Электропривод постоянного тока с упругой связью между электродвигателем и механизмом

 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться для управления тиристорным электроприводом постоянного тока промышленных механизмов, нагрузка которых изменяется в широких пределах, например подъемных лебедок нефтебуровых установок. Цель изобретения - повышение надежности работы электропривода при автоматическом ограничении мощности. В устройство дополнительно введены индикатор 20 уровня, релейные элементы 21 и 22, логический элемент ИЛИ-НЕ 23, управляемый ключ 24, устройство 25 выборки-хранения, фильтры 26 и 27 нижних частот, блок 28 выделения модуля. Достижение положительного эффекта определяется тем, что ограничение максимальной скорости двигателя при данном значении момента нагрузки происходит в функции вычисленного значения тока статической нагрузки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИН (19) (II) (51}5 Н 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4409877/24-07 (22) 24.03,88 (46) 23.03.90. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному злектроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) А.A.Áàðûîäèí, В.А.Алиев, Б.И.Абрамов, А.И.Коган и Б.M.Ïàðôåíîâ (53) 62-83:621.314,5(088.8} (56) Фишбейн H.Ã. Расчет систем подчиненного регулирования ° — М.: Энергия, 1972, с. 92, рис. 4-6.

Колодезев С.В., Парфенов Б.М.

Система автоматического ограничения мощности электропривода буровой лебедки. — Электротехническая промьппленность. Сер. Электропривод, 1982, вып, 10 (108), с. 18-20.

2 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ И МЕХАНИЗМОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может применяться для управления тиристорным электроприводом постоянного тока промьппленных механизмов, нагрузка которых изменяется в широких пределах, например подъемHbD: лебедок нефтебуровых установок.

Цель изобретения — повышение надекности работы электропривода при автоматическом ограничении мощности. В устройство дополнительно введены индикатор 20 уровня, релейные элементы

21 и 22, логический элемент ИЛИ-HE

23, управляемый ключ 24, устройство

25 выборки-хранения, фильтры 26 и 27 нюкних частот, блок 28 вьщеления модуля. Достижение положительного эфйекта определяется тем, что ограниной скорости двигатеначении момента наит в функции вычися тока статической

1552324

Изобретение относится к электротехнике и ьЬжет найти применение для управления тиристорным электроприводом.постоянного тока промышленных механизмов, нагрузка которых изменяется в широких пределах, например, подъемных лебедок нефтебуровых установок различной грузоподъемности.

Цель изобретения — повьппение на" дежности работы электропривода при автоматическом ограничении мощности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электропривода; на фиг.2 функциональная схема блока регулирования мощности, Электропривод с упругой связью между электродвигателем и механизмом

10 ключена к тиристорному преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные сельсинный командоаппарат 3, фоточувствительный выпрямитель 4, пропорциональный усилитель 5 с блоком 6 ре25 гулируемого ограничения в цепи обратной связи, задатчик 7 интенсивности, 1регулятор 8 скорости и регулятор 9 тока якоря, а обмотка 10 возбуждения электродвигателя подключена к тирис30 торному возбудителю 11, в цепь управления которого включены последовательно соединенные блок 12 задания, регулятор 13 ЭДС и регулятор 14 тока возбуждения, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчик 15 скорости, датчик 16 тока якоря, датчик 17 ЭДС и датчик 18 тока возбуждения, а также блок 19 регули40 рования мощности, выход которого соединен с управляющим входом блока 6 регулируемого ограничения. В электропривод введены индикатор 20 уровня, релейные элементы 21 и 22, логический элемент.ИЛИ-HE 23, управляемый ключ

24, устройство 25 выборки-хранения, фильтры 26 и 27 нижних частот, блок

28 вьделения модуля и последовательно соединенные сумматор 29, интегратор 30, сумматор 31 и пропорциональное звено 32, выход которого соединен с вычитающим входом сумматора 29 и входом устройства 25 выборки-хранения, подключенного своим выходом к входу блока 19 регулирования мощности, выход датчика 16 тока якоря через фильтр 26 нижних частот подключен к суммирующему входу.сумматосодержит электродвигатель постоянного тока, якорная цепь 1 которого под- 20 ра 29, выход датчика 15 скорости через блок 28 выделения модуля и фильтр

27 нижних частот связан с вычитающим входом сумматора 31, выход датчика

18 тока возбуждения через индикатор

20 уровня связан с управляющим вхо% дом устройства 25 выборки-хранения, выход фазочувствительного выпрямителя 4 соединен через релейный элемент

21 с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 23, второй вход которого соединен с выходом релейного элемента 22, подключенного своим входом к выходу фильтра 27 нижних частот, а выход логического элемента ИЛИ-HE

23 соединен с управляющим входом управляемого ключа 24, включенного параллельно устройству 25 выборки-хранения. К входам датчика 17 ЭДС подключены датчик 16 тока якоря и датчика

33 напряжения. Блок 19 регулирования мощности (фиг. 2) состоит из последовательно включенных делителя 34, первого пропорционального усилителя 35 со смещением,,нелинейного элемента 36 и второго пропорционального усилителя (со смещением) 37. Вход делителя 34 является входом блока 19 регулирования мощности, выходом которого является выход пропорционального усилителя 37, Электропривод работает следующим образом.

В исходном положении, когда электродвигатель заторможен, ток возбуждения равен номинальному значению, а сельсинный командоаппарат 3 находится в нулевом положении, благодаря чему напряжение на выходе силового тиристорного преобразователя 2 равно нулю. При нулевом сигнале на входе блока 19 регулирования мощности, .при наличии смещения соответствующей полярности на входе первого пропорционального усилителя 35 (фиг. 2), на выходе блока 19 регулирования мощности имеется максимальный сигнал, задающий уровень ограничения сигнала пропорционального усилителя 5 (фиг,1)

После поворота ручки сельсинного командоаппарата 3 в крайнее положение в направлении вперед на выходах фазочувствительного выпрямителя 4 и пропорционального усилителя 5 появляются максимальные сигналы, а на выходе задатчика 7 интенсивности сигнал нарастает с темпом, определяемым

1552

его постоянной времени. Начинается разгон электропривода. На выходах первого 21 и второго 22 релейных элементов присутствуют сигналы логической "1", на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 23 — сигнал логического "0", благодаря чему управляемый ключ 24 разомкнут. Так как в процессе разгона в первой зоне регулирования 10 скорости ток возбуждения равен номинальному, на выходе индикатора 20 уровня присутствует сигнал логического "0", а устройство 25 выборки-хранения переведено в режим "Выборка".

Сигнал на выходе пропорционального звена 32 пропорционален току статической нагрузки I

Т

-- +1

Тр

20 где К вЂ” коэффициент обратной связи по току якоря;

Т вЂ” постоянная времени интегра- 25

Г тора 30;

К вЂ” коэффициент усиления пропорционального звена 32.

- Соответствующим подбором величин

Т и К динамическую погрешность опре- 30 деления тока статической нагрузки можно сделать достаточно малой, так как устройство 25 выборки-хранения работает в режиме "Выборка", сигнал с выхода пропорционального звена 32 поступает на вход блока 19 регулирования мощности. Несмотря на это даже при максимальном сигнале на выходе устройства 25 выборки-хранения, пока разгон элЕктропривода 40 идет,в первой зоне регулирования скорости, сигнал на. выходе блока 19 регулирования мощности не может стать меньше, чем выходной сигнал второго пропорционального усилителя 37, который устанавливается пропорциональным величине основной скорости электропривода. Если нагрузка электропривода такова, что сигнал на выходе задатчика 7 интенсивности (фиг. 1) я0 превышает величину, соответствующую основной скорости, в действие вступает система зависимого ослабления поля электродвигателя. Как только ток возбуждения электродвигателя становит-55 ся меньшим номинального, на выходе индикатора 20 уровня появляется сигнал логической "1", а устройство 25 выборки-хранения переводится в режим

324 6 хранения информации, т.е, при этом сигнал на выходе блока 19 регулирования мощности тем больше, чем меньше сигнал на выходе устройства 25 выборки-хранения. В свою очередь величина ограничения блока 6 регулируемого ограничения пропорционального усилителя 5 также зависит от величины сигнала на выходе устройства

25 выборки-хранения.

Таким образом, при имеющейся нагрузке величина сиг- ала задания скорости на выходе задатчика 7 интенсивности зависит от тока статической нагрузки. Если нагрузка электропривода достаточно велика, сигнал на выходе блока 19 регулирования мощности соответствует основной скорости, ослабления поля не происходит, а устройство 25 выборки-хранения не переходит в режим хранения информации.

После остановки электропривода сигналы на входах первого 21 и второго

22 релейных элементов становятся равными нулю. При этом на выходе логического элемента ИП1†- HE 23 появляется сигнал логической "1", а управляемый ключ 24 замыкается, благодаря чему сигнал на выходе устройства 25 выборки-хранения обнуляется и оно подго- тавливается к следующему циклу работы.

Блок 28 выделения модуля введен в систему для обеспечения ее работоспособности как при движении вперед, так и при движении назад, а первый

26 и второй 27 фильтры нижних частот эффективно отфильтровывают высокочастотные составляющие в сигналах датчика 16 тока якоря и датчика 15 скорости.

Работа предлагаемой системы при движении электропривода в направлении назад происходит аналогичным образом.

Достижение положительного эффекта определяется тем, что в предлагаемом техническом решении ограничение максимальной скорости двигателя при данном значении момента нагрузки происходит в функции вычисленного значения тока статической нагрузки.

При этом вычисление сигнала, пропорционального току статической нагрузки, происходит только при работе электропривода с постоянным потоком возбуждения. При переходе в режим ослабления поля вычисленное значение 552324 тока запоминается и определяет максимальное значение скорости.

Указанные отличия позволяют повысить надежность работы электропри5 вода, так как исключается специальный датчик веса, устанавливаемый на неподвижном конце талевого каната.

Кроме того, вычисление тока статической нагрузки по информации о токе якоря электродвигателя и его скорости вращения позволяет повысить точность задания максимальной скорос" ти в зависимости от момента статической нагрузки. 15

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока с упругой связью между электродвигателем и механизмом, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная цепь которого подключена к тиристорному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные сельсинный ко- 25 мандоаппарат, фазочувствительный выпрямитель, пропорциональный усилитель с блоком регулируемого ограничения в цепи обратной связи, задатчик интенсивности, регулятор скорости и gp регулятор тока якоря, а обмотка возбуждения электродвигателя подключена к тиристорному возбудителю, в.цепь управления которого включены последовател1 но соединенные блок задания, регулятор ЭДС и регулятор тока возб ;кдения, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчика скорости, тока якоря, ЭДС и тока возбуждения, а также блок регулирования АО

I мощности, выход которого соединен с управляющим входом блока регулируе- мого ограничения, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повьпые-, ния надежности работы электропривода при автоматическом ограничении мощности, в него дополнительно введены индикатор уровня, два релейных элемента, логический элемент

ИЛИ-НЕ, управляемый ключ, устройство выборки-хранения, два фильтра нижних частот, блок выделения модуля и последовательно. соединенные первый сумматор, интегратор, второй сумматор и пропорциональное звено, выход которого соединен с вычитающим входом первого сумматора и входом устройства выборки-хранения, подключенного своим выходом к входу блока регулирования мощности, выход датчика тока якоря через первый фильтр нижних частот, подключен к суммирующему входу первого сумматора, выход датчика скорости через блок выделения модуля и второй фильтр нижних частот связан с вычитающим входом второго сумматора, выход датчика тока возбуждения через индикатор уровня связан с управляющим входом устройства выборки-хранения, выход фазочувствительного выпрямителя соединен через первый релейный элемент с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго релейного элемента, подключенного своим входом к выходу второго фильтра нижних частот, а выход логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с управляющим входом управляемого ключа, включенного параллельно устройству выборки-хранения.

1552324

Составитель В.Кузнецова

РедактоР Е.Папп ТехРед Д,олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 338 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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