Вентильный электропривод постоянного тока

 

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕ1СГРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электро.двигатель с нагрузкой на валу, последовательно включенные задающее устройство и блок сравнения заданного и опорного сигналов, а также распределитель и усилитель импульсов и вентильный преобразователь, выход которого связан с электродвигателем, датчик состояния тиристоров, соединенный с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с генератором эталонной частоты, и первым входом формирователя управляющих импульсов , два выхода которого подключены к управлян)щим входам записи в регистр и сброса первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введены второй счетчик, триггер, второй ключ, триггер режима непрерывного тока и элемент памяти,причем элемент памяти соединен с информационными входами первого счетчика, к вычитающему входу которого подключен выход первого ключа. вход записи объединен с третьим выходом формирователя управляюсщх импульсов , а выход обнуления соединен с R-входом триггера режима непрерывного тока, 5- вход которого соединен с выходом датчика состояния тиристоров , а выход - с вторым входом формирователя управляющихимпульсов, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом второго ключа , второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход - с вычитаюидам входом второго счетчика, каждый (k -1)-информационный вход которого соединен с К -ьм выходом ре« гистра, вход записи второго счетчика, (Л объединенный с 5-входом триггера, соединен с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-входом триггера, соединен с входом распределителя и усилителя импульсов. 00 1чЭ 2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью О5 увеличения быстродействия в режиме iNd значительно изменяющегося сигнала задания, в него дополнительно введены элемент ИЛИ, третий и четвертый ключи , причем первые входы ключей соединены с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, второй вход третьего кгиоча - с инверсньм выходом триггера, а прямой выход триггера - с вторым входом четвертого ключа, выход третьего ключа соединен с входом записи второго счетчика и 5 -входом триггера, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-вьгходом триггера, - с первым

„„SU„„1182621

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Р 5 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕЧИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСЕСОЮЗЯА%

Н : !Й нате ХИКЧт;ГКА%

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цкаЖ А (21) 3725689/24-07 (22) 09. 04, 84 (46) 30.09.85 ° Бюл. Ф 36 (72) С.П. Ковалев,и В, Н. Мядзель (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.316. 718. 5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 762116, кл. Н 02 Р 5/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 109896 кл. Н.02 P 5/16, 1983. (54) (57) 1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электро.двигатель с нагрузкой на валу, последовательно включенные задающее устройство и блок сравнения заданного и опорного сигналов, а также распределитель и усилитель импульсов и вентильный преобразователь, выход которого связан с электродвигателем, датчик состояния тиристоров, соединенный с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с генератором эталонной частоты, и первым входом формирователя управляющих импульсов, два выхода которого подключены к управляющим входам записи в регистр и сброса первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введены второй счетчик, триггер, второй ключ, триггер режима непрерывного тока и элемент памяти, причем элемент памяти соединен с информационными входами первого счетчика, к вычитающему входу которого подключен выход первого ключа, вход записи объединен с третьим выходом формирователя управляющих импульсов, а выхо д обнуления соединен с

R-входом триггера режима непрерывного тока, 5- вход которого соединен с выходом датчика состояния тиристоров, а выход — с вторым входом формирователя управляющих. импульсов, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом второго клю— ча, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход — с вычитающим входом второго счетчика, каждый (К вЂ” 1) -информационный вход которого соединен с К -ым выходом ре— гистра, вход записи второго счетчика, объединенный с S -входом триггера, соединен с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-входом триггера, соединен с входом распределителя и усилителя импульсов.

2. Электропривод по п. 1, о т л ич а ю шийсятем, что, с целью увеличения быстродействия в режиме значительно и-меняющегося сигнала задания, в него дополнительно введены элемент ИЛИ, третий и четвертый ключи, причем первые входы ключей соединены с выходом блока сравнения заданного и опорного сигналов, второй вход третьего ключа — с инверсным. выходом триггера, а прямой выход триггера — с вторым входом четвертого ключа, выход третьего ключа соединен с входом записи второго счетчика и

5 -входом триггера, а выход обнуления второго счетчика, объединенный с R-выходом триггера, — с первым

1182621 входом элемента ИЛИ, с вторым входом которого соединен выход четвертого

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматизированного вентильного электропривода постоянного тока с широким диапазоном регулирования 5 скорости.

1!ель изобретения — повышение качества регулирования и быстродействия электрапривада.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства (при определении длительнбсти непроводящего состояния тиристоров, номер обозначает элемент, на выходе кото- 15 рого существует данный сигнал), на фнг. 3 — то же.

Вентильный электропривод постоянного тока (фиг. 1) содержит задающее устройство 1, блок 2 сравнения 20 опорного и задающего сигнала, второй счетчик 3, распределитель и усилитель 4 импульсов, вентильный преобразователь 5, электродвигатель 6, нагрузку 7, датчик 8 состояния тири- 25 сторов, генератор 9 эталонной частоты, первый ключ 10, формирователь

11 управляющих импульсов, первый счетчик 12, регистр 13, элемент 14 памяти, триггер 15 режима непрерыв- ЗО ного тока, триггер 16, второй ключ 17.

Выход задающего. устройства 1 соединен с блоком 2 сравнения опорного и заданного сигнала, выход которого подключен к управляющему входу записи второго счетчика Х и Я -входу триггера 16, Я -вход которого, объединенный с выходом обнуления второго счетчика 3, соединен с входом распределителя и усилителя 4 импульсов, последователь- 40 но с которым подключены вентильный преобразователь 5 электродвигатель 6 и нагрузка 7, датчик состояния тиристоррв 3 вентильного преобразователя 5 подключен . к В -входу триггера 15 режима непрерывного тока, вы,.ход которого, как и выход датчика 8 ,состояния тиристоров соединены с вхоключа, а выход — с распределителем и усилителем импульсов.

2 дами формирователя 11 управляющих импульсов и первого ключа 10, через который генератор 9 эталонной частоты подключен к вычитающему входу первого счетчика 12, а через втс1рай ключ

17, управляемый прямым выходом триггера 16, генератор 9 эталонной частоты подключен к вычитающему входу второго счетчика 3, элемент 14 намяти подключен к информационному входу первого счетчика 12, чьи инфарма— цианные выходы соединены с входами регистра 13, управляющий вход запйси которого соединен с первым выходом 18 формирователя 11 управляющих импульсов. второй 19 и третий 20 выходы которого соединены с управляю-, щим входом сброса первого счетчика

12, выход 21 обнуления которого свя зан с Р -входам триггера 15 режима непрерывного тока, каждый К вЂ” ый выход регистра 13 подключен к (V — 1) информационному входу второго счетчика 3.

Для увеличения быстродействия вентильного электрапривада постоянного тока в него дополнительно введены элемент ИЛИ 22 и третий и четвертый ключи 23 и 24.

Первые входы третьего и четвертого ключей 23,24 соединены с выходом блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала, второй вход третьего ключа

23 подключен к инверсному выходу триггера 16, к прямому выходу которого подключен второй вход четвертого ключа 24, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 22., с вторым входом которого соединен выход обнуления второго счетчика 3, объединенный с -входом триггера 16, а выход третьего ключа 23 соединен с управляющим входом записи второго счетчика 3, объединенным с Р-входом триггера 16, выход элемента ИЛИ 22 с6единен с входам распределителя и усилителя 4 импульсов.

1182621

1О

25

35

Устройство работает следующим образом.

Для поддержания заданной скорости вентильного электропривода постоянного тока как в режиме непрерывного, так и прерывистого тока необходимо заднный угол открывания тиристоров

u(увеличивать на величину д, равную половине длительности непроводящего состояния тиристоров д "p./2 = 7/m- Л/2, ;где л — длительность непроводящего

1 состояния тиристоров; !

3 — длительность проводящего;сосостояния тиристоров;

rn — число фаз преобразователя.

Поэтому в режиме прерывистого тока при появлении тока (открывании тиристоров) на выходе датчика 8 состояния тиристоров появляется единичный сигнал (фиг. 2), который разрешает поступление импульсов генератора 9 эталонной частоты через первый ключ 10 на вичитающий вход первого счетчика 12, в который предварительно записан код числа II/m . По окончании интервала проводимости, чему соответствует изменение сигнала на выходе датчика 8 состояния тиристоров на логический "0", в первом счетчике 12 формируется код числа и =Т/m †h/2, так как частота импульсов генератора 9 эталонной частоты выбирается такой, чтобы за период из первого счетчика 12 был считан код числа М2 при принятой дискретности управления где и) — круговая частота питающей сети

h — разрядность счетчика.

По перепаду сигнала датчика 8 состояния тиристоров из единичного в нулевое состояние формирователь 11 уп. равляющих импульсов формирует на первом выходе 18 импульс записи в ре-,- . гистр 13 кода числа й, находящегося в счетчике 12, а на втором выходе

19 — импульс, поступающий на вход записи в первый счетчик кода числа

Тl/m из элемента 14 памяти, подготавливая его к следующему интервалу вентильйости, При переходе в режим непрерывного тока (фиг. 2) длительность протекания тока больше 2Т(/tn, поэтому за период 2Т/е из первого счетчика 12 считывается код числа 7/rn и при поступлении следующего импульса генератора 9 эталонной частоты на выходе 21 обнуления первого счетчика

12 появляется импульс, который устанавливает на выходе триггера 15 режима непрерывного тока нулевой сигнал, запрещающий прохождение импульсов генератора 9 эталонной частоты через первый ключ 10 и определяющий . появление на третьем выходе 20 формирователя 11 управляющих импульсов импульса, поступающего на управляющий вход сброса счетчика 12, и на первом выходе 18 формирователя 11 управляющих импульсов импульса, поступаюцего на управляющий вход записи регистра 13, для записи в него числа 0", находяцегося в первом счетчике 12. Угол открывания тиристоров

I в этом случае определяется только заданным значением угла открывания о .

Формируемые в момент равенства опорного и заданного сигналов импульсы поступают с выхода блока 2 сравнения на управляющий вход записи второго счетчика 3 и 9 -вход триггера 16.

За счет того, что каждый K -ый выход регистра 13 соединен с (К-1) информационным входом второго счетчика 3, в него записывается код числа й/2, что позволяет использовать в этом слу-. чае генератор 9 эталонной частоты без дополнительных блоков. Если соединить

К -ый выход регистра 13 с K --ым входом второго счетчика 3, считывание ко; да произойдет за время 2 а

При переходе в единичное состояние сигнала на выходе триггера 16 тактовая последовательность генератора 9 эталонной частоты поступает через второй ключ 17 на вычитающий вход второго счетчика 3 (фиг. 3). После считывания записанного во второй счетчик 3, кода числа Л/2, происходящего за вре- мя й, на выходе обнуления второго счетчика 3 появляется импульс, который устанавливается по R-входу в нулевое состояние триггер 16, запрещая тем самым дальнейшее поступление импульсов через второй ключ 17.

Импульс обнуления второго счетчика

3 поступает на распределитель и усилитель 4 импульсов для усиления и направления на соответствующий тиристор вентильного преобразователя.5.! 182621

Таким образом, импульс, поступающий с блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала, задерживается на время, равное д = и(ю-Л) 2, что и необходимо для увеличения заданного угла управления 4 в зоне прерывистого тока.

Для увеличения быстродействия вентильного электропривода постоянного 10 тока в режиме, когда сигнал задания может измениться скачком, в него введены третий 23 и четвертый 24 ключи и элемент ИЛИ 22. При работе вентильного электропривода .возможен слу- 15 чай, когда во время выдержки временной паузы, равной й, необходимой для увеличения заданного угла управления в зоне прерывистого тока, может поступить следующий импульс с 20 блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала. Это возможно при увеличении задания по скорости. Так как третий ключ 23 закрыт сигналом с инверсного выхода триггера 16, а четвертый ключ 24 открыт сигналом .с его прямого выхода, импульс с блока 2 сравнения опорного и заданного сигнала поступает через четвертый ключ 24 и элемент ИЛИ 22 на распределитель и усилитель импульсов 4 (фиг. 3), Предыдущий импульс, поступивший с блока 2 сравнения после задержки на величину Л., также поступает через элемент ИЛИ 22 на распределитель и усилитель импульсов. Таким образом, ускоряется вход в режим непрерывного тока, сопровождающий сканок задания, что увеличивает быстродействие электропривода.

В режиме непрерывного тока поступающий с блока 2 сравнения опорного и заданного сигналов импульс производит запись во второй счетчик 3 числа "О" из регистра 13 и. устанавливает триггер 16 в единичное состояние, разрешая тем самым прохождение импульсов генератора 9 эталонной частоты через второй ключ 17 на вычитающий вход второго счетчика 3. При поступлении первого импульса на выходе обнуления второго счетчика 3 появляется импульс, который поступает на распределитель и усилитель 4 импульсов. Тем самым в режиме непрерывного тока угол открывания тиристоров определяется заданным углом с .

1182621

Составитель Ю. Воробьев

Техред M.Kóçüìà

Редактор И. Ковальчук

Корректор В. Бутяга

Заказ 6117/53

Тираж 645

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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