величиной задающего напряжения является такой, что в установившемся режиме скорость холостого, хода равна нулю при

U»ä О и, следовательно, Up = О. При OT клонении U» :â сторону положительных или отрицательных значений двигатель вращается в ту или другую сторону с постоянной скоростью, чему соответствует величина и знак

U, БФС выполнены таким образом, что передние фронты Уф и У4,2 формируются вточке встречи во времени напряжений: Uon<

И Уаад Uon2 И Uo c СООтВЕтСтВЕННО. ДЛИтЕЛЬность U4,l и Уф2 является величиной постоянной (о формировании этиХ импульсов упдмянуто ниже). Утол (p — это временный интервал, ограниченный передними фронтами импульсов У4 и Уф2, величина его обеспечиваетСя уСтаНОВКОй фаэ На ПряжЕНИй Уод И Uon2 ОТносительно напряжения питания вентильного преобразователя.

На фиг. 2 приведены линейные диаграммы, соответствующие исходному состоянию ус1ройства при Upon = О. Так как режим установившийся, двигатель неподвижен, U„, = О. Передний фронт U@ формируется в данном случае в момент перехода U,n1 через нуль из области . положительных в область отрицательных значений. Передний фронт У,р2 формируется в данном случае в момент перехода У„,2 через нуль из области положительных в область отрицательных значений, Импульсы

U4,i и У4,2 поступают на вход сравнивающего блока, осуществляющего в данном случае логическую операцию совпадения. Поэтому передний фронт им пульса У, на выходе сравнивающего блока совпадает во времени с передним фронтом Уфь задний фронт U„соответствует заднему фронту U42. Напряжение

U, поступает на формирователь управляющих импульсов, с выхода которото управляющие импульсы Uy ð поступают на управляющие электроды вентилей реверсивного вентильного преобразователя, Передний фронт Uynp во времени совпадает с передним фронтом U, и,следовательно, с,передним фронтом U4,>.

4 положение U остается пока неизменным, так как скорость:вращения двигателя еще не изменилась. Передние фронты U, и Uy p во времени будут совпадать с передним фронтом

У4,2. Таким образом, при скачкообразном увеличении Уаад на величину, при которой угло Вое перемещение точки встречи Уаад H Uont превышает q>, угол перемещения влево управляющего импульса У„р не превышает р.

Ток якоря электродвигателя увеличивается на величину, соответствующую уменьшению угла регулирования вентильного лреобразователя на величину ql. Скорость двигателя начIHeT у величи ваться, что прои водит IK росту Uo, . и смещению влево Уф2 и, соответственно, смеще нию У,-„р, т. е. у гол регулирования преобразователя уменьшается в функции скорости вращения двигателя.

В рассмотренном переходном режиме мгновенное значение угла регулирования преобразователя меньше величины, соответствующей мгновенному значению скорости вращения двигателя на угол, благодаря чему имеет место ограничение тока якоря до величины, не превышающей предельного значения.

Уменьшение угла регулирования преобразователя в функции скорости имеет место до величины, определяемой точкой встречи U,nq и ноного значения U,nä. При дальнейшем увеличении скорости до установив шегося значения, определяемого новой величиной УЗЯД U42 продолжает смещаться влево, фазовое положение

Uy„„îñòàåòñÿ неизменным.

Линейные диаграммы в установившемся режиме, соответствующем новому значению

U„, .приведены на фиг. 4. Передние фронты

Уф, U u Uy ð во времени совпадают с точкой встречи U«H H0llepo 3H eHHyl U» в области отрицательных значений первой производной Upnl. Передний фронт Уф2 сов падает во времени с точкой встречи U»2 и U, в области отрицательных значений производной

U, 2. В новом установившемся режиме разница фазовых положений передних фронтов Uq» и У42 равна р, как и в исходном устанОвйвшемся режиме.

Ограничение тока якоря электродвигателя обедпечивается в режимах пуска, реверса и торможения, так как во всех этих режимах броски тока якоря имеют место при перемещении импульсов управления влево. В предлагаемом устройстве осуществляется ограничение уменьшения угла регулирования преобразователя относительно величины, соответствующей э.д.с. двигателя, значением rp с регулировкой его в функции скорости двиГателя во всех режимах, вызывающих увеличение тока якоря.

Обеспечить постоянную величину угла ср в режиме ограничения тока можнО при выполнении следующего очевидного Icoотношения: оп1 зад опа ос

468706

При отклонении от этого равенства в ту или другую сторону угол не будет постоянным.

Длительность импульсов U@< и U

должна быть равной или превьгшать максимальный диапазон перемещения управляющего импульса. Если это условие не выполняется, то при скачкообразном изменении с Звд от максимальной отрицательной до максимальной положительной величины импульсы U@< и Uyy не будут перекрываться во времени. На выходе сравнивающего блока не будет формироватыся сигнал Uc. Следовательно, импульс управления Uynp исчезнет. Если же длительность

U@ и Уф равны или превышают максимальный диапазон перемещения У,-„р, указанные случаи исключаются. Формирование длительности U@< и U@ может осуществляться одним из известных устройств, которое вводится в фазосмещающий блок, на пример ждущим мультиви братором.

В вентильном электроприводе опорное напряжение имеет, как правило, постоянный фазовый сдвиг относительно напряжения питания вентильного преобразователя. Для создания указанного фазового сдвига применяют фазосдвигающие цепи, фазовращающие мосты, а также другие известные устройства.

Предполагается, что для формирования U«>, в том числе для установки требуемого значения (p, которое определяется предельным током якоря двигателя, используется одно из

5 этих устройств.

Предмет изобретения

10 Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе «управляемый вснтильный преобразователь-двигатель», выполненное в виде источника, постоянного задающего напряжения, подключенного ко вхо15 ду фазосмещающего блока с однополярными импульсами на выходе, формирователя управляющих импульсов и блока ограничения угла регулирования преобразователя с подключенной ко входу блока цепью обратной связи по

20 э.д.с. двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ограничения тока нагрузки преобразователя на уровне допустимого значения, блок ограничения выполнен как фазосмещающий и выход его и пер25 вого фазосмещающего блока подключены ко входам элемента «И», выход которого подключен к формирователю управляющих импульсов.

368706

Фиг Ф

Редактор В. Фельдман

Заказ б18/14 Изд. № 174 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель P. Давыдов

Техред Л. Грачева

Корректоры: С. Сатагулова и И, Божко