Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов, которые по условиям работы требуют ограничения темпа нарастания тока. Целью изобретения является увеличение быстродействия контура регулирования скорости. Устройство содержит регулятор скорости 3, регулятор тока 5 и узел 4 ограничения, включенный на входе регулятора тока 5. Узел 4 ограничения содержит пропорционально-интегральное звено с постоянными времени T<SB POS="POST">1</SB> = U<SB POS="POST">огр</SB><SP POS="POST">.</SP>K<SB POS="POST">т</SB>/DJ<SB POS="POST">я</SB>/DT<SB POS="POST">доп</SB> и T<SB POS="POST">2</SB> = 1/Ω<SB POS="POST">CT</SB>, гдЕ U<SB POS="POST">огр</SB> - уровень ограничения выходного напряжения сумматора 9, K<SB POS="POST">т</SB> - коэффициент усиления замкнутого контура тока, DJ<SB POS="POST">я</SB>/Dт<SB POS="POST">доп</SB> - допустимое значение темпа нарастания тока и ω<SB POS="POST">ст</SB> - частота среза контура тока. В данном устройстве ограничение темпа изменения выходного сигнала узла 4 происходит начиная с некоторой заданной величины скачка задания тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (51) 5 Н 02 Р 5/06 с — 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4244818/24-07 (22) 14, 05, 87 (46) 23.02.90, Вюл. Р 7 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭИЗ" (72) В.И;.Глазко и В,М.Перельмутер (53) 62-83:621.314 ° 5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1200374, кл. Н 02 Р 5/06, 1984.

Тиристорные электроприводы прокатных станов. /Под ред. В.И.Перельмутера. — И,: Иеталлургия, 1978. (54) ЗЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЧННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов, которые по условиям работы требуют ограничения темпа нарастания тока. Целью изобретения является уве2 личение быстродействия контура регулирования скорости. Устройство содержит регулятор скорости 3, регулятор тока 5 и узел 4 ограничения, включенный на входе регулятора тока 5. Узел 4 ограничения содержит пропорционально-интегральное звено с постоянным времени Т = Uorp К„,/ Пр/dtpon и Т1 = 1/од;,, где Uorp — уровень or раничения выходного напряжения сумматора 9, К вЂ” коэффициент усиления замкнутого контура тока, dIg/dt s(,ð -. допустимое значение темпа нарастания тока и ад — частота среза контура тока. В данном устройстве ограниче ние темпа изменения выходного сигнала а узла 4 происходит начиная с некоторой ф заданной величины скачка задания тока. 2 ил.

С:

1545313

Изобретение относится к электро— технике, а именно к электроприводам постоянного тока, и может найти применение в электроприводах, которые по условиям работы требуют ограничения темпа нарастания тока.

Цель изобретения — увеличение быстродействия контура регулирования скорости. 1Î

На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг. 2— диаграммы, поясняющие работу электропривода.

Электропривод.(фиг. 1) содержит 15 электродвигатель 1, подключенный к управляемому преобразователю 2, s цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор

3 скорости, узел 4 ограничения скоро- g сти нарастания тока и регулятор 5 тока якоря. Входы регулятора 3 скоро.сти соединены с выходами задатчика 6 и датчика скорости, а второй вход регулятора 5 тока подключен к выходу 25 датчика 8 тока. Узел 4 ограничения скорости нарастания тока якоря состоит из последовательно включенных сумматора 9 с ограничителем, определяемым блоком 10 ограничения, и усилите- 30 ля с частотно-зависимой характеристикой, охваченных общей отрицательной обратной связью, Усилитель с частотно-зависимой характеристикой выполнен в виде пропорционально-интеграль- 3 ного звена с постоянными времени

Бого "K гь 1

Т, - — - — — "- — H T

dI 4 /d t (happ) ст и образован усилителем 11, резисто- 4») ром 12 на его входе и цепью из последовательно соединенных резистора 13 и конденсатора 14, включенной в цепь обратной связи усилителя. Па входе сумматора 9 включены резисторы 15 45 и 16 а резистор 17 включен в цепь обратной связи сумматора 9.

Электропривод работает следующим образом.

Применение пропорционально-интег50 рального звена позволяет получать скачкообразные изменения небольших по величине сигналов задания тока якоря электродвигателя.и ограничивать скорость изменения больших сигналов

55 задания .тока. Это является полезным, так как небольшие изменения тока яко- ря электродвигателя в связи с наличием инерционности якорной цепи можно

dIp Й - Т;», ь а " »где сонг — частота среза контура тока;

Тр а - заданная величина тока якоря электродвигателя.

Следовательно, при заданном максимально допустимом значении dIq/dt можно определить и величину допустимого скачка входного сигнала, при котором нет необходимости ограничивать темп изменения входного сигнала, Целесообразно выполнять ограничение таким образом, чтобы ограничение темпа изменения выходного сигнала происходило начиная с некоторой заданной величины скачка задания тока. В этом случае при выходе .привода на заданную скорость вращения, а также При колебаниях нагрузки указанный узел не искажает работу регулятора скорости вращения.

Производная выходного сигнала определяется отношением Uorp/T», где

Т» — постоянная времени, определяемая как Т„= R«C,ä, Uorp — напряжение ограничения сумматора 9.

При малых входных сигналах узел 4 ограничения скорости нарастания тока представляет собой безынерционное звено с коэффициентом усиления, равным единице, и без искажения передает входные сигналы, Эта зона опреде-. ляется параметрами устройства в соответствии с выражением )ив« чакс Uorp Т и/Т» ° (2) При известной величине масштабного коэффициента контура регулирования тока: где Т а — ток якоря;

U — выходной сигнал предлагаемого устройства.

Параметры Б»р, Т», Та, при которых величина dI /dt не превьппает допустимую, связаны выражением

dI»»/dt = 1»а »л цогр TQ» T» ° (3) осуществлять, не ограничивая скорости изменения входного сигнала, Например, при настройке контура регулирования тока на переходный процесс, аналогичный переходному процессу инерционного звена, при ступенчатой форме входного сигнала регулятора тока

При больших входных сигналах ныходное напряжение меняется н функции времени линейно. Ведичина тока якоря также будет меняться линейно, т,е.

45313 6 раничения нарастание напряжения опреДелЯетсЯ величинами Т и УцРр . ив„,» = П«р (Т, + t)/Т<, 5 где t — время °, На фиг, 2а показаны выходной сигнал узла ограничения скорости нарастания тока якоря Увы» и соотнетстную113 щий ему ток якоря 7 у при 6Пв»(И в»,цыц

На фиг. 2б показано то же для случая

AUD„,b a U в„ (пунктиром показан ток якоря известного устройства), Таким образом, использование изобретения позволяет обеспечить высокое быстродействие и точность регулирования электропринодов с регулятором скорости вращения при сохранении ограничения производной тока якорной

3Q цепи двигателя при воздействиях по заданию. Применение устройства позволяет обеспечить оптимальный режим электродвигатвля, увеличивая тем самым его долговечность и надежность.

Формула изобретения

Электропринод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к управляемому преобразователю, в цепь управления которого включены .последовательно соединенные регулятор скорости, узел ограничення скорости нарастания тока якоря и регулятор тока якоря; при этом входы регулятора скорости соединены с ныхо35 дами задатчика и датчика скорости, второй вход регулятора тока подключен к выходу датчика тока, а узел ограничения скорости нарастания тока якоря

4О состоит из последовательно включенных сумматора с ограничением и усилителя с частотно-зависимой характеристикой, охваченных. общей отрицательной обратной.связью, отличающийся

45 тем что с целью увеличения быстродействия контура регулирования скорости, усилитель выполнен в виде про порционально-интегрального звена с постоянными времени 1 >4 » Й" П огр /I<, 1 dIа П«р аK dt Т, (6) Таким образом, параметры узла ограничения скорости нарастания тока якоря с учетом параметров контура тока и требований к величине dIq/dt реального электропринода могут быть получены из уравнений (3) и (6):

При работе в режиме, когда усилитель не выходит в режим ограничения, передаточная функция узла ограничения скорости нарастания тока якоря, состоящего из охваченных обратной связью сумматора 9 и усилителя 11, имеет вид где К вЂ” коэффициент усиления усилителя сумматора, определяемый резисторами 15 и 17.

p T„ / (1 + р (Т + —,- )

U,„„p K»

dIФ/dt (доРi

Погр

55 К

dIg /dt

Пвы» = Погр (Т + t)/Ò (4) Для получения связи параметров устройства с допустимой величиной

dIq/dt в этой зоне нужно учесть масштабный коэффициент К„,:

ПОГР 1< Wl

Т, = — — — ---ит,=1/а =К С. т ь (рТ, + 1)/ р(Т, + —,- ) + 1), K

Если коэффициент усиления Н достаточно велик, то Т )) Т /К и передаточный коэффициент рассматриваемого узла равен j, т.е. он не влияет на быстродействие контура скорости. выходное напряжение усилителя сумматора 9 определяется передаточной функцией и при T >>T< /K начальный скачок напряжения на выходе сумматора 2 равен

hU Т

При появлении на входе сигнала, 3 большего 6Uq»,и,.» на выходе узла огуровень ограничения выходного напряжения сумматора; коэффициент усиления замкнутого контура тока„ допустимое значение темпа нарастания тока; частота среза контура тока.

1545313

Редактор В.Петраш

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 о

: Заказ 496

Составитель В. Кузнецова

Техред А. Кравчук Корректор О.Ципле

Тираж 451 Подписное