Электропривод с двухзонным регулированием скорости

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ, содержащий электродвигатель, якорная цепь которого подключена к регулируемому преобразователю , а обмотка возбуждения - к возбудителю, при этом в цепь управления регулируемого преобразователя включены последовательно соединенные регулятор скорости и регулятор тока, выполненный в виде последовательно включенных сумматора и звена с пропорционально-интегральной характеристикой, а в цепь управления возбудителя включен регулятор ЭДС, причем в цепь обратной связи каждого регулятора включен нелинейный элемент с зоной нечувствительности, а входы регуляторов соединены соответственно с датчиками скорости, тока и ЭДС, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества регулирования скорости в обеих зонах, в него введены релейный элемент и цепь из последовательно соединенных управляемого ключа, интегратора и апериодического звена, включенная между выходом сумматора и входом звена с проо порционально-интегральной характеристикой , а управляющий вход ключа связан с вы (Л ходом релейного элемента, вход которого подключен к выходу нелинейного элемента с зоной нечувствительности, включенного в цепь обратной связи регулятора ЭДС. 00 ел ел О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3607764/24-07 (22) 23.06.83 (46) 15.10.85. Бюл. № 38 (72) Q. Ф. Артемьев, А. С. Валдырев, Г. М. Говзман, А. А. Дитц и Б. Н. Дралюк (71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения «Уралмаш» и Карагандинский металлургический комбинат (53) 62-83:621.314.5 (088.8) (56) Гарнов В. К., Рабинович В. 5., Вишневецкий Л. M. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. М.: Металлургия, 1971, с. 86 — 92, 125, 143, рис. 59. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВУХЗОННЪ|М РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ, содержащий электродвигатель, якорная цепь которого подключена к регулируемому преобразователю, а обмотка возбуждения — к возбудителю, при этом в цепь управления регулируемого преобразователя включены последовательно соединенные pery„„SU„„1185516 A цц 4 Н 02 P 5/06 лятор скорости и регулятор тока, выполненный в виде последовательно включенных сумматора и звена с пропорционально-интегральной характеристикой, а в цепь управления возбудителя включен регулятор

ЭДС, причем в цепь обратной связи каждого регулятора включен нелинейный элемент с зоной нечувствительности, а входы регуляторов соединены соответственно с датчиками скорости, тока и ЭДС, отличаюи ийся тем, что, с целью стабилизации качества регулирования скорости в обеих зонах, в него введены релейный элемент и цепь из последовательно соединенных управляемого ключа, интегратора и апериодического звена, включенная между. выходом сумматора и входом звена с пропорционально-интегральной характеристикой, а управляющий вход ключа связан с выходом релейного элемента, вход которого подключен к выходу нелинейного элемента с зоной нечувствительности, включенного в цепь обратной связи регулятора ЭДС.

1185516

Мрт =

ТяР

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к электроприводам постоянного тока с двухзонным регулированием скорости вращения с подчиненным регулированием параметров, и может найти применение, например в электроприводах валков клетей непрерывного стана холодной прокатки.

В таких электроприводах, требующих высокой точности регулирования параметров, предусматривается компенсация внутренней обратной связи по ЭДС. Она может быть осуществлена соответствующим выбором передаточной функции регулятора тока якоря для обеих зон.

Цель изобретения — стабилизация качества регулирования скорости в обеих зонах.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 — характеристика нелинейного элемента с зоной нечувствительности, включенного в цепь обратной связи регулятора ЭДС.

Электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, якорная цель которого подключена к регулируемому преобразователю

2, а обмотка возбуждения — к возбудителю 3, при этом в цепь управления регулируемого преобразователя 2 включены последовательно соединенные регулятор 4 скорости и регулятор 5 тока, выполненный в виде последовательно включенных сумматора 6 и звена 7 с пропорционально-интегральной характеристикой, а в цепь управления возбудителя включен регулятор 8 ЭДС, причем в цепи обратной связи регуляторов включены нелинейные элементы 9, 10 и 11 соответственно, а входы регуляторов соединены соответствен но с датчиками скорости 12, тока 13 и ЭДС 14. Электропривод содержит также релейный элемент 15 и цепь из последовательно соединенных управляемого ключа 16, интегратора 17 и апериодического звена 18, включенную между выходом сумматора 6 и входом звена 7 с пропорционально-интегральной характеристикой, а управляющий вход ключа 16 связан с выходом релейного элемента 15, вход которого подключен к выходу нелинейного элемента

11 с зоной нечувствительности, включенного в цепь обратной связи регулятора 8 ЭДС.

Электропривод работает следующим образом.

Регулирование тока и скорости осуществляется по подчиненному принципу соответственно внутренним регулятором 5 тока и внешним регулятором 4 скорости. Регулирование ЭДС двигателя осуществляется регулятором 8 ЭДС, на входе которого сравнивается задание ЭДС и сигнал обратной связи с датчика 14 ЭДС (модуль ЭДС). Ограничение выхода каждого регулятора допустимым уровнем осуществляется путем охвата каждого регулятора отрицательной обратной связью через нелинейные элементы, с зон а ми нечувствительности.

В первой зоне, при скорости ниже основной, когда ЭДС двигателя ниже номинальной, выход регулятора 8 ЭДС ограничен величиной, определяемой зоной нечувствительности нелинейного элемента 11, и соответствует номинальному току возбуждения двигателя 1вя (статическая характеристика нелинейного элемента 11 — зависимость выходного сигнала от входного представлена на фиг. 2). При этом выходной сигнал нелинейного элемента 11 не равен нулю, и релейный элемент 15 находится в состоянии, когда он отпирает управляемый ключ 16.

Во второй зоне при скорости выше основной, регулятор 8 ЭДС поддерживает

ЭДС в соответствии с заданием на номинальном уровне, изменяя магнитный поток двигателя. При этом выходной сигнал нелинейного элемента 11 равен нулю, и релейный элемент 15 находится в состоянии, когда он запирает управляемый ключ 16. Переход электропривода из первой зоны во вторую осуществляется при основной скорости.

При работе электропривода в первой зоне ключ 16 замкнут, и регулятор тока 5 является ПИ регулятором с передаточной функцией! (1+® I ®2) ® 1 "Р (Тя Р+1)Тнр+ f

Р = т, Ч, р где %1= — — — — передаточная функция

1 яр+ апериодического звена 18;

W>= — — — — передаточная функция

1 тм интегратора 17;

Т« — электромеханическая постоянная времени электропривода.

Параметры этого регулятора соответствуют настройке по «модульному» оптимуму, статическая ошибка регулирования тока равна нулю.

При переходе во вторую зону регулирования релейный элемент 15 запирает ключ

l6. При этом передаточная функция регулятора тока будет иметь вид

Эта передаточная функция соответствует настройке по «модульному» оптимуму при регулировании во второй зоне.

Таким образом, обеспечивается одинаковая настройка регулятора тока «модульному» оптимуму и, следовательно, одинаковое качество регулирования в обеих зонах.

Эффект от применения предлагаемого устройства состоит в улучшении качества регулирования скорости, что при применении на непрерывном стане холодной прокатки полосы позволит повысить точность поддержания натяжений и толщин.

1185516 фС/Г 2

Реда кто р В. Ко вту н

Заказ 6432/54

Составитель В. Кузнецова

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4