Электропривод постоянного тока с реверсом поля электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности и производительности. Электропривод постоянного тока с реверсом поля электродвигателя содержит последовательно соединенные задатчик 1 скорости, регулятор 2 скорости, регулятор 5 тока якоря и нереверсивный тиристорный преобразователь 6. В данном устройстве обеспечивается повышение надежности и производительности за счет использования датчика 23 электромагнитного момента электродвигателя, двух блоков 19 и 22 деления и контура регулирования потока электродвигателя, включающего реверсивный тиристорный возбудитель 13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1541748 (51)5 H 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4368458/24-07 (22) )4 ° 12,87 (46) 07 ° 02.90. Бюл. № 5 (71) Производственное объединение пУралмаш, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в проььплленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) Д.A.Êàèèíñêàÿ, Б,В.Ольховиков, A,Á,ÐîöåHöâàéг, Т,Д.Делятицкая и И,Б.Гутман (53) 621.316.718,5.088(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 375743, кл. Н 02 P 5/06, 1973.

- Авторское нидетельство СССР

¹ 773212, кл. Н 02 Р 5/06, 1980. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

С РЕВЕРСОМ ПОЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕ11Я

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может Г>ыть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Цель изобретения — повьппение надежности и производительности, Электропривоп постоянного така с реверсом поля электродвигателя содержит последовательно соединенные задатчик 1 скорости, регулятор 2 скорости, регулятор 5 тока якоря и нереверсивный тиристорный преобразователь 6, В данном устройстве обеспечивается повышение надежности и производительности за счет использования датчика 23 электромагнитного момента электродвигателя, двух блоков 19 и 22 деле-ния и контура регулирования потока электродвигателя, включающего реверсивный тиристорный возбудитель 13, 1 ил.

1541748

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования часторы вращения электродвигателя постоянного тока.

Целью изобретения является повыщение надежности и производительности.

На чертеже приведена схема электропривоиа.

Электропривод постоянного тока с реверсом поля электродвигателя содержит последовательно соединенные за,датчик 1 скорости, регулятор 2 скорости, логический узел 3 блокировки тока якоря, звено 4 выделения модуля, 15 регулятор 5 тока якоря и нереверсивный тиристорный преобразователь 6, к выходу которого попключены соединенные иослеповательно якорь электродви гателя 7 с обмоткой 3 добавочных по люсов и компенсационной обмоткой 9 и датчик 10 тока якоря.

Выход регулятора 2 скорости соединен с последовательно включенными блоком 11 задания потока возбуждения, 25 регулятором 12 потока возбуждения и ,реверсивным тиристорным возбудителем

13, к выходу которого подключены после" довательно соединенные обмотка 14 ( возбуждения двигателя и датчик 15 то- 3п ка возбуждения, Блок 11 охвачен цепью положительной обратной связи через размыкающий ключ 16, управляющий вход 17 которого подключен к выходу первого релейного элемента 18 с зоной нечувствительно,сти. Второй вход регулятора 2 скоро сти подключен к выходу первого блока ,19 деления, второй вход регулятора 5 тока якоря соединен с выходом датчи- 4п ка 10 тока якоря, к которому подключены также вход датчика 20 времени достижения током якоря максимального значения на интервале проводимости тиристорного преобразователя 6„ вход 45 второго релейного элемента 21 с зоной нечувствительности и первый вход второго блока 22 деления, второй вход которого соединен с выходрм датчика

23 электромагнитного момента двигат еля.

Выход блока 22 деления подключен к замыкающему контакту 24 первого нерекидного ключа 25, размыкающий контакт 26 которого присоединен к выходу датчика 15 тока возбуждения. Управляющий вход перекидного ключа ?5 соединен с выходом релейного элемента

21, а . к выходу 27 этого ключа подсоединены второй вход логического узла 3 блокирования тока якоря, первый вход первого блока 19 деления, вход первого релейного элемента 18 и второй вход регулятора 12 потока возбуждения.

Второй вход блока 19 деления подключен к выходу 28 второго перекид ного ключа 29, замыкающий контакт 30 которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства 31, Размыкающий контакт 32 перекидного ключа 29 подключен к выходу датчика

33 напряжения на якоре, к которому подключен также первый вход сумматора 34. Второй вход этого сумматора подключен параллельно участку главной цепи, образованному обмоткой 8 добавочных полюсов и компенсационной обмоткой 9 электродвигателя 7, а еro выход .оединен с информационным входом запоминающего устройства 31, управляющий вход 35 которого подключен к выходу датчика 20. Управляющий вход перекидного ключа 29 соединен с выходом логического узла 3 блокиI рования тока якоря.

Электропривод работает следующим образом, Сигналы с выхода датчика 23 электромагнитного момента двигателя и датчика 10 тока якоря поступают на входы блока 22 деления, который осуществляет вычисление магнитного потока возбуждения двигателя Ф по формуле ф и

И (1) я где И вЂ” электромагнитный момент, измеряежий датчиком 23.

Для измерения электромагнитного момента двигателя И 4 используют та, что в опорах двигателя, в местах крепления лап двигателя к фундаментной плите, возникают деформации, величина которых пропорциональна электромагнитному моменту, развиваемому дви гателем.

При определении потока возбуждения по Формуле (1) исключаются погрешности, которые возникают в статических и динамических режимах работы привода при вычислении потока возбуждения в функции тока возбуждения с помощью функционального преобразователя, моделирующего кривую намагничивания двигателя.

5 !5417

При исключении этих погрешностей возрастает точность определения потока возбуждения, что повышает точность поддержания заданного значения потока регулятором 12, Это увеличи5 вает стабильность стопорных моментов двигателей, что повышает надежность и производительность электроприводов.

Возрастание точности определения потока увеличивает также точность последующих вычислений скорости вращения двигателя, при которых используется информация о величине этого потока. 15

Датчик 23 электромагнитного момента двигателя обладает высокой надежностью и стабильностью характеристик, поскольку его измерительные элементы устанавливаются на неподвижных конструкциях двигателя, Высокая точность определения лотока возбуждения по формуле (1) сохраняется, если выполняется условие

I ) I

Я мин (2) 30

Напряжение выхода логического узла 3 блокирования тока якоря поступает на управляющий вход перекидного

45 ключа 29, замыкающий контакт 30 этого ключа находится в замкнутом состоянии и сигнал с выхода аналогового запоминающего устройства 31, пропорциональный ЭДС двигателя, поступает через ключ 29 на вход блока 19 деления, на другом входе которого имеется сигнал, пропорциональный потоку возбуждения.

На выходе блока 19 деления вырабатывается напряжение, пропорциональное частному от деления сигналов, пропорциональных ЭДС двигателя и потока возбуждения, т.е. пропорциональное скорости вращения двигателя cd. где I> „„- наименьшее значение тока якоря, соответствующее напряжению поступающему от датчика 10 тока якоря на

- вход блока 22 деления, при котором погрешность операции деления находится в допустимых пределах, При выполнении условия (2). на выходе релейного элемента 21 с зоной нечувствительности имеется сигнал, который поступает на управляющий вход перекидного ключа 25, замыкающий контакт 24 этого ключа находится в замкнутом состоянии и сигнал с выхода блока 22 деления, пропорциональный потоку возбуждения, поступает через ключ 25 в схему управления.

При малых значениях Фока якоря, когда условие (2) не выполняется, вы-. ходной сигнал релейного элемента 21 падает до нуля. При этом контакт 24 ключа 25 размыкается, а контакт 26 этого ключа замыкается и в схему управления через ключ 25 поступает сигнал с выхода датчика 15 тока возбуждения.

Поскольку при ХЯ сIЯ „„момент двигателя весьма мал, снижение на этот период точности определения потока возбуждения, обусловленное использованием сигнала с выхода датчика 15 тока возбуждения (вместо сигнала с выхода блока 22 деления), не отражается, практически, на качестве, динамических процессов.

На вход сумматора 34 подается напряжение с выхода датчика 33 напряжения и падение напряжения на участке главной цепи, образованном обмоткой 8 добавочных полюсов и компенсационной обмоткой 9 электродвигателя, Напряжение с выхода сумматора 34 поступает на информационный вход аналогового запоминающего устройства 31.

Для точного измерения ЭДС двигателя

Е с помощью датчика 20 определяют моменты времени, когда ток якоря достигает максимального значения на интер вале проводимости вентильного преобразователя 6 и в эти моменты времени подают импульсный сигнал на управляющий вход 35 запоминающего устройства 31 °

В эти моменты времени ЭДС самоиндукции якорной цепи равна нулю, поэтому сигнал, поступающий с выхода сумматора 34 на информационный вход устройства 31, пропорционален ЭДС дви г ат еля, На входы логического узла 3 блокирования тока якоря поступает сигнал с выхода регулятора 2 скорости, пропорциональный разности между заданной и действительной скоростью вращения электродвигателя, и сигнал с выхода

27 ключа 25, пропорциональный потоку возбуждения электродвигателя. При совпадении полярности этих сигналов напряжение на выходе логического узла 3 равно напряжению на выходе регулятора 2 скорости и тиристорный преобразователь б открыт.

7 1541743 8

По скол ьку в пр едл агаемом техническом решении обеспечивается повышение точности определения потока Ф и ЭДС Е, точность вычисления скорости вращения двигателя ш также возрастает.

Благодаря увеличению точности вычисления скорости вращения электродвигателя повышается точность работы регулятора 2 скорости, т. е. повышает(, ся стабильность поддержания заданной ,: скорости вращения двигателя что увеФ личивает надежность и производитель1 ность электроприводов.

Когда полярности сигналов на вхо дах логического узла 3 не совпадают,, напряжение на выходе логического уз ла 3 равно нулю и преобразователь 6

I находится в запертом состоянии. При

,этом контакт 30 перекидного ключа 29 размыкается, а контакт 32 этого ключа замыкается и на вход 19 деления подается сигнал с выхода датчика 33 напряжения, который при запертом преобразователе б, т,е. при токе якоря, равном нулю, пропорционален ЭДС.

Фор мул а изобретения

Электропривод постоянного тока с реверсом поля эл ктродвигателя„содержащий последовательно соединенные, задатчик скорости, регулятор скоро, сти, логический узел блокирования тока якоря, звено выделения модуля, регулятор тока якоря и нереверсивный, тиристорный преобразователь, к выходу которого подключен последовательно включенные якорь двигателя и датчик тока якоря, а также датчик . напряжения на якоре, подключенные к выходу регулятора скорости последовательно соединенные блок задания потока возбуждения, регулятор потока возбуждения и реверсивный тиристорный возбудитель, к выходу которого подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения двигателя и датчик тока возбуждения, причем блок задания потока возбуждения охвачен цепью положительной обратной связи через размыкающий ключ, управляющий вход которого годключен к выходу первого релейно о элемента с зоной нечувствительности, второй вход регулятора скорости соединен с выходом первого блока деления, а второй вход регулятора тока подключен к выходу датчика тока якоря, отличающийся тем, что, с целью повышения надежно10

S5 сти и производительности, в него введены датчик времени достижения током якоря максимального значения на интервале проводимости тиристорного преобразователя, второй релейный элемент с зоной нечувствительности, второй блок деления, датчик электромагнитного момента двигателя, два перекидных управляемых ключа, аналоговоее запоминающее устройство и сумматор, причем электродвигатель снабжен добавочными полюсами и компенсационной обмоткой, вход датчика времени достижения током якоря максимального значения на интервапе проводимости тиристорного преобразователя, вход второго релейного элемента с зоной нечувствительности и первый вход второго блока деления подключены к выходу датчика тока якоря, второй вход второго блока деления соединен с выходом датчика электромагнитного момента двигателя, выход второго блока деления подключен к замыкающему контакту первого перекидного ключа,.размыкающий контакт которого присоединен к выходу датчика тока возбуждения, управляющий вход первого перекидного ключа соединен с выходом второго релейного элемента с зоной нечувствительности, а к выходу подключены второй вход логического узла блокирования тока якоря, первый вход первого блока деления, вход первого релейного элемента с зоной нечувствительности и второй вход регулятора потока возбужцения, второй вход первого блока деления подключен к выходу второго перекидного ключа, замыкающий контакт которого соединен с. выходом аналогового запоминающего устройства, а размыкающий контакт подключен к выходу датчика напряжения на якоре и первому входу сумматора, второй вход которого включен параллельно участку главной цепи, образованному обмоткой добавочных полюсов и компенсационной обмоткой двигателя, выход сумматора соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройства, управляющий вход которого подключен ! к выходу датчика времени достижения током якоря максимального значения на интервале проводимости тиристорного преобразователя, а управляющий вход второго перекидного ключа соединен с выходом логического узла блокирования тока якоря,