Способ стабилизации тока якоря электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Повышение точности обеспечивается за счет того, что с помощью датчика скорости 13 дополнительно измеряют скорость вращения вала электродвигателя 1, а с помощью датчика тока возбзгадения 10 - ток возбуждения электродвигателя ; 1. . В соответствии с данным способом управляющий сигнал фop в pyeтcя на выходе сумматора 7 в виде суммы двух компонент. Первая составляющая представляет собой произведение переменного коэффициента К(х) на результат интегродифференциального преобразования сигнала рассогласования по то ку л1, вторая - переменное смещение и(х), причем переменный коэффици (Л ент и переменное смеще1ше формируются как сумма членов степенных рядов от дополнительно измеренных величин. го о 00 СП 4:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4.Н 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPGHOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

Фие.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3693241/24-07 (22) 16. 01.84 (46) 15. 11.86. Бкп. Р 42 (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт точной механики и оптики (72) И.В.Мирошник (53) 621. 316. 718. 5 (088.8) (56) Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. — М.:

Энергия, 1969, с. 302-323.

Лебедев Б.Д., Неймари А.А. Унифицирование системы автоматического регулирования электропривода. — М.:

Информстандартэлектро, 1967, с,9-12, (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА ЯКОРЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями,.Яф„, 1270854 А ) постоянного тока, Повышение точности обеспечивается за счет того, что с помощью датчика скорости 13 дополнительно измеряют скорость вращения вала электродвигателя 1, а с помощью датчика тока возбуждения 10 — ток

1 возбуждения электродвигателя, 1.. В соответствии с данным способом управляющий сигнал форьмруется на выходе сумматора 7 в виде суммы двух компонент. Первая составляющая представляет собой произведение переменного коэффициента K (х) на результат интегродифференциального преобразования сигнала рассогласования по току i вторая — переменное смещение

U (), причем переменный коэффициент и переменное смещение формируются как сумма членов степенных рядов от дополнительно измеренных величин.

1270854

Изобретение относится к электротехнике и может бьгть использовано для упр ощения электрод вигат ел я ми постоянного тока.

Цель изобретения — повышение точности °

На фиг. 1 и 2 представлены схемы электроприводов, реализукщих данный способ, Электропривод (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, обмотка возбуждения которого подключена к усилителю 2, блок 3 задания, выход которого через последовательно соединенные первый сумматор 4, регулятор 5 тока, первый блок 6 умножения и второй сумматор 7 соединен с входом усилителя 2, датчик 8 тока якоря электродвигателя 1 соединен с вторым входом первого сумматора 4, второй вход второго сумматора 7 соединен с выходом суммирующего усилителя 9, первый вход которого соединен с датчиком 10 тока возбуждения непосредственно и с первым входом второго блока 11 умножения, второй вход суммирующего усилителя 9 соединен с датчиком 10 тока возбуждения через последовательно соединенные второй блок 11 умножения и первый блок 12 деления, а третий соединен с датчиком 13 скорости через третий блок 14 умножения, второй вход первого блока

12 деления соединен с датчиком 13 скорости и с первым входом второго блока 15 деления, второй вход которо- го соединен с ° источником 16 постоянного напряжения, а выход второго блока 15 деления соединен с вторым входом первого блока 6 умножения, г

Электропривод (фиг. 2) содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к генератору 17, блок 3 задания, выход которого через последовательно соединенные первый 4 сумматор, регулятор 5 тока, первый блок 6 и второй сумматор 7 соединен с входом усилителя 18, выход которого соединен с обмоткой 19 возбуждения генератора 17, датчика 8 тока якоря электродвигателя 1 соединен с вторым входом первого сумматора 4, второй вход второго сумматора 7 соединен с выходом суммирующего усилителя 9, первый вход которого соединен с источником 16 постоянного напряжения, второй вход суммирующего усилителя 9 соединен с датчиком 20 где лi=i-i, — сигнал рассогласования

1=Ч (x) — ток якоря, — заданное значение тока, Х вЂ” вектор переменных состояния электропривода, определяемый дифферейциальным уравнением

4 =f(i,x)+bU, М(р ) — др об нора циональная функция от Р,, являющаяся передаточной функцией интегродифференциального преобразования;

Р - оператор дифференцирования, K(x) — переменный коэффициент, U (X) — переменное смещение, Г (X) — вектор нелинейных функций", Ь вЂ” вектор постоянных коэффициентов, V(x) — нелинейная функция.

Выбираются

30

K(x) = 1/(— Ь) ° аЧ с X (2) 40

В конкретных случаях выражения (2) и (3) могут быть записаны как суммы членов степенных рядов от перемен45 ных сОстОяния M 1p 1 1 1 т ° е, где < — угловая скорость вращения

50 электродвигателя, — ток обмотки возбуждения

9 электродвигателя, i, — ток обмотки возбуждения генератора, — постоянные коэффициенты, ) — 1, г, 3,..., и 1, nj — показатели степени. тока возбуждения генератора 17, а третий — через блок 14 умножения с датчиком 13 скорости, второй вход блока 14 умножения соединен также с датчиком 13 скорости.

Электропривод, реализующий данный способ, работает следующим образом.

В соответствии с данным способом управляющий сигнал формируется как

U = K(x)W(p) i+U (Х), (1) 1270854

15

35

"з ) >в

Ю (-eq "в

C„. К, à

I (4) b, 1/L9

К

1 Сев К

1 1

С,, Се, ° е

1o ie

55,Кве

Се . вв +e

Таким образом, в соответствии с данным. способом управляющий сигнал

U формируется в виде суммы двух компонент (1) Первая из них представлена в виде произведения переменного 5 коэффициента X.(X), определяемого выражением (2), на результат интегродифференциального преобразования

W(p) сигнала рассогласования по тоzy hi. Она обеспечивает получение апериодического переходного процесса и снижение чувствительности процесса стабилизации к вариациям параметров электропривода.. Вторая компонента, т.е. переменное смещение

Ue(x) с(Х), получается в виде функции (3) от переменных состояния и обеспечивает получение нулевой установившейся ошибки стабилизации тока якоря .

Электропривод с управлением по цепи обмотки возбуждения электродвигателя работает следующим образом.

Электропривод может быть описан системой уравнений:

ddt=a, („. - ignis);

di /dt a i +Ь U, Где i= 4„1ь, + Eooi,, м, — постоянные коэффициенты.

Управляющий сигнал формируется соГласно выражению (1):

К(х) = Ь,сд- ;

U (Х)=A,i /а+Д 1. +

1 1 где Ь,—

,Ь, - (ep

Ls (ккк

;h

-а 4 I электрич ески е п остоя нные электродвигателя и генератора; механическая постоянная электродвигателя; крутизна кривой намагничивания электродвигателя и генератора;

R — сопротивление якорной цепи электродвигателя, L, — индуктивность обмотки возбуждения электродвигателя и генератора;

I — момент инерции на валу электродвигателя,, — удельный момент вязкого трения .

От блока 3 задания на первый вход сумматора 4 поступает задание на ток якоря i, на второй вход сумматора

4 поступает сигнал от датчика 8 тока, разностный сигнал поступает на регулятор 5 тока, а затем умножается на переменный коэффициент К (x)e сформированный на выходе блока 15 давления по-информации с датчика 13 скорости и источника 16 постоянного напряжения.

Полученный сигнал суммируется с переменным смещением Ис(х), полученным на выходе суммирующего усилителя

9. Расчет переменного коэффициента

К(х) и переменного смещения U (x) производится с помощью блоков 11 и

14 умножения и блоков 12 и 15 деления согласно выражениям (4) .

Данный способ может быть применен для управления электроприводом по схеме генератор-двигатель, при этом i =const а измерение проиэкя у водится в цепи обмотки возбуждения генератора.

Электропривод может быть описан системой уравнений:

J <, c(t=a, (is i„- P.©signQ);

d iв . /с1-с=аз is +b U.

Используя формулы (2) и (3), находим выражения для переменного коэффициента К (x) и переменного смещения Uc(x):

К(х) =«0;

U (x) = А +й, i А,(.), 1270854 формула изобретения

Способ стабилизации тока якоря электродвигателя постоянного тока, по которому измеряют ток якоря, сравнивают с заданным значением и формируют управляющее воздействие путем интегродифференциального преобразования укаэанной разности, о т л и—

10 ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно иэмеряют скорость вращения вала и ток возбуждения, а управляющее воздействие форвярует путем умножения !

5 напряжения, полученного после интегродифференциального преобразования, на переменный коэффициент и суммирования полученного напряжения с напряжением переменного смещения при

У этом переменный коэффициент и напряжение переменного смещения формируют как сумму членов степенного ряда от дополнительно измеренных величин.

Сев Кьа 4)х

R 1 т

fl ° С е . "в м Кв в въ 1 вг < г

Применение данного способа дает возможность повысить точность поддержания предельных значений тока якоря, что обеспечивает повышение надежности электропривода и срока службы электродвигателя, а также позволяет более полно использбвать

его динамические возможности и тем самым повысить быстродействие обо»

Рудования.

Составитель М.Кряхтунова

Редактор М.Дыпын Техред Л.Олейник Корректор В-сутяга

Заказ 6250/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и бткрытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д g 4 /5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4