Устройство зависимого управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ЗАВИСИМОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее регулятор ослабления поля, входы которого соединены с источником задающего напряжения, датчиком напряжения и датчиком тока якоря электродвигателя , а вькод - с контуром регулирования тока возбуждения электродвигателя , и датчик частоты вращения электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени переходных процессов, в него введены блок дифференцирования , источник опорного напряжения и ключевой элемент, включенный параллельно входу регулятора ослабления (Л поля, при этом выход датчика частоты с , вращения через последовательно соединенные блок дифференцирования и § источник опорного напряжения подключен к управляющему :входу ключевого элемента. Н tsp IB 01 Vh 6j Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

a(50 Н 02 P 5/06 с р;-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТМЙ (21) 3332714/24-07 (22) 17.08.81 (46) 30. 11.84. Бюл. Р 44 (72) В,В. Болотов, И.А. Янущик, H.À. Гачик В.П. Перепелицын и В.А. Гордовой (53) 62-83:621.314.5(088.8) (56) 1. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. N., "Энергия", 1979, с. 396-397. .2, Сборник "Электротехническая промышленность", серия "Электропривод", 1980, вып. 1(81), с. 9, рис. 5.

„„SU„„1072750 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ЗАВИСИМОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРО-ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержа" щее -регулятор ослабления поля, входы которого соединены с источником saдающего напряжения, датчиком напряжения и датчиком тока якоря электродвигателя, а выход — с контуром регулирования тока возбуждения электродвигателя, и датчик частоты вращения электродвигателя, о т-л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени:переходных процессов., s него введены блок дифференцирования, источник опорного напряжения и ключевой элемент, включенный парал- Щ лельно входу регулятора ослабления поля, при этом выход датчика частоты ф/ ,вращения через последовательно соединенные блок дифференцирования и источник опорного напряжения подключен к управляющему входу ключевого элемента.

750

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам постоянного тока с двухзонным регулированием частоты вращения электродвигателя и зависимым управлением магнитным потоком.

Известно устройство зависимого управления потоком возбуждения элек» тродвигателя,. содержащее регулятор

ЭДС, входы которого соединены с ис- 10 точником задающего напряжения, датчиком напряжения на якоре и датчиком тока якоря, а выход — с регулятором тока возбуждения j1 ). В этом устройстве управление потоком возбужце- 15 ния электродвигателя производится в функции ЭДС.

Недостатком этого устройства явля-. ется то, что уровень задания начала ослабления поля (уменьшения тока 1 20 возбуждения) меняется в зависимости от величины пускового тока якоря, т.е ° уровень задания повышается при увеличении пускового тока. При этом начало ослабления поля наступает позже 2 при повышенной ЭДС электродвигателя, что приводит к сокращению запаса по напряжению преобразователя и уменьшению пускового тока якоря, и следовательно, к увеличению времени переходного процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство зависимого управления потоком возбуждения электродвигателя, содержащее регулятор ослабления поля, входы.ко -. торого соединены с источником задающего напряжения, датчиком напряжения и датчиком тока якоря электродвигателя, а выход — с контуром регулирования тока возбуждения электродвига.40 теля, датчик частоты вращения и регулятор напряжения, входы которого соединены с датчиком и источником напряжения, а выход — с регулятором ослабления поля (2 .1.

Недостатком этого устройства является поддержание задания на ослабление поля на неизменном уровне только в статическом режиме и при напряжении на двигателе, меньшем номинального. Поэтому при пуске двигателя уровень задания на ослабление поля также увеличивается. Если же уровень задания начала ослабления поля снизить, учитывая его повышение от величины пускового тока, то тем самым увеличивается запас по напряжению преобразователя в статическом

1 режиме за счет недоиспользования электродвигателя по мощности, т,е. создается противоречие. !

Цель достигается тем, что в устройство зависимого управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока, содержащее регулятор ослабления поля, входы которого соединены с источником задающего напряжения, .датчиком напряжения и датчиком тока якоря электродвигателя, а выход - с контуром регулирования тока возбуждения электродвигателя, и датчик частоты вращения электродвигателя, введены блок дифференцирования, источник опорного напряжения и ключевой элемент, включенный параллельно входу регулятора ослабления поля, при этом выход датчика частоты вращения через последователь но соединенные блок. дифференцирования и источник опорного напряжения под" ключен к управляющему входу ключевого элемента.

На Фиг. 1 изображена схема уст-. ройства; на фиг. 2 — временйые диаграммы изменения. параметров.

Устройство зависимого управления потоком возбуждения электродвигателя содержит регулятор 1 ослабления поля, входы которого соединены с источником 2 задающего напряжения, датчиком 3 напряжения и датчиком 4 тока якоря, а выход — с контуром 5 регулирования тока возбуждения электродвигателя, и датчик б частоты вращения электродвигателя, который через блок 7 дифференцирования и источник

8 опорного напряжения подключен к управляющему входу ключевого элемента 9, в качестве которого в данном конкретном случае использован транзистор. Источник 8 опорного напряжения может быть выполнен в виде выпрямителя или на стабилитроне 10, соединенном с: выходом датчика 4 тока якоря (включение стабилитрона показано пунктиром).

Работа устройства поясняется диаграммами (см. фиг, 2).

В известных устройствах управления магнитным потоком в функции ЭДС уровень задания на ослабление поля электродвигателя поддерживают неизменным (т.е ° не изменяют со стороны управляющего воздействия), но он увеличивается (со стороны возмущающего воздействия), потому что на

10727

3 входе регулятора ослабления поля суммируются задающее напряжение U5 и напряжение обратной связи по ЗДС е =U„ -IR, где U„ напряжение, пропорциональное напряжению преобразова-.5 теля в цепи якоря с сопротивлением

R и током I. В этом случае начало ослабления поля соответствует равен- ству U = e«=U „-IR или U>+IR = (время t ), откуда следует, что при пуске электродвигателя задающее напряжение увеличивается.на величину, пропорциональную пусковому току.

Это приводит к тому, что .начало ослабления поля происходит при ловы- 15 шенной ЗДС, а также к сокращению запаса по напряжению нреобразователя и уменьшению пускового тока якоря . и т.д.

В предлагаемом устройстве уровень 2g .задания Оп во время. разгона электродвигателя поддерживают неизменным, т.е. постоянным, путем отключения обратной связи по току якоря нли неизменным со стороны управляющего 25 воздействия, но с переключением отрицательно обратной связи по току якоря на положительную. В этом случае начало ослабления поля происходит в момент времени t1 (при отключении 30 отрицательной обратной связи по то ку) или в.момент времени to (при переключении отрицательной обратной связи по току на положительную). В обоих случаях обеспечивается требуемый запас по напряжению преобразова- . теля в цепи якоря, что является необходимым условием разгона двигателя при полной (т.е. без провалов) пусковой токовой диаграмме. По окон- „. чании переходного процесса уровень задания увеличивают при увеличении статического момента путем восстановления обратной связи по току. В этом случае увеличение тока нагрузки

45 компенсируется увеличением напряжения преобразователя, чем улучшается . использование двигателя по мощности..

Отключение отрицательной обратной связи по току на входе регулятора 1 50 ослабления поля осуществляется путем шунтирования выхода датчика тока 4 якоря ключевым элементом 9, когда имеет место изменение частоты вращения ш на выходе датчика 6. При из- 55 ( менении частоты вращения (разгон электродвигателя) с выхода блока 7 дифФеренцирования снимается сигнал, 50 4 который выпрямляется выпрямителем 8 и падается ка вход ключа 9. Поэтому, когда происходит разгон электродвигателя и имеется достаточное прира щение частоты вращения, ключ 9 отпирается, шунтирует выход датчика 4 тока якоря, и отрицательная обратная связь по .току на входе регулятора 1 отключается. При выпол нении порогового элемента -на стабилиуроне 10 необходимо, чтобы разница . между пусковым током якоря с учетом . пульсаций и током/нагрузки в режиме ослабления поля была достаточно большая. Тогда при пусковом токе, когда с выхода датчика 4 снимается наибольший сигнал, стабилитрон 10 пробивается, ключ 9 отпирается, а выход датчика 4 шунтируется. В статике, когда сигнал датчика 4 не превьппает уровень пробоя стабили- трона 10, отрицательная обратная связь по току якоря не отключает- ся.

По сравнению с известными, данное устройство устраняет противоречие,, связанное с наличием отрицательной обратной связи по току якоря на входе регулятора ослабления поля в динамике. Поэтому при пуске электродвигателя задающее напряжение

4 не увеличивается с увеличением пус.— кого тока и требуемый запас по напряжению по этой причине не сокращается. Наоборот, его можно увеличить, если в динамике отрицательную обратную связь по току якоря на входе регулятора ослабления поля переключить на положительную, что важно для более инерционных электроприводов с большим перерегулированием по ЭДС.

В статике же с восстановлением отрицательной обратной связи по току и при приложении статического момента компенсация падения.капряжения в якоре электродвигателя происходит за;

I счет увеличения напряжения преобразователя, чем улучшается использование двигателя по мощности. Кроме того в устройстве упрощается настройка начала ослабления поля в связи с устранением мешающего в динамике действия отрицательной. обратной связи по току, влияющей на начало ослабления поля и, следовательно, как.на динамический, так и на статический запасы по напряжению преобразователя.

1072750

Корректор О, Луговая

Редактор О. Юркова Техред М.Надь филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9161/4 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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