Вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах и устройствах с программным управлением. Цепью изобретения является улучшение качества регулирования и повышение надежности. Вентильный электропривод содержит синхронный двигатель (СД) 1, якорная обмотка которого подключена к выходу инвертора (И) 2. Первый вход И 2 через блок 3 управления связан с выходом датчика 6 положения ротора СД, механически связанного с валом СД и датчиком 9 скорости. Электропривод содержит последовательно соединенные узел 8 сравнения и релейный регулятор 6, выход к-рого соединен с входом широтно-импульсного модулятора 5. Выход широтно-импульсного модулятора подключен к входу И 2. Второй вход у зла 8 соединен с выходом датчика 9, , подключенным к второму входу репейно-, го регулятора 6. В Электроприводе ре-: ализуется движение в соответствии с уравнением , где S - функция переключения релейного регулятора, рав- :Ная S K J4ndt+4n+Kjn+Kjn, где п - скорость СД 1; дп - разность заданной и истинной скоростей; К,,, К, К - коэффициенты, выбранные из заданной формы переходного процесса. 2 ил. i (Л N9 00 ts9 О9 даса/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I д) 4 Н 02 P 6/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3871220/24-07 (22) 22.03.85 (46) 07.0 1.87. Бюл. У 1 (71) Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков. (72) В.Г.Андреев, А.M.Ëåáåäåâ и А.В.Пальцев (53) 62-83:621.313.392(088.8) (56) Дубенский А.А.Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Энергия, 1967.

Овчинников И.E. и Лебедев Н.И.

Бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.:Наука, 1979.

Сервоприводы фирмы "БОМ" (ФРГ) .

Материалы международной выставки

"Металлообработка-84", М., 1984. (54) ВЕНТИЛЬНЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах и устройствах спрограммным управлением. Целью изобретения является улучшение качества регулирования и повышение надежности.

SU„„,1 282301 А 1

Вентильный электропривод содержит " синхронный двигатель (СД) l, якорная обмотка которого подключена к выходу инвертора (И) 2. Первый вход И 2 через блок 3 управления связан с выходом датчика 6 положения ротора СД, механически связанного с валом СД и датчиком 9 скорости. Электропривод содержит последовательно соединенные узел 8 сравнения и релейный регулятор 6, выход к-рого соединен с входом широтно-импульсного модулятора 5.

Выход широтно-импульсного .модулятора подключен к входу И 2. Второй вход узла 8 соединен с выходом датчика 9, подключенным к второму входу релейно-. I

ro регулятора 6. В электроприводе ре+ ализуется движение в соответствии с уравнением S=O, где S — - функция пере- (4 ключения релейного регулятора, рав" ная S=K Jandt+an+K n+K n, где n — ско- а рость СД 1; ьп — разйость заданной и истинной скоростей; К... К, К коэффициенты, выбранные из заданной .М формы переходного процесса. 2 ил., 00

Ю М

Ю

Ма4

1282301

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электроприводам, и может быть использовано В следящих системах и приводах с программным управлением.

Цель изобретения — улучшение качества регулирования и повышение надежности.

На фиг.l и 2 представлены соответственно блок-схема вентильного электропривода и функциональная схема релейного регулятора.

Вентильный электропривод (фиг.l) содержит синхронный электродвигатель

1, якорная обмотка которого подключена к выходу инвертора 2, первый вход которого соединен через блок 3 управ- ления инвертором с выходом датчика 4 положения ротора., а Второй вход — с

Выходом п.протно-импульсного модулятора (LIMN) 5, вход которого подключен к выходу релейного регулятора 6, Вход которого подключен к задатчику 7 скорости через узел 8 сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости, связанного с датчиком 4 положения ротора и Валом синхронного электродвигателя

Релейный регулятор 6 (фиг.2) снабжен ВтОрым ВхОдом 10 н Выполнен" В Ви де последовательно соединенных астатического звена 11 и релейного элемента 12 с тремя входами, при этом выход релейного элемента 12 соединен, с вторым своим входом 13 непосредственно, а с третьим своим входом 14 посредством последовательно соединенных апериодического звена 15 с тремя входами, интегратора 16 с двумя входами, первого сумматора 17 с двумя входами, пропорционально-интегрального звена i8 и второго сумматора 19 с двумя входаии, ловчем второй и третий входы анериодического звена соединены соответственно с выходом первого сумматора 17 и выходом интегратора

16, второй вход интегратора 16 — с выходом пропорционально-интегрального звена 18, второй вход второго .сумматора 19 соединен с выходом апериодического звена 15, а второй вход первого сумматора 17 — с выходом датчика 9 скорости.

Все элементы релейного регулятора

6 — астатическое звено 11, релейный элемент 12, апериодическое звено 15, интегратор 16, сумматоры 17 и 19, а также пропорционально-интегральное

2 звено 18 выполнены на интегральных микросхемах серии К1 55 УД 2А.

Вентильный электропривод работает следующим образом.

На вход узла 8 сравнения поступает заданный сигнал Б и сигнал с вы3 хода датчика 9 скорости. Сигнал с узла 8 сравнения поступает на вход астатического звена ll и с его выхода на первый вход релейного элемента

12. Сигнал с выхода релейного элемента 12 поступает на вход ШИ1 5, причем его величина определяет величину напряжения, питающего электродвига15 тель 1 (Ug =KU ) . Этот же сигнал U <

Ч поступает на второй вход 13 релейного элемента 12 и на вход апериодического звена 15 (при этом сигнал U образующийся на выходе релейного эле- мента 12, содержит регулируемую вели- чину и две ее производные), на выходе которого образуется сигнал, про порциональный току электродвигателя

1. На выходе интегратора 16 образуется сигнал, пропорциональный скорости электродвигателя 1. Истинная скорость электродвигателя 1 на выходе датчика

9 скорости и скорость на модели электродвигателя на вьп:оде интегратора

16 сравниваются в первом сумматоре

17, и их разность поступает на вход пропорционально-интегрального звена

18, на Выходе которого формируется сигнал, пропорциональный моменту нагрузки электродвигателя 1. На втором сумматоре 19 суммируются сигнал с выхода апериодического звена 15 пропорциональный току двигателя, и сигнал с выхода пропорционально-интег40 рального звена 18, пропорциональньл моменту (току)нагрузки. На выходе второго сумматора 19 формируется сигнал, пропорциональный первой произВодной от скорости двигателя, кото45 рый поступает на третий вход релейного элемента 12.

Сигналы с выхода первого суммато50 ра 17 и выхода пропорционально-интегрального звена 18 поступают соответственно на второй Вход апериодического звена 15 и второй вход интегратора 16, корректируя модель электродвигателя 1.

В результате на вход релейного элемента 12 поступает сумма сигналов, именуемая функцией переключения

S=K,Jandt + дп + К и + К и, 128230! где S — функция переключения релейного элемента 12;

n — скорость синхронного электродвигателя 1; ьп — разность заданной и истинной скоростей;

К„,К,К вЂ” коэффициенты, выбранные из заданной формы переходного процесса.

Для релейного элемента 12 выбран 10 следующий алгоритм работы: при Я(0

Uä= + 1; при S)0 U„= -1.

Таким образом, релейный элемент стремится поддерживать S=O.

Переключаясь с высокой частотой 15 (работая в скользящем режиме)," релейный регулятор 6 реализует движение привода в соответствии с уравнением S=O. Выбором соответствующих величин коэффициентов переменной урав- 20 нения S=O можно обеспечить требуемую форму переходного процесса.

ШИИ 5 работает на частоте 2 кГц.

Релейный элемент 12 работает на частоте 20-50 кГц. На выходе релейного элемента 12 установлен активный фильтр, выделяющий постоянную состав,ляющую сигнала.

На входах и выходах всех элементов — аналоговые сигналы. Исключение составляет выход релейного элемента

12, сигнал которого является выходным сигналом релейного регулятора 6.

Таким образом, регулятор, работающий в скользящем режиме и содержа- 35 щий модель электродвигателя, позволяет построить высококачественную систему электропривода.

Формула изобретения 40

Вентильный элек тропривод, содержащий синхронный электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к выходу инвертора, первый вход которого соединен через блок управления инвертором с выходом датчика положения ротора, а второй вход — с выходом широтно-импульсного модулятора, вход которого подключен к выходу релейного регулятора, вход которого подключен к задатчику скорости через узел сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика скорости, механически связанного с датчиком положения ротора и валом синхронного электродвигателя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности, релейный регулятор снабжен вторым входом и выполнен в .виде последовательно соединенных астатического звена и релейного элемента с тремя входами, последовательно соединенных апериодического звена с тремя входами, интегратора с двумя входами, первого сумматора с двумя .входами, пропорционально-интегрального звена и второго сумматора с двумя входами, при этом второй и третий входы апериодического звена соединены соответственно с выходом первоro сумматора и выходом интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом пропорционально-интегрального звена, второй вход второго сумматора соединен с выходом апериодического звена; а второй вход первого сумматора является вторым входом релейного регулятора и соединен с выходом датчика скорости, причем первый вход апериодического звена подключен к ,выходу релейного элемента, второй вход которого соединен с его выходом, а его третий вход соединен с выходом второro сумматора.

1282301 Р

Составитель М. Сон

ТехредВ.Кадар, КорректорЛ.Пилипенко

Редактор В.Данко

Заказ 7283/56 . Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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