Электропривод

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь , регулятор скорости, первый узел сравнения, задатчик интенсивности , а также корректирующее звено. выход которого соединен с вторым входом первого узла сравнения, о т л и ч ающий с я тем, что, с целью повышения качества регулирования и увеличения быстродействия, в него дополнительно введены фильтр и последовательно соединенные модель преобразователя , второй узел сравнения, модель электромагнитной цепи якоря электродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена, при этом вход фильтра соединен с тахогенератором , а выход - с третьим входом первого узла сравнения и вторым входом второго узла сравнения, вход модели преобразователя соединен с выходом регулятора скорости. §

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 P 5/06 (21) 3398790/24,-07 (22) 19.02 ° 82 (46) 30.03.84. Бюл.Р 12 (72) А.Е.Алехин (53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 635585, кл. Н 02 Р 5/06, 1979.

2. Динамика вентильного электро- . привода постоянного тока. М., "Энергия", 1975, с.124-126. (54)(57) ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь, регулятор скорости, первый узел сравнения, задатчик интенсивности, а также корректирующее звено, „„SU„,1083318 А выход которого соединен с вторым входом первого узла сравнения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и увеличения быстродействия, в него дополнительно введены фильтр и последовательно соединенные модель преобразователя, второй узел сравнения, модель электромагнитной цепи якоря электродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена, при этом вход фильтра соединен с тахогенератором, а выход — с третьим входом первого узла сравнения и вторым входом второго узла сравнения, вход модели преобразователя соединен с выходом регулятора скорости.

1083318 тельно соединенные модель преобразователя, второй узел сравнения, модель электромагнитной цепи якоря электродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена, при этом вход фильтра соединен с тахогенератором, а выход — с третьим входбм первого узла сравнения и вторым вхбдом второго узла сравнения, вход модели преобразонателя соединен с выходом регулятора скорости.

На чертеже представлена структурная схема электропринода.

Электропривод содержит последовательно соединенные электродвигатель

1 с тахогенератором 2, преобразователь 3, регулятор 4 скорости, узел 5 сравнения, задатчик б интенсивности, а также корректирующее звено 7, выход которого соединен с вторым входом узла 5 сравнения. Кроме того, устройство содержит флиьтр 8 и последовательно соединенные модель 9 преобразователя, второй узел 10 сравнения, модель 11 электромагнитной цепи якоря электродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена 7, при этом вход фильтра 8 соединен с тахогенератором 2, а выход — с третьим нходом узла 5 сравнения и вторым входом узла 10 сравнения. Вход модели 9 преобразователя соединен с выходом регулятора 4 скорости.

В зависимости от требований,предьявляемых к системе автоматического регулирования скорости электропривода, и от параметров силовой цепи электропривода модель 9 преобразователя может быть нзята в виде трех видов.

Модель 9 преобразователя как безынерционное звено в виде коэффициента передачи Кт.„ вплоть до частоты входного сигнала, не пренышающей частоту сети (а электродвигатель имеет среднее быстродействие I. Модель 9 преобразователя как звено с чистым запаздьнанием с временем запаздывания — — при этом не учитывается пеТ ременность интервала дискретности.

Моксель 9 преобразователя как ь— звено, передаточная функция которого описывается выражением тп (1 9 Р) тпм где является линейной функцией управляющего сигнала, изменяясь при этом в функции величины управляющего сигнала от нуля до определенной максимальной величины. Данная модель берется тогда, когда система автоматического регулирования скорости электропринода должна иметь высокое быстродействие.

Для большинства станочных электроприводов удовлетворительным быстродействием (по полосе пропускания частот) является частота входного возИзобретение относится к электротехнике,а именно к автомат. зиронанному электроприводу постоянного тока, и может быть использовано в быстродействующих электроприводах подач металлорежущих станков.

Известен электропривод, выполненный по системе подчиненного регулирования в виде каскадного соединения замкнутых контуров с регуляторами, к входам которых подключены выходы 10 датчиков соответствующих контуров (1), Недостатком известного электропривода является то, что датчики тока и напряжения, а также скорости .наряду с гладкой составляющей на вход15 преобразователя передают и переменные состанляющие сигнала, вызванные дискретностью преобразователя, что снижает точность поддержания регулируемого параметра — скорости электродвигателя и не позволяет существенно повысить быстродействие всей системы электропривода.

Наиболее близким по технической сущности является электропривод, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь, регулятор скорости, первый узел сравнения, задатчик интенсивности, а также корректирующее звено, выход которого соединен с вто- 30 рым входом первого узла сравнения L2).

Недостатком такого электропринода являешься то, что в нем невозможно существенно повысить точность регулирования скорости из-за присутствия 35 в обратных связях по току и скорости переменных составляющих сигналон, обусловленных дискретностью преобразователя, что снижает быстродействие электропривода. 40

Кроме того, взятие производной (корректирующим звеном в контуре TQK а ) усиливает переменную составляющую и без того пульсирующего тока, особенно при использовании преобразователей с раздельным управлением, когда среднее значение номинального тока может не иметь постоянной составляющей (т.е. прерывистый режим тока) при использовании малоинерционных электродвигателей, что существенно снижает помехозащищенность всей системы регулирования.

Цель изобретения — повышение качества регулирования и увеличение быстродействия электропринода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь, регулятор скорости, пер-. бО вый узел сравнения; задатчик интенсивности, а также корректирующее звено, выход которого соединен с вторым входом первого узла сравнения, дополнительно введены фильтр и последона-> g5

1083318

Составитель Ю.Воробьев

Редактор Н.Безродная Техред Л.Коцюбняк Корректор В Бутяга

Заказ 1771/49 Тираж 667 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 действия 50 Гц. В связи с этим модель преобразователя в данном случае может быть взята в виде безынерционного звена как коэффициент передачи тп

Используемые малоинерционные элек- 5 тродвигатели в машиностроении имеют высокое быстродействие, что приводит при малых скоростях их работы (когда момент инерции электродвигателя и нагрузки не сглаживает пульсации IO скорости от дискретного характера тока преобразователя) к росту переменной составляющей сигнала. в обратной связи по скорости (фактор пульсаций), что также снижает общий коэф- 15 фициент передачи всей системы. Iacтата этой переменной составляющей равна частоте переключения вентилей преобразователя и равна mfc .Гц. Для устранения этого нежелательного явле- о ния в системе использован в цепи обратной связи по скорости активный фильтр низкой частоты с коэффициентом подавления несущей частоты преобразователя (m.c) порядка 60 дБ, но пропускающий рабочие частоты системы Рр « mfc.

Электропривод работает следующим образом.

Напряжение обратной связи по скорости, которое пропорционально ЭДС электродвигателя 1, вычитается в .узле 10 сравнения из напряжения, снимаемого с модели 9 преобразователя (среднее его значение — гладкая составляющая). Полученная таким образом разность напряжений, проходя через модель 11 электромагнитной цепи якоря электродвигателя 1, преобразуется в сигнал тока электродвигателя 1 (среднее его значение — гладкая составляющая), который далее через корректирующее звено 7 по току (элемент дифференцирования присутствует) поступает на вход узла 5 сравнения.

Выходное напряжение корректирующего звена 7 вычитается в узле 5 сравнения из напряжения задатчика б интенсивности. Полученная разность напряжений, проходя через регулятор 4 скорости и преобразователь З,подается на электродвигатель 1„

Таким образом, в электроприводе обратная связь по среднему значению тока электродвигателя 1 (без потери быстродействия) позволяет без фильтрации переменной составляющей тока на выходе преобразователя 3 брать его прбизводную без особых ограничений по уровню помех, что также значительно увеличивает статический коэффициент разомкнутой системы и, следовательно, обеспечивает более высокую статическую и динамическую точность работы электропривода, увеличивает его быстродействие.