Система регулирования скорости двигателя постоянного тока

 

СИСТЕМА РЕГУЛИГОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор , скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря и усилитель мощности, соедииенный с обмоткой возбуждения двигателя постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а вторая через источник якорного напряжения соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы с сохраненнем ее быстродействия, выход регулятора тока якоря to соединен с входом усилителя мощности. «/ ел ел :о ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (l 9) (1 3 ) 4У 1 6 05 В 11/О1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я,ГЯ иДг рдк р q (21) 3595570/24 —.24 (22) 26.05.83 (46) 15.05.85. Бюл. И 18 (72) М. И. Наплеков, В. И. Ольшевский и Б. А. Фурман (71) Харьковский политехнический институт им, В. И. Ленина (53) 62.50(088.8) (56)1Зычков S. П. Электропривод и автоматизация металлургического производства.

М., "Высшая шкала", 1977, с. 79, рис. 3-23

2; Шестаков В. М. Автоматизированные электроприводы бумаго- и картоноделательиых машин. М., "Лесная .промышленность", 1978; с. 22, рис. 1 — 10 (нрототил) .. (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОЮСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая последовательно соединенные задатчнк скорости, первый сумматор, регулятор скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря и усилитель мощности, соединенный с обмоткам ваэбуждення двигателя постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а вторая через источник якорного напряжения соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал. которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что, с целью унрошения системы с сохранением ее быстродействия, выход регулятора тока якоря а соединен с входом усилителя мощности.

1155992 2

Изобретение относится к автоматическому регулированию скоростей двигателей постоянного тока путем изменения потока двигателя и может быть применено в системах управления . общепромышленного электропривода. S

Известна система регулирования скорости двигателя постоянного тока, содержащая последовательно соединенные задатчик скорости, первый регулятор, второй регулятор, усилитель мощности и обмотку возбуждения 10 двигателя, двигатель постоянного тока, источ- . ник якорного напряжения, датчик MC двига-. гателх, выход которого подключен к входу первого регулятора, и датчик тока возбуждения двигателя, выход которого подключен к входу второго регулятора (11.

Недостатком этой системы регулирования

Ф является невысокая точность регулирования скорости двигателя в зоне управления потоком возбуждения, так как обратная связь по ЭДС двигателя не обеспечивает точность измерения собственно скорости в такой мере, как зто возможно с помо пью специальных датчиков скорости (аналоговь1е или дискретные тахогенераторЫ).

Наиболее близким по технической сущности k предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря, третий сумматор, регулятор тока возбуждения, датчик тока возбуждения и усилитель мощности, соединенный с обмоткой возбуждения двигателя постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а.вторая через источник якорного напряже- М ния соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вто- 4О рым входом второго,сумматора, а выход датчика тока возбуждения связан с вторым входом третьего сумматора (21.

Недостатком известной трехконтуриой с @темй подчиненного регулирования. является то, что при создании на ее базе и эксцлуатации реальных промышленных приводов настройка и надежность работы системы зависят

er постоянства ее динамических параметров и прежде всего двигателя и объекта, так как SO метод настройки .ПИ-регуляторов в системах цодчннениого регулирования, основанный на компенсации основных инерционносий, позволяет реализовать высокую чувствитель-. ность и быстродействие систем без нарувэения их устойчивости только в тех случаях, когда компенсация действительно выполняется в течение всего времени эксплуатации. В тех случаях, когда параметры системы (прежде всего постоянные времени — электромеханическая, якорной цепи и цепи возбуждения) изменяются в течение эксплуатации привода компенсации, нарушается, изменяется порядок дифференциальйого уравнения системы и, как следствие, могут иметь место нарушения устойчивости и ухудшение качества регулирования.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение надежности и понижение чувствительности к величине настраиваемых параметров регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные задатчик скорости, первый сумматор, регулятор скорости, второй сумматор, регулятор тока якоря и усилитель мвшности, соединенный с обмоткой возбуждения двигател>, постоянного тока, одна клемма якоря которого непосредственно, а вторая через источник якорного напряжения соединена с датчиком тока якоря двигателя постоянного тока, вал которого связан с датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход датчика тока якоря соединен с вторым входом второго сумматора, выход регулятора тока якоря соединен с входом усилителя мощности. Ha чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит задатчик 1 скорости, регулятор 2 скорости, регулятор 3. тока якоря, усилитель 4 мощности, обмотку 5 возбуждения, якорь двигателя постоянного тока 6, источник 7 якорного напряжения, датчик 8 скорости, датчик 9 тока якоря, первый сумматор 10, второй сумматор 11.

Устройство работает следующим образом.

Заданный сигнал скорости с эадатчика сравнивается в сигналом датчика 8 скорости на первом сумматоре 10 и,поступает на регулятор. 2 скорости, выходной сигнал которого в свою очередь является задающим сигналом контура стабилиэациии тока якоря 6, сигнал ошибки стабилизации тока якоря с выход» второго сумматора 11 через регулятор 3 тока якоря и усилитель 4 мощности поступает на обмотку 5 возбуждения двигателя постоянного тока.

Работа системы регулирования скорости происходит по известным принципам работы двухконтурной системы подчиненного регулирования, когда внутренний контур определяет и основном динамику регулирования, а внешний определяет точность регулирования в установившемся режиме.. Особенностью ее является то, что при использовании в качестве регуляторов известных схем на операционных делителях c RC-цепями в обратной связи (ПИ-ре3

Составитель В. Кирсанов

Техред Т.Маточка

Корректор В. Бутяга

Редактор К. Волощук

Тираж 8бЗ

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3142/42

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гуляторы) настройка контура подчиненного регулирования тока якоря двигателя производится так, что в качестве компенсируемой постоянной времени .принимается постоянная времени цепи возбуждения, а постоянная времени якорной цепи учитывается при определении так называемой суммаоной малой постоянной такового контура. Для реальных приводов постоянная времени пепи возбуждения доставляет 0,3 — 0,7 с, а постоянная времени якорной цепи не превышает О/01

0,02 с. Настройка регулятора внешнего контура регулирования происходит так же, -как и в известных системах.

Таким образом при упрощенной структуре предлагаемой системы (два контура вместо трех) требования к точностя настройки корректирующих цепей каждого .из контуров снижаются при сохранении того же уровня качества регулирования. При этом

155992 4 наличие (в трехконтурной системе) отдельного, . замкнутого контура; регулирования тока якоря и отдельного«контура регулирования тока возбуждения предопределяет повъцп ение порядка дифференциального уравнения. Предлагаемая структура, в которой обе инерционности оказываются в пределах одною внутреннего контура с учетом того, что они отличаются между собой на 1,5 порядка, .

10 позволяет без ущерба для точности регулирования проводить его настройку по известной методике компенсации основной инерционности, т.e. постоянной времени цепи возбуждения. Влияние якорной постоянной времени .

1ч появляется лишь как участие в суммарной малой постоянной контура. Суммирование же постоянных (даже мальх), принадлежащих разным контурам (в трехконтурной системе), приводит к существенно большим ю погрешностям.