Устройство управления электроприводом

 

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее первьй электродвигатель, соединенный валом с валом тахогенератора, блок задания, первый переключатель, тиристорный преобразователь и последовательно соединенные второй переключатель, регулятор скорости и регулятор тока, соединенный вторым входом с выходом датчика тока, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона управляющих воздействий устройства, в нем дополнительно установлены тиристорный тормозной блок, первый однофазный источник переменного напряжения, источник питания усилителей, компенсатор , второй электродвигатель, источник постоянного напряжения, с третьего по девятнадцатый переключатели, фильтр, с первого по шестой амперметры , первый, второй и третий вольтметры , первый, второй и третий дроссели, обмотка электромагнитного реле, нагрузочный элемент, делитель напряжения , первый и второй переменные резисторы , трехфазный источник переменного напряжения, второй однофазный источник переменного напряжения, соединенный выходами с соответствующими входами источника питания усилителей и блока задания, подключенного вы (Л ходами к соответствующим входам второго переключателя, соединенного вторым выходом с первыми выводами шестнадцатого и восемнадцатого переключателей и фильтра, подключенного вторым выводом к первому выводу первого переключателя, третьим выводом к первым выводам четырнадцатого пе;реключателя и якоря тахогенератора, а четвертый выводом - ко вторым выводам четьфиадцатого переключателя и якоря тахогенератора и к первому вы- ;о с воду тиристорного преобразователя, соединенного вторым выводом через четвертый переключатель со своим третьим вьшодом, четвертым и пятым выводами - со вторым и третьим выводами первого переключателя, шестым выводом - с четвертым выводом первого переключателя и со вторым выводом восемнадцатого переключателя, седьмым выводом - с первым выводом второго переменного резистора, восьмым выводом - с подвижным выводом ВТО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (I 11

4(5!) G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС (21) 3557541/24-24 (22) 18.02.83 (46) 15.06.85. Бюл. 11 22 (72) Н.А. Бараев, Е.Ю. Бараева, В.А. Денкевиц, Л.Я, Макаровский, В.Н. Михелькевич, И.А. Скоробогатов, И.H. Ткачев и Л.Н. Феофилактов (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (53) 62-50(088.8) (56) Поздеев А.Д. и др. Комплектные системы управления злектроприводами тяжелых металлорежущих станков.

М., "Энергия", 1980, с ° 38-47.

Крупович В.И., Барыбин Ю,Г. и Самовер M.Ë. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. М., "Энергия", 1982, с. 169-!78.

Авторское свидетельство СССР

М - 798695, кл. С 05 В 11/01, 1979. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее первый электродвигатель, соединенный валом

L с валом тахогенератора, блок задания, первый переключатель, THpHcTopHb!H преобразователь и последовательно соединенные второй переключатель, регулятор скорости и регулятор тока, соединенный вторым входом с выходом датчика тока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона управляющих воздействий устройства, в нем дополнительно установлены тиристорный тормозной блок, первый однофазный источник переменного напряжения, источник питания усилителей, компенсатор, второй электродвигатель, источник постоянного напряжения, с третьего по девятнадцатый переключатели, фильтр, с первого по шестой амперметры, первый, второй и третий вольтметры, первый, второй и третий дроссели, обмотка электромагнитного реле, нагрузочный элемент, делитель напряжения, первый и второй переменные резисторы, трехфазный источник переменного напряжения, второй однофаэный источник переменного напряжения, соединенный выходами с соответствующими входами источника питания усилителей и блока задания, подключенного выходами к соответствующим входам второго переключателя, соединенного вторым выходом с первыми выводами шестнадцатого и восемнадцатого пере. ключателей и фильтра, подключенного вторым выводом к первому выводу первого переключателя, третьим выводом— к первым выводам четырнадцатого пе;реключателя и якоря тахогенератора, а четвертым выводом — ко вторым выводам четырнадцатого переключателя и якоря тахогенератора и к первому выводу тиристорного преобразователя, соединенного вторым выводом через четвертый переключатель со своим третьим выводом, четвертым и пятым выводами — со вторым и третьим выводами первого переключателя, шестым выводом — с четвертым выводом первого переключателя и со вторым выводом восемнадцатого переключателя, седьмым выводом — с первым выводом второго переменного резистора, восьмым выводом — с подвижным выводом вто1161920 рого !tеpE .мeííÎÃÎ ре 3и(тор l и с Tpе. т1э им выводом восемнадцатого нереклю— чателя, девятым и десятым выводами со вторым и с третьим выводами шестнадцатого переключателя, одиннадцатым выводом — с первыми выводами девятого и одиннадцатого переключателей, двенадцатым выводом через четвертый амперметр — с первым выводом первого дросселя, тринадцатым выводом через первый амперметр — с первым выводом пятого переключателя, четырнадцатым и пятнадцатым выводами — со вторым и третьим выводами пятого переключателя, нестнадцатым выводом через последовательно соединенные второй амперметр и обмотку возбуждения первого электродвигателя — со своим семнадцатым выводом, восемнадцатым выводом через седьмой переключатель — со своим девятнадцатым выводом и с первым выводом шестого переключателя, двадцатым выводом — со вторым выводом шестого переключателя, двадцагь первым, двадцать вторым и двадцать третьим выводами — с первым, вторым и третьим выводами восьмого переключателя, двадцать четвертым выводом через третий амперметр — с первым .вывоцом второго дросселя, подключенного вторым выводом ко второму выводу первого дросселя и к первому выводу третьего дросселя, соединенного вторым выводом с первым входом датчика тока и первым выводом обмотки электромагнитного реле, подключенного вторым выводом ко второму входу датчика тока и ко вторым выводам девятого и одиннадцатого переключателей, третий и четвертый выводы девятого переключателя соединены с первым и вторым выводами первого вольтметра, третий вывод одиннадцатого переключателя подключен через нагрузочный элемент к своему четвертому выводу, пятый вывод — к первому выводу десятого переключателя, а шестой вывод через якорь первого электродвигателя— ко второму выводу десятого переключателя, соединенного третьим и четвертым выводами с первым и вторым выводами пятого амперметра, третий и четвертый выводы четырнадцатого переключателя подключены к первому и второму выводам второго вольтметра, выходы источника постоянного напряжения через третий переключатель соединевы с соответствующими выводами обмотки возбуждения второго электродвигателя, четвертый и пятый выводы восьмого переключателя подключены к первому и второму выводам обмотки возбуждения тахогенератора, четвертый, пятый и шестой выводы пятого переключателя соединены с первым, вторым и третьим выходами трехфазного источника переменного напряжения, выходы первого однофазного источника переменного напряжения через пятнадцатый переключатель подключены соответственно к первому и второму выводам тиристорного тормозного блока, соединенного третьим выводом с первым и с подвижным выводами первого переменного резистора, четвертым выводом— со вторым выводом первого переменного резистора, а пятым и шестым выводами — с первым и вторым выводами тринадцатого переключателя, подключенного третьим выводом к первому выводу якоря второго электродвигателя, а четвертым выводом — к первому выводу двенадцатого переключателя, соединенного вторым и третьим выводами с первым и вторым выводами шестого амперметра, а четвертым выводом — со вторым выводом якоря второго электродвигателя, вал которого кинематически соединен с валом .первого электродвигателя, четвертый вывод шестнадцатого переключателя подключен ко второму выводу второго переменного резистора и к третьему выводу восемнадцатого переключателя, соединенного четвертым выводом с первым выводом делителя напряжения, а пятым выводом — со вторым выводом делителя напряжения и с первым выводом девятнадцатого переключателя, подключенного вторым и третьим выводами к первому и второму выводам третьего вольтметра, а четвертым выводом — к третьему выводу делителя напряжения, второй вход регулятора тока соединен с пятым выводом первого переключателя, подключенного шестым выводом к выходу компаратора, соединенного входом с выходом peryлятора тока.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что компенсатор содержит последовательно соединенные первый резистор, первый операционный усилитель, второй резистор, второй операционный усилитель и переключатель, последовательно соеди1161920 ненные третий резистор, третий операционный усилитель, четвертый резистор, четвертый операционный усилитель, пятый резистор, пятый операционный усилитель и шестой резистор, вторым выводом соединенный с входом второго операционного усилителя и с первым выводом седьмого резистора, вторым выводом соединенного с первым выводом переключателя, соединенного вторым выводом с выходом компенсатора, а третьим выводом — с входом компенсатора н со вторыми выводами первого и третьего резисторов, седьмой резистор, соединенный выводами со входом и выходом первого операционного усилителя, первый конденсатор, подключенный обкладками ко входу и к выходу третьего операционного усилителя, параллельно соединенные второй конденсатор и восьмой резистор, соединенный своими выводами со входом и выходом четвертого операционного усилителя, девятый резистор, подключенный своими выводами ко !

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам управления тиристорными электроприводами постоянного тока с подчиненным регулированием параметров, и . 5 может найти широкое применение при построении лабораторных испытательных стендов, используемых при обучении специалистов в указанной области.

Целью изобретения является повы- 1О шение точности и расширение диапазона управляющих воздействий устройства управления электроприводом.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемо- 15 го устройства; на фиг.2 — структурная схема тиристорного тормозного блока. .Схемы содержат пятый и пятнадцатый переключатели 1 и 2, тиристорный Ю тормозной блок 3, третий переключатель 4, обмотку возбуждения 5 и якорь 6 второго электродвигателя, якорь 7 первого электродвигателя, тиристорный преобразователь 8, И входу и выходу пятого операционного усилителя.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что тиристорный тормозной блок содержит последовательно соединенные источник синхронизирующего напряжения, генератор пилообразного напряжения, формирователь импульсов, дифференцирующую

2С-цепочку и усилитель мощности, соединенный выходами с пятым и шестым выводами тиристорного тормозного блока, первым и вторым выводами подключенного к первому.и второму входам источника синхронизирующего напряжения и ко второму и третьему входам формирователя импульсов, дифференцирующей K -цепочки и усилителя мощности, третьим выводом — ко второму входу генератора пилообразного напряжения, третьим входом подключенного к четвертому и первому выводам тиристорного тормозного блока. первый вольтметр 9, пятый амперметр

10, девятый, десятый и тринадцатый переключатели 11 — 13, шестой амперметр 14, двенадцатый переключатель

15, якорь 16 тахона енератора, второй вольтметр 17, четырнадцатый переклю= чатель 18, резистор 19, конденсатор

20, второй амперметр 21, йервый, второй и третий дроссели 22 — 24, третий и четвертый амперметры 25 и

26, первый переменный резистор 27, обмот. ку возбуждения 28 первого электродвига теля,обмотку возбуждения 29 тахогенератора, восьмой переключатель 30,. нагрузочный элемент 31, одиннадцатый, шестой, седьмой, шестнадцатый переключатели 32 — 35, второй переменный резистор 36, третий вольтметр

37, девятнадцатый и восемнадцатый переключатели 38 и 39, резисторы

40 и 41, семнадцатый, первый и четвертый переключатели 42 — 44, блок задания 45, второй переключатель 46, операционные усилители 47 - 49, источник питания усилителя 50, резис1161920 торы 51 — 53, конденсатор 54, резисторы 55 — 57, конденсатор 58, обмот- ку электромагнитного реле 59, резисторы 60 и 61, операционные усилители 62 — 66, переключатель 67, резисторы 68 — 70, конденсатор 71, резисторы 72 и 73, конденсаторы 74, резисторы 75 — 79, первый амперметр

80, второй однофазный источник переменного напряжения 81, источник постоянного напряжения 82, трехфазный источник переменного напряжения 83, первый однофазный источник переменного напряжения 84, регулятор скорости 85, регулятор тока 86, компен„ .0 сатор 87, второй, третий, четвертый, шестой, пятый, седьмой, восьмой, девятый, десятый, первый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый, двадцатыйЭ двадцать первый, двадцать второй, двадцать третий и двадцать четвертый входы 88 — 111 соответственно, фильтр 112, источник синхронизирующего напряжения 113, генератор пилообразного напряжения

1141 формирователь импульсов 115, дифференцирующая 8С -цепочка 116, усилитель мощности 117, датчик тока 30

118, делитель напряжения 119.

В состав первого электродвигате,ля входит якорь 7 и обмотка возбуждения 28.

В состав второго электродвигателя з входят якорь 6 и обмотка возбуждения

29.

В качестве первого и второго электродвигателей применяются электродвигатели постоянного тока независимо- 4в го возбуждения, причем первый электродвигатель функционально выполняет роль приводного электродвигателя, а второй электродвигатель — нагрузочной машины для первого. электродвига- теля.

В состав делителя напряжения 119 входят резисторы 40 и 41, а также семнадцатый переключатель 42.

В состав регулятора скорости 85 SO входят операционный усилитель 47, резисторы 51 - 53 и конденсатор 54.

В состав регулятора тока 86 входят. операционный усилитель 48, резисторы

55 - 57 и конденсатор 58. sS

В состав датчика тока 118 входят операционный усилитель 49 и резисторы 60 и 61.

В состав фи.:.ьтра 112 входят резистор l9 и конденсатор 20.

В состав компенсатора входят операционные усилители 62 — 66, резисторы 68 — 70, конденсатор 71, резисторы 72 и 73, конденсатор 74, резисторы 75 — 79, переключатель 67.

В состав тиристорного тормозного блока 3 .входят источник синхронизирующего напряжения 113, генератор пилообразного напряжения 114, формирователь импульсов 115, дифференцирующая RC -цепочка 116, усилитель мощности 117.

В качестве тиристорного преобразователя 8 применяется тиристорный преобразователь типа ЭТЗР12 239230150, причем первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому, седьмому, восьмому, девятому, десятому, одиннадцатому, двенадцатому, тринадцатому, четырнадцатому, пятнадцатому, шестнадцатому, семнадцатому, восемнадцатому, девятнадцатому, двадцатому, двадцать первому, двадцать второму, двадцать третьему и двадцать четвертому выводам 97, 88, 89, 90, 92, 91 ° 93 " 96, 98 — 11 1 тиристорного преобразователя 8 соответствуют ножки п нели тиристорного преобразователя типа ЭТЗР12 239230-150 следующей маркировки: "13", "140", "139", "155" "1" "141" "174" "1 50"

Э 1 1 1 - 1

"230" "232" "0" "69", "А" "В"

1 1 1 1 1 1

"С" "11" "12" "239" "240" "19"

1 t Э 1 1 1

"6" "5" "70"

1 . 1

В качестве операционных усилителей 47 и 48 применяются операционные усилители типа УПТ-4. В качестве операционного усилителя 49 применяет. ся операционный усилитель УПТ-З.

Э

Все переключатели 1,, 4, 11 — 13, 15, 18, 30, 32 - 35, 38, 39, 42 - 44, 46, 67 управляются оператором вручную.

Дроссели 22 и 23 выполняют роль реакторов.

В качестве нагруэочного элемента

31 применен резистор.

Устройство работает следующим образом.

Трехфаэное напряжение питания номиналом 220В подается с выходов трехфазного источника переменного напряжения 83 через пятый переключатель на тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый выводы тиристорного преобразователя 8 и далее. — на все элементы устройства. Однофаэное напря1161920 жение питания номиналом 220В подается с выходов первого однофазного источника переменного напряжения 84 через пятнадцатый переключатель 2 на перS вый и второй выводы тиристорного тормозного блока 3. Постоянное напряжение номиналом 110 подается с выходов источника постоянного. напряжения 82 через третий переключатель

4 на выводы обмотки возбуждения 5 второго электродвигателя.

Якорь 7 первого электродвигателя подключен к одиннадцатому, двенадцатому и двадцать четвертому выводам

98, 99, 111 тиристорного преобразователя через первый, второй и третий дроссели 22 — 24, третий и четвертый амперметры 25 и 26, десятый и одиннадцатый переключатели 12 и 32. На« пряжение на якоре 7 первого электродвигателя измеряется первым вольтметром 9, а ток - пятым амперметром

t0. Изменение полярностей величин напряжений и токов, измеряемых первым вольтметром 9 и пятым амперметром 10, осуществляется оператором с помощью девятого и десятого переключателей

11 и 12.

К пятому и шестому выводам тиристорного тормозного блока Э через тринадцатый переключатель 13 подключен якорь 6 второго электродвигателя.

Ток якоря 6 второго электродвигателя контролируется шестым амперметром !4.

Изменение полярности тока, измеряемого шестым амперметром 14, осуществляется оператором с помощью двенадцатого переключателя 15.

Напряжение на якоре 16 тахогенератора контролируется BTopbM BQJlbTI491 ром 17, шкала которого проградуирована в долениях 1/С и показания которого соответствуют частоте вращения якоря 7.первого электродвигателя.

Изменение полярности напряжения, измеряемого вторым вольтметром 17, осуществляется оператором с помощью четырнадцатого переключателя. Пульсации напряжения на якоре 16 тахогенератора сглаживаются фильтром 112, содержащим резистор 19 и конденсатор 20.

Ток в обмотке возбуждения 28 . первого электродвигателя изменяется вторьи амперметром 21.

Первый и второй дроссели 22 и

23 выполняют функции уравнительных реакторов. Третий дроссель 24 является сглаживающим дросселем.

Контроль токов отдельных групп тнристоров тиристорного преобраэователя 8 осуществляется с помощью третьего и четвертого амперметров

25 и 26.

Изменение величины выходного напряжения тиристорного тормозного блока 3 осуществляется с помощью первого переменного резистора 27.

Изменение полярности напряжения на обмотке возбуждения 29 тахогенератора осуществляется восьмым переключателем ЗО.

Функции нагрузки тиристорного преобразователя .8 может выполнить как якорь 7 первого электродвигателя, так и нагрузочный элемент Э1.

Переключение вида нагрузки тиристорного преобразователя 8 осуществляется оператором с помощью одиннадцатого переключателя 32.

Подача (или снятие) выходного напряжения на выводы тиристорного преобразователя 8 осуществляется оператором с помощью седьмого и шестого переключателей 34, 33. Замыкание контактов седьмого переключателя

34 обеспечивает подачу напряжения на обмотку электромагнитного реле (на фиг.1 Ае показано), которое, в свою очередь, подает напряжение питания на выходной каскад блока импульснофазового управления (на фиг.1 не показан), входящего в состав тиристорного преобразователя 8. Размыкая контакты шестого переключателя ЗЗ, оператор отключает напряжение питания указанного выходного каскада.

Изменение полярности задающего: напряжения осуществляется оператором с помощью. шестнадцатого переключателя 35. Плавное изменение величины задающего напряжения осуществляется оператором с помощью второго переменного резистора 36. Измерение величин задающего напряжения и выходного напряжения компенсатора осуществляется третьим вольтметром.

Переключение измеряемых напряжений на выводах третьего вольтметра 37 осуществляется оператором с помощью восемнадцатого переключателя 39.

Изменение полярности измеряемых напряжений на выводах третьего вольтметра 37 осуществляется оператором с помощью девятнадцатого переключателя

1161920

38, Если подвижный контакт восемнадцатого переключателя 39 находится в нижнем положении, то третий вольтметр 37 измеряет величину задающего напряжения, а если в верхнем положении, то — величину выходного напряжения компенсатора. Для согласования уровней задающего напряжения и выходного напряжений компенсатора со шка.10 лой третьего вольтметра 37 в устройстве предусмотрен делитель напряжения 119, содержащий резисторы 40 и

41 и переключатель 42.

Переключение режима работы устройства осуществляется оператором с . 15 помощью первого переключателя 43. Если подвижный контакт первого переключателя 43 находится в нижнем положении, то устройство работает в режиме тиристорного электропривода, а если в верхнем, то — в режиме системы подчиненного регулирования скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя. Переключение внутренних регуля-. торов (на чертеже не показаны) тирис25 торного преобразователя 8 осуществляется четвертым переключателем 44.

Изменение уровня задающего напряжения при работе устройства в режиме системы подчиненного регулирования ®О скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя осуществляется с помощью блока задания 45. Изменение уровня задающего напряжения блоком задания 45 осуществляется дискретно, 35 т.е. на его выходах формируется напряжение номинала ЗВ или ЗОВ. Изменение полярности задающего напряжения осуществляется оператором с помощью второго переключателя 46. В этом ре- <0 жиме работы устройство имеет двухконтурную структуру, т.е. оно имеет основную обратную связь по скорости через якорь 16 тахогенератора и подчиненную ей обратную связь по току че- 1 рез датчик тока 118.

Регуляторы скорости и тока 85 и 86 выполнены на базе серийных операционных усилителей типа УПТ-4, датчик тока 118 выполнен на базе операцион- M ного усилителя УПТ-6. Для питания операционных усилителей 47 — 49, 62 — 66 применен серийный источник питания усилителей 50 типа ИП-&, с выходов которого на входы питания 55 указанных операционных усилителей по-, даются постоянное напряжение 24В и переменное напряжение ЗОВ частотой 2 кГц, На вход операционного усилителя

47 регулятора скорости 85 через резистор 51 и второй переключатель 46 подается задающее напряжение с выхода блока задания 45, а через резистор

52 и первый переключатель 43 — с выхода якоря 16 тахогенератора. В цепь

1 обратной связи операционного усилителя 47 включены последовательно соединенные оезистов 57 и конденсатор 58.

Сигнал, пропорциональный току в якоре 7 первого электродвигателя, снимается с обмотки электромагнитного реле 59, соединенного первым выводом со вторым выводом третьего дросселя

24. Этот сигнал поступает на входы датчика тока 118. Датчик тока 118 выполнен на операционном усилителе

49, на входе которого установлен резистор 60, в цепи обратной связи которого установлен резистор 61.

Выходной сигнал датчика тока 118 поступает на второй вход регулятора тока 86, на первый вход которого поступает выходной сигнал регулятора скорости 85.

Операционные усилители 62 — 66 входят в состав компенсатора 87, предназначенного для компенсации влияния внутренней обратной связи до противо-ЭДС первого двигателя на характеристики устройства. Переключатель 67 производит включение и выключение компенсатора 87 в устройстве.

Операционный усилитель 62 компенсатора 87 выполняет функции инвертора.

Во входной цепи и в цепи обратной связи этого усилителя установлены соответственно резисторы 68 и 69.

Операционный усилитель 63, во входной цепи которого установлен резистор 70, а в цепи обратной связи— конденсатор 71, выполняет функции интегратора (неинвертирующего). Операционный усилитель 64, во входной цепи которого установлен резистор

72, а в цепи обратной связи которого установлены параллельно соединенные резистор 73 и конденсатор 74, выполняет функции неинвертирующего апериодического звена. Операционный усилитель 65, во входной цепи и цепи обратной связи которого установлены соответственно резисторы 75 и 76, выполняет функции инвертора. Операционный усилитель 66, во входных цепях которого установлены резисторы

77 и 78, а в цепи обратной связи—

1161920 резистор 79, выполняет функции сумматора. Когда подвижный контакт первого переключателя 43 находится в нижнем положении, напряжение с выводов якоря 16 тахогенератора через фильтр 112 и переключатель 43 подается на второй вход регулятора скорости 85. Кроме того, в этом положении первого переключателя вход блока импульсно-фазового управления (на

10 фиг.1 не показан) тиристорного преобразователя 8 соединен в зависимости от состояния переключателя 67 либо с выходом регулятора тока либо с выходом компенсатора 87. 15

Когда подвижный контакт восьмого переключателя 30 находится в своем нижнем положении, в устройстве включена отрицательная обратная связь по скорости вращения якоря 7 20 первого электродвигателя.

Для контроля и измерения величины тока, потребляемого устройством, между первым выводом пятого переключателя 1 и тринадцатым выводом 100 тиристорного преобразователя 8 уста- новлен первый амперметр 80 °

Рассмотрим работу устройства в режиме управления реверсивным тиристорным электроприводом без подчинен- 30 ного регулирования параметров.

В этом случае оператор замыкает контакты пятого, пятнадцатого и третьего переключателей, устанавливает подвижный контакт одиннадцатого пе- д реключателя 32 в левое положение и тем самым подает напряжение с одиннадцатого вывода 98 тиристорного преобразователя 8 на якорь 7 первого электродвигателя, устанавливает подвижный контакт тринадцатого, восьмого, шестнадцатого и первого переключателей

13, 30, 35 и 43 в верхнее положение, а восемнадцатого переключателя 39— в нижнее положение, замыкает контакты4З четвертого переключателя 44, полярность напряжений и токов, измеряемых первым и третьим вольтметрами 9 и

37 и пятым и шестым амперметрами 10, 14, устанавливается оператором с у помощью девятого, девятнадцатого, десятого и двенадцатого переключателей 11, 38, 12, 15. Заданный уровень скорости вращения якоря 7 первого двигателя устанавливается оператором у с помощью второго переменного резистора 36, а величина нагрузки первого электродвигателя — с помощью первого потенциометра 27. Нагрузка (т.е. второй электродвигатель, якорь которого 6 кинематически связан с якорем

7 первого электродвигателя) действует на первый электродвигатель как при его работе в двигательном режиме, так и при его работе рекуперативного торможения.

После подачи напряжений питания на элементы устройства и установки переключателей в указанные положения оператор осуществляет включение устройства в работу с помощью замыкания контактов восьмого переключателя 34, которые подают напряжение на выходной каскад блока импульсно-фазового управления (не показан) тиристорного преобразователя 8. В этом случае в качестве главной обратной связи устройства используется отрицательная связь по скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя.

При увеличении момента на валу якоря 7 первого электродвигателя, что осуществляется с помощью якоря 6 второго электродвигателя, происходит уменьшение величины скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя, следовательно, уменьшается величина напряжения на якоре 16 тахогенератора, возрастают сигналы на входе и выходе операционного усилителя 47, уменьшается угол зажигания тиристоров в тиристорном преобразова- . теле 8 и увеличивается его выходчое напряжение, что приводит к увеличению и стабилизации скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя относительно заданной величины с точностью до статизма устройства.

Аналогичным образом устройство работает с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором скорости (на фиг. 1 не показан), который установлен в тиристорном преобразователе 8 и включение которого осуществляется оператором путем раэмыкания контактов переключателя 44.

Рассмотрим теперь работу устройства в режиме системы подчиненного регулирования параметров. В этом случае оператор замыкает контакты пятого, пятнадцатого и третьего переключателей 1, 2, 4, устанавливает подвижный контакт восьмого, первого и восемнадцатого переключателей 30, 43, 39 в нижнее положение, а подвижные контакты тринадцатого и шестнад1161920

12 цатого переключателей 13, 35 — в верхнее положение, устанавливает уровень задающего напряжения с помощью второго переключателя 46 и блока задания 45. В качестве блока задания 45 применяется универсальный источник питания. Блок задания 45 подключен к выходу однофазного источника перемвнного напряжения 81, выходное напряжение которого равно

220В, а частота равна 5О Гц. Блок задания обеспечивает формирование задающего напряжения двух номиналов: ЗВ и 30В. Переключение номинала задающего напряжения осуществляетс.; тумблером на лицевой панели блока задания (на фиг.1 не показан). Изменение полярности задающего напряжения осуществляется операторой с помощью второго переключателя 46.

Устройство в этом случае имеет главную отрицательную обратную связь по скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя и подчиненную ей отрицательную обратную связь по току якоря 7 первого электродвигателя.

Регуляторы скорости и тока 85 и

86 выполнены на базе серийных операционных усилителей 47 и 48 типа 30

УПТ-4., а датчик тока 118 — на базе операционного усилителя 49 типа

УПТ-3. Для питания операционных усилителей 47 — 49 применен источник питания усилителей 50 типа ИП-6,ко- 3$ торый подает на указанные операцион ные усилители постоянное напряжение номиналом 24В и переменное коммутационное напряжение. номиналом ЗОВ и частотой 2 кГц. Включение источника 4р питания усилителей 50 осуществляется тумблером на его лицевой панели (на фиг.1 не показан) °

Входной сигнал датчика тока 118, пропорциональный току якоря 7 первого 43 электродвигателя, снимается с обмотки электромагнитного реле 59, соединенной первым выводом со вторым выводом третьего дросселя 24.

Коммутация компенсатора 87 влияния у противо-ЭДС якоря 7 электродвигателя осуществляется оператором с помощью переключателя 67, Если подвижный контакт переключателя 67 находится в нижнем положении, то выход регуля- у тора тока 86 соединен с шестым выводом 91 тиристорного преобразователя

8, т.е. с входом блока импульсно-фаэоного управления (на фиг.1 не показан) тиристорного преобразователя 8.

Если подвижный контакт переключателя

67 находится в верхнем положении, то выход регулятора тока 86 соединен со входом блока импульсно-фазового управления тнристорного преобразователя 8 через компенсатор 87 влияния противо-ЭДС якоря 7 первого электродвигателя.

Влияние противо-ЭДС якоря 7 первого электродвигателя на токовый конТ р устро1;ства учитывается наличием в этом контуре структурного звена с передаточной функцией где Т ц — электромеханическая постоянная времени устройства;

Т вЂ” постоянная времени якоря 7

Я первого электродвигателя.

Для компенсации влияния противоЭДС якоря 7 первого двигателя в токовый контур включен конденсатор 87, реализующий обратную передаточную функцию W (р). Токовый контур устройства настраивается оптимальным образом по модулю и компенсирует влияние на работу устройства постоянной времени Т якоря 7 первого электроЯ двигателя.

На входе операционного усилителя

48 алгебраически суммируются выходные напряжения регулятора скорости

85 и датчика тока 118. При скачкообразном изменении задающего напря" жения перерегулирование в токовом контуре устройства не превышает 4 3Х а время переходного процесса составляет 4,77 от нескомпенсированной малой постоянной времени токового контура устройства.

На входах регулятора скорости 85 алгебраически суммируются задающее напряжение с выхода блока задания 45

l и напряжение с выводов якоря 16 тахогенератора. Скоростной контур устройства компенсирует электромеханическую постоянную времени Тн, устройства и настраивается как на оптимум по модулю, так и на симметрйчный оптимум.

При увеличении момента на валу якоря 7 первого электродвигателя, что осуществляется с помощью якоря

6 второго электродвигателя, происходят уменьшение скорости вращения

14

l3 якоря 7 первого электродвигателя, уменьшается напряжение на выводах якоря 16 тахогенератора, возрастаот сигналы на входе и выходе регулятора скорости 85, а также на входе и выходе регулятора тока 86, уменьшается угол запаздывания зажигания тиристоров тиристорного преобразователя 8.

Это приводит к увеличению и стабилизации скорости вращения якоря 7 первого электродвигателя с точностью до статизма.

При настройке устройства на оптимум по модулю и симметричный оптимум перерегулирование в устройстве при скачкообразном изменении задающего напряжения составляет, соответственно, 4,3%и 43%, а время переходного процесса в устройстве определяется нескомпенсированной малой постоянной времени, равной удвоенной сумме малой постоянной времени токового контура и малой постоянной времени скоростного контура устройства.

Предлагаемое устройство позволяет наглядно демонстрировать влияние про10 тиво-ЭДС приводного электродвигателя на статическую и динамическую точность работы устройства и изучать типовые настройки устройства управления на оптимум по модулю и на симметричный оптимум. Указанные отличи15 тельные особенности предлагаемого устройства позволяют повысить динамическую и статическую точность устройства управления и расширить диапазон формируемых управляющих воздействий и демонстрируемых явлений.

1161920

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3967/49

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

Составитель Ю. Гладков е

Редактор С. Тимохина Техред О.Ващншина .Корректор В. Гирняк