Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в астатических по возмущающему воздействию системах регулирования. Целью изобретения является увеличе ние быстродействия электропривода. Электропривод содержит второе инерционное звено 11, выход которого соединен, со входом ПИ-регулятора 7 тока, а вход подключен к выходу инерционного звена 9. Вход инерционного звена 9 соединен с выходом ПИ-регуля - тора 7 тока, а выход - с входом интегратора 8. Выход интегратора 8 подключен к управляющему входу . тильного преобразователя 4. В данном электроприводе, несмотря на наличие форсирующей составляющей в прямом канале з равления преобразователем, помехозащищенность системы не нарушается , т.к. связь силовой якорной цепи и контура регулирования тока отсутствует. 1 Ш1,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3779746/24-07 (22) 13. 08. 84 (46) 07.12.87,Бюл. Р 45 (71) Донецкий политехнический институт (72) Е.В.Колчев, В.А.Бельков и А.М.Перепелюк (53) 62-83:621.314.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 167910, кл. Н 02 P 5/00, 1962.

Шипилло В.П.Автоматизированный вентильный электропривод. М.: Энергия, 1969, с. 240-243. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в астатических по возмущающему воздействию системах регулирования.

Целью изобретения является увеличе" ние быстродействия электропривода.

Электропривод содержит второе инерционное звено 11, выход которого соединен. со входом ПИ-регулятора 7 тока, а вход подключен к выходу инерционного звена 9. Вход инерционного звена 9 соединен с выходом ПИ-регулятора 7 тока, а выход — с входом интегратора 8 ° Выход интегратора 8 подключен к управляющему входу вен тильного преобразователя 4. В данном электроприводе, несмотря на наличие форсирующей составляющей в прямом канале. управления преобразователем, помехозащищенность системы не нарушается, т.к. связь силовой якорной цепи и контура регулирования тока отсутствует. 1 ил.

1358059

45 аг /с

w (1)= --- —— р т„

Kï

Ч (р)=

1+р т

1+Р Тр

° w (p) = — - —; р т, Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в астатических по воз5 мущающему воздействию системах регулирования.

Цель изобретения — увеличение быстродействия электропривода.

На чертеже представлена функцио- lo нальная схема электрапривода.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1 в виде электрической части 2 и.механической части 3, подключенный к вентиль- 15 ному преобразователю 4, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 5 скорости, пропорциональный регулятор 6 скорости и пропорционально †интегра- 20 ный регулятор 7 тока, выход которого связан с управляющим входом вентильного преобразователя 4, а также интегратор 8, инерционное звено

9 и датчик 10 скорости, подключен- 25 ный к входу регулятора 6 скорости.

Электропривод содержит также второе инерционное звено 11, выход которога соединен с входом пропорциональноинтегрального регулятора 7 тока,. а 30 вход подключен к выходу инерционного звена 9, соединенного своим входом с выходом пропорционально-интегрального регулятора 7 тока, а выходом с входом интегратора 8, выход которого подключен к управляющему входу вентильного преобразователя 4.

Электропривод содержит также сумматоры 12 — 14, включенные на входах регулятора 6 скорости, регулятора 7 4р тока и вентильного преобразователя 4 соответственно, а также цепь 15, соединяющую выход регулятора 7 тока с входом вентильного преобразователя 4.

Электропривод работает следующим образом.

Передаточные функции элементов электропривода соответствуют стандартным передаточным функциям двух- 5р контурной однократноинтегрирующей системы подчиненного регулирования без учета влияния противоЭДС, т.е.

ы,(р) = к„, где Т, T„электромагнитная и электромеханическая постоянные времени соот. ветс Iвенно;

Т

Р— сумма малых некомпенсированных постоянных времени; — постоянная интегрирования регулятора тока яког ря; (p) Р (Р (1)

1+ тм(1+ т )

Р р т,т„

В предлагаемом устройстве передаточная функция 1 пропорционально- интеграпьного регулятора тока второго порядка реализована элементами

14, 8, 9, 7 и цепью 15.

Таким образом, в электропривод введены звенья с передаточными функциями

w (р)

1+рт, 1

w (1) = —— рт„

В режиме пуска электропривода при работе регулятора скорости в насыщении напряжение на выходе инерционного звена 9 равно

U (p) к, /к 1+рт, W Р к Р

1+a, т р (1+рт ) к„ (2) R „ — суммарное сопротивление якорной цепи;

С вЂ” постоянная электроцвигателя;

Кп — коэффициент усиления вентильного преобразова теля;

К вЂ” коэффициент усиления регулятора скорости. (Цифровые индексы соответствуют порядковому номеру элемента на чертеже).

Из теории систем с последовательной коррекцией известно, что с уче том влияния противоЭДС электродвигателя передаточной функции регулятора тока якоря Wpr (р) с компенсацией

ЭДС соответствует передаточная функция пропорционально-интегрального звена второго порядка

1358059 (3) 25 ти. где U „(p) — напряжение задания тока;

К вЂ” передаточный коэффициент усиления обратной отрицательной связи по току. 5

B то же время сигнал на выходе электрической части 2 электродвига теля, соответствующий динамическому току двигателя, определяется как

0ът (Р) /K т

1 (р) = — — — — — — —— *"" l+а,Т p(I,PÒ ) Оценка выражений 2 и 3 свидетельствует о том, что сигналы Б (р) и i *„„(р) отличаются множителем (1+рТ ) /(К„/R ) . Поэтому для выделения сйгнала, пропорционального динамическому току двигателя, достаточно ввести в схему управления электроприводом второе инерционное звено 11 с передаточной функцией т 1,((И рт„

Тогда сигнал на выходе звена 11

11зг (p) /(Кт /R =)

«Р P «P. 1+ Т (1+ (4) 3Р пропорционален динамическому току якоря. С введением канала обратной связи с инерционным звеном 11 система управления электроприводом с пропорциональным регулятором скорости приобретает. свойства системы с аста— тизмом второго порядка, т.е. является астатической как по управляющему, так и по возмущающему со стороны нагрузки воздействиям.

4Р

При подаче сигнала задания скорости с выхода задатчика 5 скорости на первый вход сумматора 12 на выходе регулятора 6 скорости появляет45 ся сигнал задания тока электродвигателя.„ поступающий на первый вход сумматора 13. При этом пояьляется сигнал о и на выходе пропорционально — интегрального регулятора 7 тока первого порядка. Этот сигнал поступает на вход инерционного звена 9 и одновременно по цепи 15 на второй вход сумматора 14. Сигнал, поступающий на вход инерционного звена 9, проходит через интегратор 8 и поступает на первый вход сумматора 14, в котором осуществляется суммирование двух сигналов — сигнала, компенсирующего больmyra постоянную времени якорной цепи цепь 15, выход пропорционально-интегрального регулятора тока первого порядка) и сигнала, компенсирующего влияние внутренней обратной связи по ЭДС электродвигателя, — сигнал с выхода интегратора 8. Как следствие, в напряжении на выходе вентильного преобразователя 4, подаваемом на вход электродвигателя 1, будет иметь место дополнительная составляющая, компенсирующая для контура регулирования тока влияние внутренней связи по ЭДС электродвигателя.

Приложенное к двигателю напряжения обеспечивает появление сигнала динамического тока на выходе электрической части 2 электродвигателя и сигнала скорости электродвигателя на выходе его механической части 3. Сигнал обратнои отрицательной связи по скорости поступает в сумматор 12, чем обеспечивается известный режим стабилизации скорости. С выхода первого инерционного звена 9 сигнал, кроме входа интегратора 8, поступает на вход второго инерционного звена ll, на выходе которого выделяется сигнал, пропорциональный динамическому току якоря, поступающий на второй вход сумматора 13.

Таким образом, в предлагаемом устройстве управления электроприводом с выделением и применением сигнала, пропорционального динамическому току якоря, указанный сигнал выделяется непосредственно в прямом канале управления преобразователем„ что исключает связь силовых цепей с цепями управления, и, следовательно, повыщает помехозащищенность схемы управления в отношении помех, создаваемых преабразоваталем.

Применяемая схема включения пропорционально-интегрального регулятора тока второго порядка позволяет выделить в прямом канале управления сигнал напряжения, содержащий фор— сирующую составляющую, компенсирующую инерционность тиристорного преобразователя, а обратная связь по динамической составляющей тока в канале управления преобразователем за счет использования в контуре скорости пропорционального регулятора повышает быстродействие контура сКорос

58059

Составитель В. Кузнецова

Редактор С.Патрушева Техред M,яндык Корректор В.Бутяга

Заказ 6006/55 Тираж 659 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

5 13

Несмотря на наличие форсирующей составляющей в прямом канале управления преобразователем, помехозащищенность системы не нарушается, поскольку связь силовой якорной цепи и контура регулирования тока отсутствует.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, пропорциональный регулятор скорости и пропорционально-интегральный регулятор тока, вы1 ход которого связан с управляющим входом вентильного преобразователя, а также интегратор, инерционное звено и датчик скорости, подключенный к входу регулятора скорости, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введено второе инерционное эве10 но, выход которого соединен с входом пропорционально-интегрального регулятора тока, а вход подключен к выходу первого инерционного звена, соединенного своим входом с выходом

1б пропорционально-интегрального регулятора тока, а выходом — с входом интегратора, выход которого подклю-, чен к управляющему входу вентильного преобразователя.