Устройство для управления электроприводом постоянного тока

 

(1ц1003404

Союз Советскик

Социалистических

Республик. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву N 900392 (51)М. Кл. (22)Заявлено 06.05.81 (21) 3284295/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Н 02 Р 5/06

Гееударстеевай кемятет

СССР (53) УД 621 ° 316.

718 5(088,8) Опубликовано 28. 02.83. Бюллетень № 8

50 лелем лэееретеккй и етермтий

3ата опубликования описания 28,.0; .83

--.!

В. В. Аржанов и В. С. Фадеев

Научно-исследовательский институт--ацтоматики. -,, и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам управления электроприводами постоянного тока с подчиненным регулированием параметров., По основному авт. св. У 900392 известно устройство для управления электроприводом постоянного тока, содержащее последовательно соединенные между собой. регулятор скорости, регулятор тока, преобразователь, выходом подключенный к электродвигателю, дат чик скорости вращения электоодвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора скорости, другой вход которого соединен с блоком задания, и датчик тока электродвигателя, через регулятор коэффициента обратной связи подключенный к входу регулятора тока, при этом до- zo полнительный (управляющий) вход регулятора коэффициента обратной связи через нелинейный элемент с зоной нечувствительности и блок дифференцирования соединен с датчиком статической нагрузки (1 .

Указанное устройство при малых скоростях изменения статического момента нагрузки работает как обычная двухконтурная система подчиненного регулирования, а при больших скоростях изменения статического момента нагрузки коэффициент усиления обратной связи по току резко уменьшается, что приводит к увеличению величины ошибки на входе регулятора тока. Известное устройство позволяет улучшить динамические характеристики электропривода по возмущающему воздействию. Однако быстродействие при отработке возмущающего воздействия определяется величиной коэффициента обратной связи по току, при этом в ряде случаев имеет смысл не только отключать обратную связь по току при приложении нагрузки, но и изменять ее знак, в результате чего можно до3 10014 полнительно повысить быстродействие при отработке возмущения.

Цель изобретения - улучшение динамических свойств электропривода по возмущающему воздействию.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор коэффициента обратной связи контура тока содержит масштабный усилитель с резистором в цепи обратной связи, операционный усилитель 1О с резистором, шунтирующим его инвертирующий вход, два полевых транзистора, инвертор и выпрямитель, при этом соединенные между собой прямой вход операционного усилителя и инвертирующий вход масштабного усилителя являются входом регулятора, выходы усили- телей подключены к входу инвертора, выход которого служит выходом рег ля- тора, .а полевые транзисторы подключе- 20 ны соответственно параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя и резистору, шунтирующему инвертирующий вход операционного . усилителя, причем затворы указанных 4 полевых транзисторов подключены к выxoqy выпрямителя.

На чертеже представлена функцио-нальная схема регулятора коэффициента обратной связи контура тока электропривода, Регулятор коэффициента обратной связи контура тока электропривода содержит масштабный усилитель 1 с резистором 2 в цепи обратной связи, опера35 ционный усилитель 3 с резистором 4, шунтирующим его инвертирующий вход, полевые транзисторы 5 и 6, инвертор 7 и выпрямитель 8, при этом соединенные между собой прямой вход операционного

4О усилителя 3 и инвертирующий вход масштабного усилителя 1 являются входом

9 регулятора, выходы усилителей подключены к входу инвертора, выход которого служит выходом 10. регулятора, 45 а полевые транзисторы подключены параллельно резисторам 2 и 4, причем их затворы подключены K выходу выпрямите ля 8, вход которого является дополнительным (управляющим) входом 11 регулятора.

Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме работы электропривода, сопровождающемся малой величиной изменения момента статической нагрузки электродвигателя, входной сигнал выпрямителя 8 равен нулю. При этом полевой транзистор 5 закрыт и

04 4 тем самым обеспечивается максимальный коэффициент масштабного усилителя 1, определяемый как отношение сопротивления резистора 2 обратной связи к входному сопротивлению усилителя 1.

Выходной сигнал датчика тока электродвигателя поступает на вход 9 масштабного усилителя 1, при этом выходной сигнал масштабного усилителя 1 по. дается на инвертор 7. При этом закрыт полевой транзистор 6 и на операционном усилителе 3 обеспечивается минимальный коэффициент усиления (коэффициент усиления операционного усилителя 3 определяется как единица плюс отношение сопротивления резистора 2 в цепи обратной связи к сопротивлению резистора 4). На вход инвертора 7 поступают два сигнала: сигнал отрицательной обратной связи по току с выхода масштабного усилителя 1 и сигнал положительной обратной связи с выхода операционного усилителя 3. В целом на выходе инвертора 7 формируется в данном режиме работы электропривода сигнал отрицательной обратной связи по току и в электропризоде с данным регулятором коэффициента обратной связи по току в статическом режиме, сопровождающемся малым изменением момента статической нагрузки электродвигателя, постоянно присутствует отрицательная обратная связь по току, что исключает возможность возникновения низкочастотных субгармонических колебаний скорости и тока.

При резком изменении момента статической нагрузки в,электроприводе сигнал поступает на вход 11 выпрямителя 8, Выходной сигнал выпрямителя

8 подается на затвор полевого транзистора 5, и он открывается, тем самым закорачивается резистор 2 в обратной связи масштабного усилителя 1.

Коэффициент усиления масштабного усилителя 1 уменьшается вследствие того, что эквивалентное сопротивление в цепи обратной связи масштабного усилителя 1 при открытом полевом транзисторе 5 определяется сопротивлением канал сток-исток открытого полевого транзистора 5 (порядка 100-200 Ом).

При этом сигнал отрицательной обратной связи, поступающий на вход инвер тора 7 существенно уменьшается. В то же время полевой транзистор 6 также открывается и коэффициент усиления операционного усилителя 3 существенно увеличивается в результате сниже04 6 наченных для металлорежущих станков с числовым программным управлением, приводит к повышению производительности и точности обработки деталей. При этом улучшается качество выпускаемой продукции.

10014

Формула изобретения

5 ния эквивалентного сопротивления, шунтирующего резистор 4 полевым транзистором 6 (эквивалентное сопротивление.определяется сопротивлением канала сток- исток открытого полевого тра н зистора 6), и увеличенный сигнал положительной обратной связи по току поступает на вход инвертора 7. На выходе 10 регулятора коэффициента обратной связи контура тока формирует- 1р ся сигнал положительной обратной связи по току в момента приложения момента статической нагрузки. Это приводит к тому, что в электроприводе на вход регулятора тока подается сиг- 15 нал положительной обратной связи по току, что позволяет увеличить сигнал рассогласования на входе регулятора тока электропривода и улучшить динамические характеристики электроприво- 20 да по возмущающему воздействию, т.е. уменьшить величину динамического провала скорости и время переходного процесса при возмущающем воздействии.

Величина положительной обратной 2s связи по току выбирается из условия .оптимизации минимально заданных значений .динамических провалов скорости

1 вращения и обеспечения динамической устойчивости электропривода для за- Зв данных условий технологического режи" ма. При этом в электроприводе с данным регулятором коэффициента обратной связи контура тока величина динамического провала скорости при набросе момента статической нагрузки уменьшается в 2-3 раза по сравнению с известными регуляторами.

Применение регулятора в широкорегулируемых электроприводах, предназ- 4

Устройство для управления электроприводом постоянного тока по авт. св.

1 900392, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических свойств электропривода по возмущающему воздействию, регулятор коэффициента обратной связи контура тока содержит масштабный усилитель с ре. зистором в цепи обратной связи, операционный усилитель с резистором, шунты тирующим его инвертирующий вход; два полевых транзистора, инвертор и выпрямитель, при этом соединенные между собой прямой вход операционного усилителя и инвертирующий вход масштабного усиЛителя являются входом регулятора, выходы усилителей подключены к входу инвертора, выход которого служит .выходом регулятора, а полевые транзисторы подключены соответственно параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя и резистору, шунтирующему инвертирующий вход операционного .усилителя, причем затворы указанных полевых транзисторов подключены к выходу выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 900932, кл. Н 02 Р 5/06, 1980.

1001404

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб, д. 4/5

Заказ 1440/71

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

Составитель 8. Кузнецова

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.фанта Корректор А. Дзятко