Электропривод постоянного тока

 

(72) Автори изобретения

А. В. Ковальчук, Г. Г. Восканян, Ю. М. Осецкий и; В. П. Аркушин ь f им. 50летия . и Украинский инстйФ т-: -.

Киевский ордена Ленина политехнический инстит

Великой Октябрьской социалистической революц научно-исследовательский и конструкторский

Укрниипластмаш (7!).Заявители (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу, и может быть использовано для установок, где требуется регулирование частоты вращения и момента в широких пределах.

Известны регулируемые электроприводы с электродвигателем постоянного тока с независимым возбуждением, якорная обмотка которого через выпрямитель и трансформатор подключена к источнику неизменного тока, выполненному, например, в виде трехфазного индуктивноемкостнаго преобразователя, а обмотка .возбуждения через усилитель-регулятор подключена к источнику задающего напряжения и тахогенератору, вал которого соединен с валом электродвигателя 313 .

Стабилизация частоты вращения в таком электроприводе осуществляется за счет изменения потока возбуждения в зависимости от отклонения частоты Вращения электродвигателя, которая измеряется тахогенератором, от заданного значения.

2 . Однако наличие тахогенератора в сис» теме электропривода снижает ее надеж-; ность, а в электроприводах малой мощ-! ности использование тахогенератора затруднено, мак как его габариты могут

5 быть сравнимы с габаритами самого электродвигателя, что приводит к увеличению момента инерции привода и допол нительной нагрузке на электродвигатель.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электро привод, содержащий электродвигатель :постоянного тока с независимым возбуже дением, якорная обмотка которого под ключена к источнику неизменного тока, а

15 обмотка возбуждения - к выходу регулятора, вход которого соединен с выходом узла сравнения, датчики электродвижущей силы и потока возбуждения элек тродвигателя И3.

Известный электропривод представляет собой замкнутую систему стабилизации частоты вращения электродвигателя, в которой в узле сравнения определяется

961085 4 которого соединен с датчиком 6, вход делитель — с датчиком 7, а выходс входом узла 5.

При работе электропривода в якорной обмотке 1 электродвигателя протекает неизменный по величине ток> а в обмотке 3 возбуждения устанавливается ток, с оответствующий моменту нагрузки электродвигателя. Датчики 6 и 7 из10 меряют соответствующие величины и .на их выходах устанавливаются сигналы прямо пропорциональные соответствую щим величинам электродвижущей силы и потоку возбуждения электродвигателя.

Обозначим эти сигналы следующим образом: ю сигнал на выходе датчика 6

0 =К„Е=К„сфор„, 30 где К - коэффициент пропорциональности

35 между сигналом на выходе датчика 7 и величиной потока возбуждения электродвигателя.

Ф=—

С3 ) Так как где М - момент, развиваемый электродвигателем;

3 — неизменный по величине якора ный ток электродвигателя, то

y, cM® K Mu) К М l

У1= — = и U= — °

СЗ 3 сз

Поскольку на вход "делимое" блока 8деления подается сигнал, пропорциональный электродвижущей силе электродвигателя, т.е. U„„a íà вход делитель — сигнал, пропорциональный потоку возбуждения, т.e. Ug то на выходе блока деления устанавливается сигнал

И К МоСЭ

1 1

Ъ 01 ЗК М К разность сигналов, пропорциональных электродвижущей силе и потоку возбуждения, а функциональный преобразователь и регулятор напряжения за счет изменения потока возбуждения двигателя поддерживают равенство нулю э ой разности, что и обеспечивает независимость частоты вращения двигателя от момента нагрузки.

Изменение заданной частоты вращения осуществляется изменением коэффициентов передачи каналов обратных связей по электродвижушей силе и потоку возбуждения двигателя. Как известно из теории автоматического управления, изменение коэффициента передачи замкнутого контура приводит к изменени статистических и динамических характеристик системы управления (точность поддержания заданной частоты вращения, щ длительность переходных процессов, колебательность и т.п.). Бсли при каких-то определенных коэффициентах передачи каналов обратных связей по электродвижужей силе и потоку возбуждения двигатео С. = ля электропривод будет иметь оптимальные статические и динамические харак- С теристики, при любом изменении хотя бы Ф одного из этих коэффициентов, с целью иэиэменения заданной частоты вращения двигателя, статические и динамические характеристики привода уже будут отличаться от оптимальных. Таким образом, в процессе работы электропривода его характеристики почти всегда будут отличаться от оптимальных.

1Лелью изобретения является повышение качества регулирования электропривода.

Поставленная цель дос гигается тем, 40 что B электропривод дополнительно введен блок деления, вход "делимое" которого соединен с датчиком ЭДС, вход делитель" - с датчиком потока возбуж дения, а выход — с входом узла сравнения., 45

На чертеже представлена функциональная схема электропривода постоянного тока.

Электропривод содержит электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, якорная обмотка 1 которого подключена к источнику 2 неи менного тока, а обмотка 3 возбуждения - к выходу регулятора 4, вход которого соединен с выходом узла 5 cpabнения, датчики 6 и 7 электродвижушей силы и потока возбуждения электродви- гателя, блок 8 деления, вход "делимое", коэффициент пропорциональности между сигналом на выходе датчика 6 и величиной электродвижушей силы электродвигателя; электродвижущая сила электродвигателя; конструктивная постоянная; поток возбуждения; частота вращения электродвиг.ателя; сигнал на выходе датчика 7.

1 1

085 ф управления, а коэффициенты передачи каналов обратных связей по электродвижушей силе и потоку возбуждения остаются постоянными, т.е. во всем диапазоне регулирования частоты вращения электродвигателя статических и динамичес ких характеристик электропривода будут стабильными и оптимальными, исходя иэ предъявляемых к электроприводу требоваlO ний.

961 пропорциональный частоте вращения электродвигателя.

Выходной сигнал блока 8 деления подается на вычитающий вход узла 5 сравнения. На суммирующий вход узла

5 подается задающее напряжение. В у:. ле 5 происходит алгебраическое вычитание, и на выходе его образуется сигнал ошибки, пропорциональный отклонению частоты вращения электродвигателя от заданной величины. Сигнал ошибки с выхода узла 5 подается на регулятор 4, который изменением потока возбуждения стремится свести сигнал ошибки к нулю, т.е. в пределе получим !

3 с * 3 и l со = U — =const

Х Зад К С 1з т.е. частота вращения электродвигателя не зависит от нагрузки, а определяется

>+ HaMH Uy ä

Коэффициентй передачи цепей обра ных связей по электррдвижушей силе и 25 потоку возбуждения К,, и К определяк г ся при разработке электропривода, исходя из предъявляемых к нему статических и динамических требований, и в процессе работы привода остаются постоянными, 30 а задание требуемой частоты вращения электродвигателя осуществляется изменением задающего напряжения.

Введение блока деления повьппает качество регулирования электропривода, так как для изменения заданной частоты вращения электродвигателя достаточно изменять напряжение задания, который не входит в замкнутый контур системы

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, якорная обмотка которого подключюна к источнику неизменного тока, а обмотка возбуждения — к выходу регулятора, вход которого соединен с выходом узла срав;нения,датчики ЭДС и потока возбуждения электродвигателя, о т л и ч а ю ш и й/ с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него дополнительно введен- блок деления, вход делимое ко торого соединен с датчиком ЭДС, вход

"делитель — с датчиком потока возбуждения, а выход - с входом узла сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Милях А. Н. и Волков И. B. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей. Киев, Наукова думка, 1974, с. 205-207.

2. Авторское. свидетельство СССР то заявке Мю 2785972/24-07, . Н 02 P 5/06, 1980.

961088

Составитель Ю. Воробьев

Редактор А. Шандор Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю.Макаренко

Заказ 7311/73 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ 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