Устройство улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее элементы управления, предназначенные для подключения к якорной цепи машины, управляемый усилитель мощности с клеммами для подключения к обмотке дополнительных полюсов машины, отличающееся тем, что, с целью повьшения динамической точности при настройке коммутационных процессов на середину безыскровой зоны, оно снабжено двумя элементами определения модуля, двумя элементами запоминания, фильтром, двумя делителями напряжения, инвертором, двумя дифференциаторами,двумя сумматорами , элементом формирования уставки, компараторомJ. элементом с переменным коэффициентом усилейия, элементом сравнения, подключенным входами соответственно к выходу управляемого усилителя мощности и опорному напряжению, а выходом - .к входу первого элемента определения модуля, к первому входу второго сумматора, к входу второго дифференциатора , выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, подключенного .выходом к первому входу элемента с переменным коэффициентом усиления, выход первого элемента определения модуля подключен к второму делителю напряжения и через фильтр - к входу первого элемеи- i та запоминания, выход которого соединен с входом инвертора, выход инвертора через первый делитель нацряжения соединен с первым входом компаратора , выход элемента управления через первый дифференциатор соединен с входом второго злемента определения модуля, выход которого через второй элемент запоминания соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого под- . ключен к выходу злемента формирова ( ния уставки, третий вход которого подключен к выходу второго делителя напряжения, выход первого сумматора подключен к второму входу компаратора , подключенного выходом к вто-. рому входу элемента с переменным. коэффициентом усиления, выход которого подсоединен к входу управляемого усилителя мощности.

„„SU„,,11 4 A

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 Н 02 К 13/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

4 пi:.: . ..... -3i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1и..-., !;:, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3763279/24-07 (22) 02.07 ° 84 (46 ) 15, 1 1. 85. Бюл. Р 42 (71) Куйбьппевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) И.Н.Капитинская, А.C.Ëóêüÿí÷èêîâ

Л.Я.Макаровский и И.А.Скоробогатов (53) 621.313.2(088.8) (56.) Авторское свидетельство СССР

Ф 630714, кл. Н 02 К 13/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР

МУ 886155, кл. Н 02 К 13/14, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее элементы управления, предназначенные для подключения к якорной цепи машины, управляемый усилитель мощности с клеммами для подключения к обмотке дополнительных полюсов машины,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения динамической точности при настройке коммутационных процессов на середину безыскровой зоны, оно снабжено двумя элементами определения модуля, двумя элементами запоминания,. фильтром, двумя делителями напряжения, инвертором, двумя дифференциаторами,двумя сумматорами, элементом формирования уставки, компаратором,- элементом с переменным коэффициентом усиления, элементом сравнения, подключенным входами соответственно к выходу управляемого усилителя мощности и опорному напряжению, а выходом — .к входу первого элемента определения модуля, к первому входу второго сумматора, к входу второго дифференциатора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, подключенного, выходом к первому входу элемента с переменным коэффициентом усиления, выход первого элемента определения модуля подключен к второму делителю напряжения и через фильтр — к входу первого элемен-та запоминания, выход которого соединен с входом инвертора, выход инвертора через первый делитель напряжения соединен с первым входом компаратора, выход элемента управления через первый дифференциатор соединен с входом второго элемента . определения модуля, выход которого через второй элемент запоминания соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу элемента формирования уставки, третий вход которого подключен к выходу второго делителя напряжения, выход первого сумматора подключен к второму входу компаратора, подключенного выходом к вто-. рому входу элемента с .переменным. коэффициентом усиления, выход которого подсоединен к входу управляемого усилителя мощности.

1 1920

Изобретение относится к электро- машиностроению, в частности к средствам улучшения процесса коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока с регулированием ско- 5 рости вращения изменением якорного напряжения и ослаблением потока возбуждения.

Целью изобретения является повышение динамической точности при на- 10 стройке коммутационных процессов на середину безыскровой зоны.

На чертеже приведена блок-схема устройства улучшения коммутации коллекторных электрических машин посто- 15 . янного тока.

Якорь коллекторной электрической машины 1 подключен к источнику регулируемого напряжения U, К управляеЯ 20 мому усилителю мощности 2 подключе на обмотка дополнительных полюсов

3. В якорную цепь 1 включены элементы управления 4. В элементе сравнения алгебраически суммируются сигнал

25 напряжения на обмотке дополнительных полюсов 3 и опорный сигнал П

На выходе 5 имеем значение сигнала ошибки при отработке управляющего воздействия обмотки дополнительных полюсов. Сигнал ошибки поступает на вход первого элемента 6 определения модуля, выход с которого через фильтр 7 подается на вход первого элемента 8 запоминания. Выход 8 через инвертор 9 соединен с первым дели- 35 телем 10. Выход элементов управления 4 соединены с входом первого дифференциатора 11, выход которого подключен к входу второго элемента определения модуля 12, Выход 12 сое- 40 динен с входом второго элемента запоминания 13, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 14..

Второй вход 14 соединен с выходом элемента 15 формирования уставки. 45

К выходу 6 подключен второй делитель 16, с выхода которого сигнал.поступает на третий вход первого сумматора 14. Сигнал с выхода 5 посту- пает на первый вход второго сумма- 50 тора 17. Выходной сигнал 5 поступает на второй дифференциатор 18, .выход которого ооединен с вторым входом второго сумматора 17 ° Выход17 соединен с первым входом ss элемента 19 с переменным ° коэффициентом усиления, На первый вход компаратора 20 подается сиг47 2 нал с первого делителя 10, а второй вход 20 соединен с выходом первого сумматора 14. Выход 20 соединен с вторым входом 19, выход которого связан с входом управляемого усилителя мощности 2.

Устройство улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока работает следующим образом.

Управляемый усилитель мощности

2 настраивается таким образом, что при прямолинейной коммутации, когда сигнал с элементов 4 управления, характеризующих величину добавочного тока при ускоренной или замедленной коммутации, равен нулю, усилитель мощности обеспечивает начальный ток, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны работы. Принцип работы устройства основан на изменении его структуры в зависимости от текущих значений параметров переходных процессов в контуре. управления с дополнительными .полюсами 3.

При этом коэффициент усиления 19 принимает значения по соотношению л 4 nP (!х1 c4 Ы1k>)> 1 kc т Р+1 с так прп (l«1+с+I l «а) и(— j «« l (1Ь 1 с о где х — производная сигнала х, характеризующего величину добавочного тока коммутации с элементов управления 4 в якорной цепи машины;

Š— сигнал ошибки установки напряжения на дополнительных полюсах

3 машины;. р — оператор преобразования Лапласа; л — операция запоминания максимального значения: сигнала с постоянной времени запоминания;

К, — коэффициент соответствия

Кр, — коэффициент упреждения;

С вЂ” сигнал уставки;

Т вЂ” постоянная времени фильтра.

При изменении характера коммутации изменяется сигнал с управляющих элементов 4, например, бесконтактного датчика, который дифференцируется, 11, а затем поступает на второй элемент определения модуля 12, после чего его максимальное значе1! 92 ние запоминается вторым элементом запоминания 13, Сигнал ошибки выделяется на выходе 5, на входе кото» рого сравниваются напряжения на дополнительных полюсах 3 машины и опар- ное значение Ц „ . Сигнал ошибки Я поступает на первый элемент определения модуля 6, после чего, пройдя фильтр 7, запоминается первым элементом запоминания 8. С выхода эле- 10 мента 8 сигнал ошибки Я через инвер.тор 9, служащий для формирования необходимого знака сигнала, и потенциометрический делитель 10, служащий для формирования коэффициента 15 .соответствия К, поступает на пер вый вход компаратора 20.. На второй вход компаратора 20 с выхода первого сумматора 14 поступает сумма сигналов: сигнал tl) К с выхода,, 20 второго делителя 16, служащего для формирования коэффициента упрежде- ния К, максимальное значение сиг% нала производной x ) с выхода 13 второго элемента запоминания; сиг- 25 нал уставки С с выхода элемента 15 форьярования уставки. После сравнения входных сигналов в зависимости от того, какой из них больше по абсолютной величине, компаратор 20 . ЗО выдает положительный или отрицательный сигнал. Элемент с переменным коэффициентом усиления 19 имеет в соответствии со знаком выходного напряжения 20 коэффициент усиления минимальный или максимальный. Второй

047 4 сумматор 17 осуществляет суммирование сигнала ошибки Е на выходе 5 и сигнала производной ошибки Е, поступающей с выхода 18 второго дифференциатора, а элемент 19 - умноже-ние этой суммы на коэффициент К.

Следовательно, сигнал на выходе 19 представляет собой сумму сигналов ошибки E .и ее производной Я, ( умноженной на коэффициент К. Сигнал с выхода 19 поступает на управляемый усилитель мощности 2, выходное напряжение которого служит регулирующим воздействием, передаваемым на . обмотку 3 дополнительных полюсов.

Регулирование тока дополнительных полюсов 3 машины при изменении характера коммутации машины 1 управляемым усилителем мо1цности 2 с элементом 19 с переменным коэффициентом усиления будет происходить до тех пор, пока сигнал (Е + Е) К не будет скомпенсирован замкнутым контуром управления с точностью до статизма.

Перестройка коэффициента усиления регулятора позволяет компенсировать две постоянные времени машины в широкой области изменения пара метров при настройке контура управ- ления на оптимум по модулю или сим-. метричный оптимум, повышая динамическую и статическую точности при настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны.! )92047

Составитель С.Шутова

Редактор А.Гулько Техред З.Палий Корректор Г.Решетник

Заказ 7169/53 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4