Электропривод с адаптивным регулятором скорости

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном улучшении качества переходных процессов. Электропривод содержит пропорционально - интегральный усилитель 2, соединенный последовательно с переключателем 3, TV-триггер 11, S - вход которого соединен с блоком 15 запаздывания, T - вход через ключ 13 - с вторым формирователем 14 коротких импульсов. Выход триггера 11 соединен с переключателем 3. В данном электроприводе введение пропорционально-интегрального усилителя 2 обеспечивает повышение быстродействия во всех динамических режимах электропривода только после достижения скоростью электродвигателя заданного значения. 2 ил.

ССМОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 Н 02 Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

448.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4416510/24-07 (22) 26.04.88 (46) 07.02.90. Бюл. К - 5 (7 l ) Всесоюзный научно — ис следов а тельский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) Х.А. Мартиросянц, Д.А.Каминская, Н.H..Григорьева, И.Ю. Шевырталова и Т.Д. Делятицкая (53) 621.316.7!8.5(088.8) (56) Башарин А.В ., Новиков В.А .

Соколовский Г.Г. Управление электроприводами.-Л.: Знергоиздат, 1982, с.59.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1229940, кл. Н 02 Р 5/06, 1986. (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД С АДАПТИВНО РЕГУЛЯТОРОМ СКОРОСТИ

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном улучшении качества переходных процессов. Злектропривод содержит пропорционально-интегральный усилитель 2, соединенный последовательно с переключателем 3, TV-триггер 11, S-вход которого соединен с блоком 15 запаздывания, Т-вход через ключ 13 - с вторым формирователем 14 коротких импульсов. Выход триггера 11 соединен с переключателем 3. В данном электроприводе введение пропорционально-интегрального усилителя 2 обеспечивает повышение быстродействия во всех динамических режимах электропривода только после достижения скоростью электродвигателя заданного значения.

2 ил.

1541749

Изобретение относится к электротЕхнике и может быть использовано для рф гулиров ания скорости элек тродвигатфля.

Целью изобретения является nos«mre- нне быстродействия при одновременном уЛучшении качества переходных процессов.

На фиг. 1 представлена схема электропривода, на фиг. 2 — схема блока контроля перехода ошибки регулирован «я через ноль.

Электропривод содержит последов тельно соединенные первый элемент

1l сравнения, пропорционально-интеграль1 н1.й операционный усилитель 2, размы-.

1 кующий контакт переключателя 3, обаф«й вывод которого является выходом регулятора скорости, к которому под- 20 к ючен задающий вход вторрго элемента 4 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 5 тока якоря, а ! в 1ход подключен к последовательно соединенным регулятору 6 тока, тиристбр- 25

« ому преобразователю 7 и электродвигателю 8 с датчиком 9 скорости, выХод которого подключен к второму вхоЦу первого элемента 1 сравнения,, первый формирователь 1 0 коротких импуль- Зр сов, вход которого соединен с пер-!

ым входом первого элемента I сравения, TV-триггер 11, V-вход послед« его объединен с его выходом, к Которому подсоединен управляющий вход переключателя -3, замыкающий контакт

« оторого подключен к первому выходу блока 12 контроля перехода ошибки

1«егулирования через нуль, вход

««оследнего соединен с выходом 40 первого элемента сравнения . В элек тровривод дополнительно введены двухполюсный замыкающий клкч 13, второй формирователь 14 коротких импульсов и блок 15 запаздывания, при этом первые 45

Вход H выход двухполюсного замыкающего ключа 14 подключены параллелвно конденсатору 16 в цепи обратной связи операционного усил«1теля 2, управляющий вход ключа 13 соединен с выходом TV-триггер, второй вход ключа

13 соединен с выходом второго формирователя коротких импульсов, второй выход этого ключа присоединен к Твходу TV-триггера, а вход второго

55 формирователя коротких импульсов подключен к второму выходу блока 12 контроля перехода ошибки регулирования через. нуль, вход блока 15 запаздываHH««подключен к выходу первого формирователя 10 коротких импульсов, а его выход соединен с S-входом TVтриггера 11, Блок 12 контроля перехода ошибки регулирования через нуль имеет релейную характеристику. Этот блок выполнен на операционном усилителе 17 (фиг.2), во входной цепи которого включен резистор 18, а в цепь обратной связи введен стабилитрон 1 9. Напряжение пробоя стабилитрона 19 определяет значение сигнала на выходе 20 блока 12, поступающего на формирователь 14 коротких импульсов . Напряжение на выходе 21 блока 12 регулируется потенциометром 22 в соответствии с необходимым сигналом задания регулятору 6 тока в переходных режимах разгона, торможения и реверса.

Электропривод работает следующим образом.

В установившемся режиме работы при постоянном значении сигнала задания скорости U> на выходе элемента

1 сравнения напряжение равно нулю, поскольку фактическая скорость двигателя равна заданной. TV-триггер 11 находится в состоянии логического

"0", при этом на его V-входе также имеется сигнал логического "0", запрещающий работу триггера по Т-входу.

Поскольку напряжение, поступающее с выхода триггера 11 на управляющий вход замыкающего ключа 13 равно нулю, этот ключ разомкнут, поэтому в цепь обратной связи усилителя 2 введен конденсатор 16.

Сигнал на управляющем входе пере,ключателя 3, поступающий с выхода

TV-триггера, также равен нулю, поэтому размыкающий контакт этого переключателя оказывается замкнутым, он подключает выход усилителя 2 к задающему входу элемента 4 сравнения, Таким образом, в работу введен пропорционально-интегральный усилитель

2, обеспечивающий высокую точность поддержания заданной скорости двигателя.

При набросе (увеличении) положительного сигнала задания скорости

U появляется положительный сигнал ошибки на- выходе элемента 1 сравнения и соответствующее ему отрицательное неизменное напряжение на выходе блока 12. При набросе сигнала задания на выходе формирователя 10 появ5 l 54 7 ляется короткий импульс, который через малый интервал времени, определяемый блоком 5 запаздывания, поступает на S-вход TV-тригера 11, при этом осуществляется перевод триггера в

5 состояние логической "l . Ключ 13 при этом замыкается и шунтирует конденсатор 16, а переключатель 3 соединяет задающий вход элемента 4 сравнения с первым выходом блока 12 контроля, отрицательное напряжение которого является сигналом задания регулятору 6 тока на участке разгона.

Требуемая интенсивность разгона обеспечивается с помошью потенциометра 22 блока 12 (фиг.2). Одновременно с переходом триггера в состояние логической "1" появляется напряжение на его V-входе, т.е. снимается эап- 20 рет на работу триггера по Т-входу.

Блок 15 запаздывания введен для того, чтобы исключить влияние формирователя коротких импульсов на состояние TV-триггера 11 в начале пере- 25 ходного процесса, обусловленного изменением сигнала задания скорости.

С этой целью время задержки блока 15 выбирается несколько большим, чем длительность короткого импульса 30 формирователя 14.

В рассматриваемом режиме при набросе положительного сигнала задания скорости, на выходе формирователя 14 появляется короткий импульс. Однако к моменту поступления сигнала на .S-вход TV. — òðèããåðà от блока 15 запаздывания и последующего перехода этого триггера в состояние логической l, короткий импульс на выходе 40 формирователя 14 успевает уже исчезнуть, т.е. исключается влияние формирователя 14 на состояние TV-триггера в начале переходного процегса.

Когда скорость электродвигателя 45 достигает заданной величины, сигнал ошибки на выходе элемента 1 становится равным нулю, при этом напряжение на выходе блока !2, имеющего релейную характеристику, изменяет полярность. 50

Поэтому на выходе формирователя 14

noHBJIHQTcH короткий импульс, который через замкнутый ключ 13 поступает на

Т-вход TV-триггера ll и переводит его в состояние логического "0 . Ключ 13 55 при этом размыкается и перестает шунтировать конденсатор !6 в цепи обб ратной связи усилителя 2, а переключатель 3 соединяет элемент 4 сравне49 6 ния с выходом усилителя 2. Таким образом, пропорционально-интегральный регулятор скорости включается в работу при равенстве фактической и заданной скоростей с разряженным конденсатором 16. Благодаря этому обеспечивается исключение этапа переходного процесса, обусловленного переключением структуры регулятора скорости в момент достижения скоростью двигателя заданного значения.

При сбросе (уменьшении) положительного сигнала задания скорости появля" ется отрицательный сигнал ошибки на выходе элемента 1 сравнения и соответствующее ему положительное неизменное напряжение на выходе блока 12.

При этом иа выходе формирователя 10 появляется короткий импульс, который через блок 15 запаздывания поступает на S-вход TV-триггера и переводит его в состояние логической "1". Ключ 13 при этом замыкается и шунтирует конденсатор 16, а переключатель 3 соединяет первый вход элемента 4 сравнения с первым выходом блока 12 контроля, положительное напряжение которого является сигналом задания регулятору

6 тока в режиме торможения двигателя при переходе с более высокой на более низкую положительную скорость вращения.

Одновременно появляется сигнал на

Ч-входе TV-триггера, снимающий запрет на его работу по Т-входу. Блок

15 запаздывания исключает влияние формирователя 14 коротких импульсов на состояние TV-триггера в начале переходного процесса торможения двигателя при отработке сигнала на снижение скорости.

При достижении заданной скорости сигнал ошибки на выходе элемента 1 становится равным нулю, поэтому напряжение на выходе блока 12 изменяет полярность. Это вызывает появление короткого импульса на выходе формирователя 14, который поступает на Т-вход TV-триггера и переводит его в состояние логического "О".

При этом восстанавливается работа системы управления с пропорционально-интегральным регулятором скорости, аналогично рассмотренному для режима -наброса сигнала задания скорости. Во всех других динамических режимах, обусловленных изменением сигнала задания скорости, в том чис1541749

15

25

35

Ле наброса, либо сброса отрицательИого сигнала задания скорости, в pe å реверса двигателя путем изменения полярности сигнала задания с

Положительной на отрицательную, либо с отрицательной на положительную, регулятор скорости работает подобно описанному для режимов наброса либо сброса положительного сигнала задаНия скорости.

Таким образом, быстродействие и улучшение качества переходных проессов привода увеличивается эа счет сключения переходного процесса при ерекпючении структуры регулятора корости с пропорциональной на проорционально-интегральную в момент достижения электродвигателем задан ной скорости, причем указанное уве пичение быстродействия обеспечивается во всех динамических режимах разгона, торможения и реверсирования привода. Формула изобретения

Электропривод с адаптивным регуля. тором скорости, содержаший электро1, привод постоянного тока, якорная обмотка которого подключена к ти-! ристорному преобразователю, после, довательно соединенные первый эле1 ! мент сравнений, пропорционально-ин, тегральный усилитель, размыкающий ! контакт переключателя, общий вывод которого образует выход регулятора скорости, второй элемент сравнения, регулятор тока, выход кбторого подключен к входу тиристорного преобразователя, датчики скорости и тока, выходы которых подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов сравнения, первый формирователь коротких импульсов, вход которого подключен к первому входу первого элемента сравнения, TV-триггер, Ч-вход которого объединен с его выходом и подключен к управляющему входу переключателя, блок контроля перехода ошибки регулирования через ноль, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, а первый выход соединен с замыкающим контактом переключателя„ о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном улучшении качества переходных процессов, в него дополнительно введены двухполюсный замыкающий ключ, второй формирователь коротких импульсов и блок запаздывания, при этом первые вход и выход двухполюсного замыкающеrо ключа подключены параллельно конденсатору в цепи обратной связи операционного усилителя, управляющий вход упомянутого ключа соединен с выходом TV-триггера, второй вход этого ключа — с выходом формирователя коротких импульсов, второй выход ключа подключен к Т-входу TV-триггера, а вход второго формирователя коротких импульсов подключен к второму выходу блока контроля переходов ошибки регулирования через ноль, вход блока запаздывания подключен к выходу первого формирователя коротких импульсов, а его выход соединен с $-входом TV-триггера.

1541749

Составитель И. Кряхтунова

Редактор M. Бланар Техред Л. Сердюкова

Корректор В.Кабаций

Подписное

Тираж 45б

Заказ 288

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101