Устройство для управления нереверсивным электродвигателем постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0.„1 025008

g g H 02 P 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ь р„-:;-.;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I1 " -,, K ABTopcKoMY свидетельству

1 (21) 3390105/24-07

t (22) 03.02.82 (46) 23.06.83. Бюл. М 23 (72) В.Д. Земляков, А.Г; Ровенский, Н.А. Задорожный и В.H. Мовчан . (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.. Лени(53) 621.3.076.5(088,8) (56) 1.-Гарнов В.К. Унифицированные .системы автоуправления электроприводом в металлургии. M., 1977, с. 54.

2. Авторское свидетельство СССР 399988, кл. H 02 P 5/ 16, -1970 (54)(57) УСТРОйстВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

НЕРЕВЕРСИВНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее первый блок сравнения сигналов, выход кото" рого подключен к входу регулятора частоты вращения, последовательно соединенные второй блок сравнения сигналов, регулятор тока, блок им- . пульсно-фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, причем выход датчика частоты вращения электродвигателя подключвн к первому входу первого блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к блоку задания частоты вращения, при этом регуляторы частоты вращения и тока выполнены на базе операционно" го усилителя с последовательно соединенными резистором и конденсатором в цепи его обратной связи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения ресурса работы, в устройство введена дополнительная цепь, состоящая из последовательно -и согласно соединеннЫх двух диодов, при этом начало дополнительной цепи присоединено к общей точке соединения, резистора и конденсатора в цепи обратной связи регулятора частоты вращения, к выходу которого подключена общая точка соединения диодов, а конец - к второму входу второго блока сравнения сигна- 4„) лов. heal ВРгВВВ

Изобретение относится к электротехнике, в частности„к автоматизи рованным вен тил ь ным зле кт реп ри водам и может найти применение в устройствах, работающих в режиме ударных 5 нагрузок, например в главных приводах клетей непрерывных, заготовочных, сортовых трубных и листовых станов горячей прокатки.

Известно устройство для управле ния нереверсивным злектродвигател"-.,: постоянного тока, содержащее последовательно соединенные первый блок сравнения сигналов, регулятор частоты вращения, второй. блок сравнения сигналов„ регулятор тока, блок им" пульсно-фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен со вторым входом второго блока сравнения сигналов, причем выход датчика частоты вращения электродвигателя подключен

K второму входу первого блока сравнения сигналов, первый вход которого соединен с блоком задания частоты -5 вращения fl) .

Недостатком этого устройства является наличие значительного перерегулирования электродвигателя по частоте вращения при сбросе нагрузки. ЗО

В рассматриваемом режиме работы, при сбросе и приложении нагрузки возникают всплески тока и бестоковые зоны,приводящие к недопустимо большим динамическом усилиям в электродвигателе и объекте управления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления неревер- гО сивным электродвигателем постоянного тока, содержащее первый блок сравнения сигналов, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения, последовательно соединенные второй блок сравнения сигналов, регулятор тока, блок импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к выходу регулятора частоты вращения, причем выход датчика частоты вращения электродвигателя подключен к первому входу первого блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к блоку задания частоты вращения„ при этом регуляторы частоты вращения выполнены на базе операционного усилителя с последовательно соединенными резистором и конденсатором в цепи его обратной связи, причем параллельно цепи обратной связи регулятора частоты вращения включена цепочка, состоящая из последовательно и встречно соединенных стабилитрона и диода (2), Недостатком известного устройства яв.пяется наличие всплесков тока,, а также бестоковых зон в электродвигателе в режиме сброса нагрузки„ что иводит к ударам в механической передаче. Это снижает надежность и уменьщает ресурс работы всего оборудования, Целью изобретения являетая повышение надежности и увеличение ресурса работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый блок сравнения сигналов, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения, последовател ьно соединенные второй блок сравнения сигналов, регулятор тока, блок импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, причем выход датчика частоты вращения электродвигателя подключен к первому входу первого блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к блоку задания частоты вращения, при этом регуляторы частоты вращения и тока выполнены на базе операционного усилителя с последователЬно соединенными резистором и конденсатором. в цепи его ооратной связи, введена дополнительная цепь, состоящая из последовательно и согласно соединенных двух диодов, при этом начало дополнительной цепи присоединено к общей точке соединения резистора и конденсатора в цепи обратной связи регулятора частоты вращения, к выходу которого подключена общая точка соединения диодов, а конец - к второму входу второго блока сравнения сигналов, На чертеже приведена блок-схема устройства для управления нереверсивнь|м электродвигателем постоянного тока.

Устройство содержит два контура регулирования. Внутренний контур служит для подчиненного регулирования

3 102500 тока и включает соединенные между собой регулятор 1 тока, систему 2 импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь 3,. к выходу которого подключен датчик 4 тока. Вы" > ход датчика 4 тока присоединен к первому входу второго блока 5 сравнения сигналов, а выход последнегок входу регулятора 1 тока, Внешний контур, служащий для регулирования 10 частоты вращения, содержит внутренний контур, регулятор 6 частоты вращения, датчик 7 частоты вращения, подключенный к первому входу первого блока 8 сравнения сигналов, выход 15 которого соединен со входом регулятора 6 частоты вращения. Второй вход блока 8 сравнения сигналов присоединен к блоку задания частоты вращения (не показан).

Регуляторы частоты вращения и тока выполнены на базе операционного усилителя с последовательно соединен" ными резистором и конденсатором в цепи его обратной связи. 25

В устройство введена дополнитель" ная цепь, состоящая из последователь" но и согласно соединенных двух диодов 9 и 10. Общая точка соединения диодов подключена к выходу регулятора 6 частоты вращения, при этом на" чало дополнительной цепи соединено с общей точкой соединения резистора и конденсатора в цепи обратной свя" зи регулятора 6 частоты вращения, а конец подключен к второму входу второго блока 5 сравнения сигналов.

Устройство осуществляет управление нереверсивным электродвигателем 11 постоянного тока, 40

Устройство для управления нереверсивным электродвигателем постоянного така работает следующим образом.

В установившемся режиме напряжения на входах Регуляторов тока 1 и 45 частоты вращения 6 близки к нуле, а напряжения на выходах этих регуляторов соответствуют статической на" грузке.

Когда напряжение с блока задания s0 частоты вращения положительно, что соответствует представленному на чер" теже случаю (при отрицательном напряжении с блока задания частоты враще" ния необходимо изменить полярность у

Ф а включения диодов в дополнительнои цепи), то напряжение на выходе регулятора 6 частоты вращения отрицательно, 8 .4 поэтому диод 9 открыт, а диод I0 закрыт, Поэтому в установившемся режиме диоды 9 и 10 не влияют на работу двухконтурной системы регулирования.

После сброса нагрузки частота вращения электродвигателя 11 увеличивается выше заданного значения и напряжение на входе регулятора 6 частоты становится отрицательным. Iloлярность напряжения на выходе регулятора 6 изменяется и к диоду 9 при.кладывается обратное напряжение. Диод

9 закрывается и напряжение задания на ток двигателя становится равным нулю. При этом диод 10 открывается и шунтирует конденсатор B цепи обратной связи регулятора 6 частоты вращения, предотвращая тем самым его заряд под действием отрицательного входного напряжения. До тех пор, пока двигатель на выбеге тормозится до заданной .частоты вращения, напряжение на выходе регулятора 1 тока соответствует существующей в данный момент частоте вращения. Так как при торможении двигателя уменьшается

его противо-ЭДС и вызванный :этим ток электродвигателя, то по цепи, обратной связи внутреннего контура через датчик ч тока уменьшается выходное напряжение регулятора 1 тока. Поэтому регулятор 1 тока при торможении электродвигателя 11 на выбеге постоянно готов к набросу нагрузки и бестоковая зона отсутствует.

При уменьшении частоты вращения электродвигателя 11 до заданной величины напряжение на выходе первого блока 8 сравнения сигналов становится положительным. Полярность напряжения на выходе регулятора 6 частоты вращения изменяется, диод 10 закрывается, а диод 9 открывается. При этом величина напряжения на выходе регулятора 6 частоты вращения приблизительно равна уровню, соответствующему режиму холостого хода при заданной частоте вращения, а напря" жение на выходе регулятора 1 тока имеет. уровень, соответствующий режиму холостого хода на существующей частоте вращения. Электропривод пе" реходит в установившийся режим холостого хода беэ всплесков тока и перерегулирования по частоте вращения °

При набросе нагрузки на выходе блока 8 сравнения сигналов появляется положительное напряжение, а напряжение на выходе регулятора 6 частоты

Составитель А. Бабак

Тех И.Контура

Корректор Г. Огар

Р актор Л. Филиппова

Подписное

50 ираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l303 Москва 3-3 Ра вская наб. аказ 1 илиал атент, i. жгород, ул. роектная, 5 102 вращения увеличивается до уровня, определяемого величиной статической нагрузки. Дищ ы 9 и 10 s дальнейшем не влияют на работу устройства до следуецего сброса нагрузки.

Таким образом, неколебательный характер восстановления частоты вращения электродвигателя и исключение режимов его работы с разрывным током обеспечивает беэзазорное движение пе5008 6 редачи двигатель - рабочий орган к моменту очередного приложения нагрузки °

Изобретение позволяет повысить

s надежность электропривода и увеличить ресурс его работы за счет снижения динамических нагрузок в механической передаче. Это сокращает простои оборудования из-за внеплановых ремонтных работ.