Автоматизированный электропривод с ограничителем тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

Э(50 H 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: "

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3407514/24-07 (22 ) 15.03.82 (46 ) 23,08.83. Бюл. < 31 (72 ) Т. Л. Агафонова, В. Л. Данилов, В. Д, Нефедов и 6, И. Шмаков (53) 621 ° 316 ° 718.5(088,8) (56 ) 1, Автор сне свидетель ст во С CCP и 640409, кл. Н 02 Р 5/06, 1977.

2, Следящие вриводы. Под ред.

Чемоданова 6. К. М., "Энергия", 1976, т.2.:c. 41-57. (54 )(57 ) АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ОГРАНИЧИТЕЛЕМ ТОКА, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, датчик частоты вращения, корректирующий блок, сумматор, подключенный выходом к первому входу первого..сравнивающего элемента, второй вход которого присоединен к выходу блока задания частоты вращения, а выход первого сравнивающего элемента через усилитель соединен с входом электро двигателя, а также блок умножения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в электропривод введены второй сравнивающий элемент и функциональный преобразователь тока, подключенный входом к второму выходу электродвигателя, а выходом - к первому входу блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, а второй вход блока умножения -к выходу второго сравнивающего элемента, соединенного первым входом с выходом датчика частоты вращения, а вторым входомс вторым входом первого сравнивающего элемента. (10373

Изобретение относится к электротехнике и может быть иапользовано в системах и устройствах, требующих обеспечения режимов пуска, реверса и останова приводных электро« 5 двигателей постоянного и переменного тока с ограничением тока в их якорной цепи, Известен автоматизированный элект ропривод, ограничитель тока элект- 10 родвигателя которого содержит последовательно соединенные первый усилитель, нелинейный элемвнт типа "Насыщение", и второй усилитель, причем уровень насыщения нелинейного 15 элемента является регулируемым в зависимости от величины сигнала ограничения тока, пропорционального произведению ЭДС электродвигателя на его ток(1), Щ

Недостатком данного устройства является слабая помехозащищенность при вода и воз можност ь возни кнов ения колебательного характера переходных процессов привода, связанные с нали- 25 чием нелинейного звена типа "Насыщение" в прямой цепи регулирования.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является автоматизированный электропривод с ограничи- Ç0 телем тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, датчик частоты вращения, корректирующий блок, сумматор, подклю" ченный выходом к первому входу первого сравнивающего элемента, второй вход которого присоединен к выходу блока задания частоты вращения, а выход первого сравнивающего элемента через усилитель соединен со входом электродвигателя, блок умножения (2), Недостатком известного устройства является недостаточные точность и быстродействие.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия электропривода, Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированный электро-50 привод с ограничителем тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, датчик частоты вращения, корректирующий блок, сумматор, подключенный выходом к первому

55 входу пер во го ср авни вающего эл емента, второй вход которого присоединен к выходу блока задания частоты вращения, а выход первого, сравнивающего элемента через усилитель соединен со входом электродвигателя, блок умножения, введены второй сравнивающий элемент и функциональный преобразователь тока, подключенный входом ко второму выходу электродвигателя, а выходом - к первому входу блока умножения, выход которого подключен ко второму входу сумметора, а второй вход блока умноженияк выходу второго сравнивающего элемента, соединенного первым входом с выходом датчика частоты вращения, а вторым входом - со вторым входом первого сравнивающего элемента.

На чертеже приведена блок-схема автоматизированного электропривода с ограничителем тока, Электропривод содержит последовательно соединенные электродвигатель 1, датчик 2 частоты вращения,корректирующий блок 3, сумматор 4, подключенный выходом к первому входу первого сравнивающего элемента 5, второй вход которого присоединен к выходу блока задания частоты враще ния (не показан ), Выход nepaoro сравнивающего элемента 5 через усилитель

6 соединен со входом электродвигателя 1 ° функциональный преобразователь 7 тока подключен входом ко второму выходу электродвигателя 1 (к фазным обмоткам), а выходом к первому входу блока 8 умножения, выход которого подключен ко второму входу сумматора 4. Второй вход блока 8 умножения подключен к выходу второго сравнивающего элемента 9, соединенного первым входом с выходом датчика 2 частоты вращения, а вторым входомсо вторым входом первого сравнивающего элемента 5.

В общем случае функциональный преобразователь тока должен выполнять преобразование вида

К"-, (И l-i„)",1 1> < и

8 р, 111с 1н, где 1,1H - соответственно полный и номинальный токи в якорной цепи электродвигателя;

К „- Коэффициент передачи функционального преобразователя тока;

n - показатель степени.

Выбор числового значения показателя степени и зависит от типа электродвигателя и уровня требований

3 103 по отсутствию влияния ограничителя . тока на качество работы эл ктропривода при изменении тока в допустимом диапазоне, Чем больше и, тем эффективнее работает ограничитель тока.

При использовании в электроприводе двигателя постоянного тока с

}4остовой схемой управления с точки зрения простоты технической реализации целесообразно принять п=1, а прь1, использовании двигателя переменного тока целесообразно принять

n=2 и осуществлять преобразование в соответствии с зависимостью я., 0 - К} i ,2., }-, 2 }-, }.

+ я+ 3+ + + и где i, i i>- полные токи фазных обмоток электродвигателя.

В первом из указанных случаев функциональный преобразователь представляет собой блок выделения модуля с. зоной нечувствительности, а во втором содержит сумматор и квадраторы тока в количестве, равном числу фазных обмоток электродвигателя,подключенные входами к соответствующим фазным обмоткам, а выходами - к соответствующим входам сумматора,выход которого связан с выходом функционального преобразователя тока.

Автоматизированный электропривод с ограничителем тока работает следующим образом.

При подаче задающего воздействия

V с выхода блока задания частоты вращения на второй вход первого сравнивающего элемента 5 в электроприводе формируется и прикладывается к якорной цепи электродвигателя 1 управляющее воздействие

dU 11 "9 6

dk ,где Vg- сигнал ошибки регулирования;

К.1.- коэффициент: усиления и пос ф ф тоянная времени усилителя 6.

В режиме пуска электродвигателя, когда Vp = сь, а частота вращения

Ю = О, все управляющее воздействие практически затрачивается на активные потери в якорной цепи, Для ограничения велйчины пуско- . вого тока электродвигателя в этом режиме предусмотрена цепь ограничения величины управляющего напряжения по задающему воздействию, сос7399 4 тоящая из последовательно соединенных второго сравнивающего элемента 9, блока 8 умножения, сумматора 4, первого сравнивающего элемента 5 и усилителя 6. Коэффициент передачи этой цепи K)o регулируется блоком 8 умножения по сигналу О} в зависимости от величины полного тока якорной цепи электродвигателя.

Сигнал ошибки при пуске имеет вид

Оа=К>ОЪ-к ФООЪОФt где К - коэффициент передачи соединенных первого сравнивающего элемента и усилителя 6 по задающему воздействию.

Видно, что чем больше полный ток в якорной цепи электродвигателя, тем больше величина компенсирующего воздействия К U Ц„

В режиме останова электродвигателя, .когда Ч = О, предусмотрена цепь ограничения 1ока пр частоте вращения электродвигателя, состоящая из последовательно соединенных блоков 2,9,8,,4,5 и 6. При этом сигнал ошибки регулирования имеет вид

u =-к,„uk(e) -К }},О,„О, где V К - си гн ал, пропорционал ьный частоте вращения электродвигателя, и коэффициент усиления цепи ограничения тока по сигналу V .;

К - коэффициент передачи блоков 2,9,8,4,5,6 по частоте вращения;

З5 К (p ) - передаточная функция корректирующего устройства 3 (при

p-O, К(р) = 1).

Как видно из выражения для 1, чем больше ток электродвигателя,тем

40 больше величина компенсирующего сиг- . нала К /< Чф.

В режиме реверса частоты вращения электродвигателя (Vy= -а ) ограничение величины тока обеспечивается одно45 временной работой обеих цепей ограничения тока по задающему воздействию и по частоте вращения, поэтому сигнал ошибки регулирования имеет вид

u =V>u> К„О„-(K>,u>-KW„01})UO.

Коэффициенты передачи К и К< вы бираются соответственно из условия ограничения пускового тока и тока

55 останова на допустимом уровне, что гарантирует ограничение на таком же уровне тока при реверсе электродвигателя, Составитель А, Бабак

Техред И.Гайду Корректор Л; Бокшан

Редактор П, Коссей

Заказ 6034/58 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

5 1037399

Использование изобретения позволя-. нове и резком изменении нагрузки При ет обеспечить практически одинаковый этомобеспечивается высокие точность уровень ограничения полного тока . и быстродействие устройства.Применеэлектродвигателя в переходных режимах ние изобретения позволяет повысить

его работы при пуске, реверсе, оста- 5 производительность машин и механизмов