Устройство для управления электроприводом постоянного тока

 

on c HHe

ЙЗОБРЕТЕ Н ИЯ

„„746848

Союз Советскнк

Соцнапнстнчесинк

Ресттубттни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 13.02.78(21) 2578837/24 07 с присоединением заявки,%

{51)М. Кл.

H 02 P 5/06

Государстооилый комитет (23) Приоритет па делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описаиия 10.07.80 (53) УД3(621.313. .2.077 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ключев и В. Я. Ткаченко

Московский ордена Ленина энергетический институт и Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявители 1 (54) УСТРОЙСТВО lUIH УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электроприводов, а именно к электроприводам с реверсом поля и одновременным изменением тока якоря и магнитного потока двигателя, и может применятьс я в электроприводах подьемно-транспо тт5 ных машин, экскаваторов и прокатных станов.

Известно устройство для управления

to электроприводом постоянного тока, содержащее регулятор частоты вращения и подключенный к его выходу итттегральный регулятор тока якоря и пропорциональный регулятор магнитного потока, а также датчики частоты вращения, тока якоря и магнитного потока (lj Это устройство обеспечивает одновременное изменение тока якоря и магнитного потока, однако, определяемый этим устройством т нелинейный характер изменения момента двигателя в .процессе его увеличения и реверса приводит к увеличению действующих на механизм рывков, это уменьшает плавность переходных процессов и уменьшает надежность механизма.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления электроприводом постоянного тока с одновременным изменением тока якоря и магнитного потока, включающее регулятор частоты вращения и подключенные к его выходу через элементы сравнения пропорционально -интегральные регуляторы тока якоря и магнитного потока, а также датчики частоты вращения, тока якоря и магнитного потока, подключенные к элементам сравнения на входах соответствующих регуляторов (2). Это устройство обеспечивает практически линейное изменение тока якоря и магнитного потока во время переходных процессов, однако, при этом пропорциональный произведению этих величин момент двигателя изменяется по параболическому закону, а при переходе к установившемуся значению этого момента возни кают большие рывки, определяющие дополнительное возмущающее воздействие на электромагническую систему электро привода, что уменьшает плавность переходных процессов и тем самым уменьшает надежность механизма.

Цель изобретения — повышение надежности механизма путем увеличения плав ности переходных процессов.

Эта цель достигается тем, что в уст10 ройство для управления электроприводом постоянного тока с одновременным изменением тока якоря и магнитного потока двигателя, содержащее регулятор частоты вращения и подключенные к его выходу через элементы сравнения регуляторы тока якоря и магнитного потока, а также датчики частоты вращения, т-ока якоря и магнитного потока, подключен ные к элементам сравнения на входах соответствующих регуляторов, введены два нелинейных алемента, блок выйеления модуля H включенные между" элементами сравнения и входами регуляторов тока якоря и магнитного потока два зве25 на с регулируемым ограничением, вход регулирования ограничения первого из

:которых через первый нелинеййый элемент соединен с выходом датчика тока якоря, а вход регулирования ограниче30 йия второго звена через второй нелинейный элемент и блок выделения модуля соединен с выходом датчика магнитного потока..

На фиг. 1 приведена схема устройст35 ва: на фиг. 2 - графики изменения-тока якоря, магнитного потока и момента двигателя во время переходного процесса. .Зпектроцривод содержит двигатель 1 с обмоткой независимого возбуждения 2, 40 йереверсивный преобразователь 3 в цепи якоря "Й реверсивный преобразователь 4 в цепи возбуждения. Устройство для управления электроприводом включает регу45 лятор частоты вращения 5 и подключенHbIe к зго выходу через элементы сравнения 6 и 7 пропорционально-интегральные регуляторы тока якоря 8 и магнитного потока 9, а также датчики частоты вращения 10„тока якоря 11 и магнитно- 50 го потока 12, подключенные к элементам сравнения на входах соответствующих регуляторов. В устройство дополнительно введены два нелинейных элемента 13 и

14, блок выделения модуля 15 и включен55 ные между элементами сравнения 6 и 7

Й входами регуляторов тока якоря 8 и магнитного потока 9 два звена с регулируемым ограничением 16 и 17, вход регулирования ограничения первого из которых через первый нелинейный элемент

13 подключен к выходу датчика 11 тока якоря, а вход регулирования ограничения второго звена 17 через второй нелинейный алемент 14 и блок выделения модуля 15 подключен к выходу датчика 12 магнитного потока Ф.

На фиг. 2 показаны графики 18, 19, 20 изменения во времени тока якоря 3 магнитного потока Ф и момента двигателя M при реверсе момента.

Йля сравнения там же пунктиром приведен график 21 изменения момента двигателя при линейном изменении тока якоря и магнитного потока, причем момент в этом случае изменяется пропорционально квадрату времени.

Устройство работает следующим образом.

Пропорционально-интегральные регуля« торы тока якоря 8 и магнитного потока

9 обеспечивают компенсацию величин больших постоянных времени, а передаточные функции разомкнутых контуров.регулирования атих величин практически соответствуют интегрирующим звеньям (c. точностью до малых некомпенсируемых постоянных величин). На входы атих звеньев подаются выходные напряжения звеньев 1 6 и 1 7 с ограничением, которые во время переходных процессов при больших рассогласованиях находятся в зоне насыщения.

Нелинейные элементы 13 и 14 имеют гиперболическую характеристику, вследствие чего регулируемые граничные значения выходных напряжений звеньев 16 и 17 .определяются зависимостями

К, к

u 6=

13 I (! где К, К вЂ” коэффициенты пропорциональности.

Поскольку разомкнутые контуры регулирования тока якоря,и магнитного потока практически представляют собой интегрирующие звенья, их выходные величины при атом изб.еняются во времени следующим образом; кл

КП где 7 T - постоянные времени интегКЛ КП рирования контуров регулирования тока якоря и магнитного потока.

Тогда изменение во времни момента

M двигателя характеризуется выражением

Таким образом, нелинейное изменение во времени тока и потока обеспечивает линейное изменение во времени- момента двигателя, что увеличивает плавность переходных процессов. .При одинаковом времени переходного процесса максимальная скорость изменения момента в устройстве (график

20 на фиг. 2) в два раза меньше, чем . в известном устройстве (график 21), Это уменьшает величину рывка и увеличаьает плавность переходных процессов, а это повышает надежность механизма.

Если же возможно сохранение мак симального значения рывка, можно в два раза уменьшить время переходного процесса для момента и тем самым повысить производительность электропривода.

Таким образом, в устройстве обеспечивается увеличение плавности переходных процессов, что повышает надежность и долговечность электропривода и механизма, а также повышается производительность электропривода за счет сокращения времени переходных процессов.

5 746848

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводом постоянного тока с одновременным изменением тока якоря и магнитного потока двигателя, содержащее регулятор частоты вращения и:подключенные

K его выходу .через элементы сравнения

М регуляторы тока якоря и магнитного потока, а также датчики частоты вращения, 10 тока якоря и магнитного потока, подключенные к элементам сравнения на входах соответствующих регуляторов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности механизма путем уве1S личения плавности переходных процессов, в него введены два нелинейных элемента, блок выделения модуля и включенные между элементами сравнения и входами pery ляторов тока якоря и магнитного потока

26 два звена,с регулируемым ограничением, вход регулирования ограничения первого из которых через первый нелинейный элемент подключен к выходу датчика тока якоря, а вход регулирования ограничения второго звена через второй нелинейный элемент и блок выделения модуля подклю» чен к выходу датчика магнитного потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Московского ордена Ленина энергетического института. Тематичес» кий сборник "Автоматизированный электропривод промышленных установок . Вып.

223, М., 1975, с. 146-154.

2. ВВС -Noghrichgegg",1976, 58, No4,,g 153-160.

746848

Составитель В, Кузнецова

Редактор O. Филиппова Техред Н. Бабурка Корректор, fO, Макаренко г

Заказ 3969/49 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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