Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока

 

<-"ы О4, "»,з Ni 1.А.6

О П И ; — "А- "и- -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ нн738080

Союз Советскив

Социалистических

Республик

М ÀÂÓÎÐÑÊÎÌÓ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090377 (21) 2460430/24-07 (53)м. кл. с присоединением заявки М

Н 02 P 5/06

G J 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300580, Бюллетень Йо20

Дата опубликования описания 300580 (53) УЛК 621.313.,,718.5(088,8) В,Г.Файнштейн, Э.Г.Файнштейн, И.Т.Гераймович и Н.С.Жуков (72) ABTOpbl изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЦОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости электроприводов постоянного тока с питанием от сети переменного тока через веитильный преобразователь.

Известны устройства для регулирования скорости вентильного электропривода постоянного тока, включающие задающее аналоговое или дискретное устройство, аналоговые или дискретные регуляторы и датчики положения и скорости, аналоговые регуляторы и датчики тока. устройства для регулирования, построенные на аналоговых регуляторах и датчиках, можно разделять на три типа, имеющие различные структуры.

Наиболее простое устройство содержит один регулятор, на вход которого поступает сигнал рассогласования между заданным и действительным значениями регулируемого параметра (напряжения или скорости вращения электродвигателя) и сигнал нелинейной обратной связи по току (1).

При токе, меньшем заданного предельного значения, схема работает как регулятор напряжения или соответственно скорости, а при превышении этой 30 величины — как регулятор тока. Такая одноконтурная схема регулирования не позволяет оптимально настроить регулятор, так как передаточные функ ции контуров тока и напряжения (скорости) различны.

Известно также устройство для регулирования скорости электродвигателя, которое содержит два независимых попеременно работающих контура с 6 отдельными регуляторами (2). Однако . недостатком таких схем является их сложность.

Наиболее распространенными в настоящее время являются схемы подчиненного регулирования параметров. По своим динамическим показателям они практически равноценны двухконтурным системам параллельного действия, Ho содержат меньшее количество элементов, более просты и удобны в настройке (3).

Устройства регулирования на аналоговых элементах не отвечают возросшим требованиям к точности работы промышленных агрегатов. В них отсутствует возможность непосредственного сопряжения с цифровыми вычислительными блоками и различного рода пГ.ограммнозадающими устройствами .

8080

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока, подключенного к сети переменного тока через вентильный преобразователь, содержащее дискретный блок задания, цифровой вычислит ельный блок, выполняющий функцию регулятора скорости, дискретный датчик скорости, аналоговые регуляторы скорости тока-й сббт- ветствующие датчики скорости и тока (4)..

Недостатком известНОго устройст-ва является- наличие значительного количества элементов, выполненных на различной элементной базе, что усложняет технологию изготовления, эксппуатацию и снижает надежность устройства.

Целью данного изобретений является повышение надежности и упрощение изготовления устройства.

Указанная цель достигается тем, что ОНо снабженО дискретным-датчиком среднего значения тока якоря двигателя, коммутаторами, последовательно соединенными блоком синхронизации, вхoдoм,соединенным ° c питающей сетью, и блоком деления частоты, выход которого подключен к цифровому вычислительному блоку, последовательно соединенными блоком преобразования и блоком распределения импульсов, " выход которого связан с вентильным преобразователем, а вход блока пре образования — через коммутатор — с цифровым вычислительным блоком, к

"которому через другие указанные коммутаторы подключены датчик скорости и бЛок" задания, причем управляющие входы блока преобразования цифрового .кода в импульс напряжения, распределителя импульсов и коммутатора в их цепи соединены между собой и подключены к выходу блока синхронизации и цифровому вычислительному блоку, а соединенные между собой управляющие входы датчика среднего значения тока якоря электродвигателя и других коммутаторов — к выходу блока деления частоты.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блока-схема устройства для регулироваййя скОрОстн электрбдвиГателя постоянного тока.

Устройство сбдержит цифровой вычислительный блок 1, дискретный датчик скорости 2, механически связанный с якорем 3 электрбдвигателя постоянного тока, подключенного через вентильный преобразователь 4 к сети переменного тока и через коммутатор

5 к цифровому вычислительному блоку

1. На вход цифрового вычислительного блока 1 через коммутатор 6 поступает " "сигнал с дискретного блока 7 зада---- ния. Устройство снабжено блоком 8 синхронизации, вход которого соединен с сетью переменного тока, выход со входом делителя частоты 9, выходом подключенного к цифровому вычислительному блоку 1.

В устройство введены дискретный датчик 10 среднего значения тока якоря двигателя, блок распределения импульсов 11 и блок 12 преобразования цифрового кода в импульс напряжения. Вход дискретного датчика 10 соединен с датчиком 13 тока якоря двигателя, а выход через коммутатор

14 с цифровым вычислительным блоком

1. Вход блока. 12 через коммутатор

15 соединен с цифровым вычислительным

15 блоком, а выход — co входом блока распределения импульсов ll, подключенного к вентильному преобразователю 4. Управляющие входы блока распределения импульсов 11, блока 12

2р преобразования цифрового кода в импульс напряжения соединены между собой и подключены к цифровому вычислительному блоку 1 и к выходу блока 8 синхронизации. Управляющие входы дискретного датчика 10 среднего значения тока якоря двигателя и коммутаторов 5,6,14 также соединены между собой и подключены к цифровому вычислительному блоку 1 и к выходу блока 9 деления частоты, устройство для регулирования скорости электродвигателя работает следующим образом.

В блоке 8 синхронизации выделяется в моменты времени, соответствующие

З5 точкам естественной коммутации вентилей, синхронизирующие импульсы.

Точки естественной коммутации определяются путем сравнения анодных напряжений двух смежных в очеред40 ности включения вентилей., Момент равенства соответствующих напряжений характеризует указанную точку, Выходные сигналы блока синхро-. низации поступают в блок 11 распределения импульсов, блок 12 преобразования цифрового кода в импульс напряжения, коммутатор 15, блок 9 деления частоты и в вычислительный блок 1. Сигналы с вйхода блока 9 поступают на управляющие входы коммутаторов 5,6,14, цифровой вычислительный блок 1 и дискретный датчик 10 среднего значения тока якоря двигателя. Частота этих сигналов кратна частОте синхрОнизирующих импульсов блока 8. По каждому сигналу блока 9 в вычислительный блок 1 через коммутаторы 5,6,14 вводится информация с дискретного датчика 10 среднего значения тока якоря двигателя, дискрет60 ного датчика скорости 2 и блока 7 задания . Кроме тОго, информация датчика 10 сбрасывается в нуль и начинается измерение средне о значения тока двигателя до момента прихода б5 сигнала с блока 9. Измерение средне»»»-... "..."-; " »»» - »»» »»»»»»»»»»» —, »»» М. »»»»»»».

73 го значения тока двигателя производится путем интегрирования (суммирования) мгновенных значений тока. По сигналам блока 8 из вычислительного блока 1 через коммутатор 15 выдается в блок 12 преобразования кода в импульс напряжения код, соответствующий углу управления вентильным преобразователем. В блоке 12 числовой код прео бра зу ется в импульс напр яжения, сдвинутый от точки естественной коммутации вентилей на время, пропорциональное поступившему коду. Импульс напряжения поступает в блок

11 распределения импульсов, где он усиливается по мощности, гальванически развязывается и поступает на соответствующие вентили. Переключение выходных сигналов блока 11 по различным направлениям производится по сигналам блоков 12 и 8. Если в блок

12 поступает код, соответствующий углу управления, превышающем период следования так тирующих импульсов, вырабатываемых блоком 8, то к приходу очередного тактирующего импульса в блоке 12 преобразование ранее поступйвшей информации прекращается, из вычислиТельного блока вводится новый скорректированный код и начинается его преобразование.

Частота синхронизирующих импульсов равна отношению частоты питающей сети к фазности преобразователя. для целого ряда электроприводов, например, электроприводов шахтного подъема, раскатных рольгангов прокатных станов, буровых установок и т.д., максимальная частота регулирования может быть в 2-3 раза меньше частоты следования синхронизирующих импульсов. Поэтому с целью уменьшения требования к быстродействию вычислительного блока блок деления частоты выполняется с регулируемым коэффициентом дел ения, что одновременно поз волит s: случае необходимости, управлять с помощью вычислительного блока несколькими независящими электроприводами . I

Достоинства данного устройства заключаются в высокой надежности при малых габаритах и массе, высокой степени унификации; измерение передаточных функций регул яторов, реализуемых в ЭВМ осуществляется изменением программы ее работы; возможно

8080 б .l управлять одним устройством группой

- электродвигателей; точность регулирования сложных режимов высока; воз можна прямая связь локальных цифровых регуляторов с устройствами управле - ния высшего уровйя;- изготовление устройства не представляет сложности.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока, якорь которого подключен через вентильный преобразователь к сети (-. переменного тока, содержащий цифровой вычислительный блок, дискретные дат чик скорости и блок задания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения из готовленйя, оно" снабжено дискретным датчиком среднего значения тока якоря двигателя, коммутаторами, последо .: вательно соединенными блоком сй хро2О низации, выходом, соединенным с питающей сетьй, и блоком деления частоты, выход которого подключен к цифровому вычислительному блоку, последовательно соединенными блоком преобразовар ния и блоком распределения импульсов, выход хоторого связан с вентильным преобразователем, а вход блока преобразования — через коммутатор с цифровым вычислительным блоком, к

ЗО которому через другие указанные коммутаторы подключены датчик скорости и блок задания, причем управляющие, входы блока преобразования цифрового кода в импульс напряжения, распределителя импульсов и коммутатора в их цепи соединены Между собой и подключены к выходу блока синхронизации и цифровому вычислительному блоку, а соединенные между собой управляющие входы датчика среднего зна4 чения тока якоря электродвигателя и других коммутаторов — к выходу блока деленйя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

9316104 кл ° G 06 J 3/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9416670, кл, G 05 В 13/00, 1974, 3, Авторское свидетельство СССР

gy 9436425, кл. Н 02 P 5/50, 1974.

4. Слежановский О.В. и др, Устрой« ство унифицированной блочн ой системы регулирования. М., Энергия, 1975, с.8-15., 738080

Составитель А.Головченко

Техред B.Êoâàëeýà Корректор B.Áóòÿãà

Редактор В.Левятов

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2825/34 Тираж 7&3 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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