Электропривод с двухзонным регулированием скорости
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 P 5/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4399776/07 (22) 30.03.88 (46) 23.04.91. Бюл, М 15 (71) Всесоюзн ый науч но-исследо вател ьский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) А.Г. Иванов (53) 62-83:621.3 14.5(088,8) (56) Гарнов В.К„Рабинович В.Б. и Вишневецкий Л.M. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. — М.: Металлургия, 1977, с. 140.
Авторское свидетельство СССР
М 836747, кл. Н 02 Р 5/06, 1979. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВУХЗОННЫМ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в
„„Я „„1644343 А1 электроприводах с двухзонным регулированием. Цель изобретения — улучшение характеристик электропривода. Для достижения цели в электропривод, содержащий электродвигатель, систему управления напряжением на якоре и управляемый преобразователь 2 в цепи возбуждения, в цепь управления которого включены пропорционально-интегральный регулятор 9 тока возбуждения с узлом регулируемого ограничения выходного напряжения и регулятор 12 ЭДС, введен диод, включенный между выходом регулятора
ЭДС и управляющим входом узла регулируемого ограничения выходного напряжения регулятора тока возбуждения.
Изобретение позволяет улучшить статические и динамические характеристики электропривода, 1 ил.
1644343
Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в электроприводах с двухзонным, регулированием скорости, . 5
Цель изобретения — улучшение характеристик электропривода.
На чертеже изображена функциональная схема электропривода.
Электропривод с двухзонным регулиро- 10 ванием скорости содержит электродвигатель постоянного тока и два управляемых преобразователя 1 и 2, выход первого из которых подключен к якорной обмотке 3, а выход второго — к обмотке 4 возбуждения 15 электродвигателя, систему 5 управления напряжением на якоре, входы которой соединены с задатчиком 6 скорости и датчиками скорости 7 и тока 8 якоря, включенный в цепь управления преобразователя 2 про- 20 порционально-интегральный регулятор 9 тока возбуждения, входы которого подключены к задатчику 10 и датчику 11 тока возбуждения с узлом регулируемого ограничения выходного напряжения, регу- 25 лятор 12 ЭДС, соединенный входами с задатчиком 13 и датчиком 14 ЭДС, а также диод 15, включенный между выходом регулятора 12 ЭДС и управляющим входом напряжения регулятора 9 тока возбуждения, 30
К входу системы 16 импульсно-диодового управления преобразователя 2 через логический элемент ИЛИ 17 подключен задатчик 18 минимального значения тока возбуждения, 35
Ограничение выходного напряжения регулятора 9 тока возбуждения осуществляется при помощи резистора 19, включенного на выходе регулятора.
Пропорционально-интегральный регу- 40 лятор 12 ЭДС содержит операционный усилитель 20, в цепь обратной связи которого включены RC-цепь из резистора 21 и конденсатора 22 и блокирующий диод 23, а также узел 24 ограничения выходного на- 45 пряжения регулятора 12 ЭДС.
Кроме того, на чертеже обозначены сигналы:
n> — сигнал задания скорости двигателя;
4.н — сигнал задания номинального тока 50 возбуждения электродвигателя;
io с, — сигнал обратной связи по току возбуждения;
ls.MHH —. сигнал задания минимального тока возбуждения; 55
0д.H — сигнал задания номинального напряжения (ЭДС) электродвигателя;
0о.с — сигнал обратной связи по напряжению (ЭДС) электродвигателя;
01, Uz — сигналы на выходе соответст венно регуляторов 9 и 12;
Uorp — сигнал блока ограничения напряжения в регуляторе 12.
Электропривод работает следующим образом, Регулирование скорости двигателя осуществляется задатчиком 6 скорости. До номинальной скорости это регулирование осуществляется изменением напряжения на якоре 3, которое последний получает от преобразователя 1. При этом в системе 5 регулирования происходит обработка сигналов задающего датчика скорости 7 (тахогенератора) и обратной связи по току якоря с датчика 8. Система 5, как правило, содержит ПИ-регулятор скорости и ПИ-регулятор тока якоря. При регулировании скорости до ее номинальной величины канал регулирования тока возбуждения обеспечивает номинальную величину тока возбуждения, что достигается регулятором 9, который воздействует через систему 16 на преобразователь
2, к которому подключена обмотка 4 возбуждения. В этом случае регулятор ЭДС (напряжения) электродвигателя находится в насыщении и его выходное напряжение Uz при настройке ограничивают блоком 24 до величины напряжения 0г„,„,, определяющего наибольшее выходное напряжение преобразователя 2. Таким образом в первой зоне регулирования is = is,н. = const) блок 24 ограничения обеспечивает Uz - U<
Дальнейшее повышение скорости от номинальной до максимальной осуществляется каналом регулирования тока возбуждения. В этом случае за счет некоторого малого изменения напряжения якоря двигателя относительно номинальной величины, которое передается на ПИ-регулятор 12 через датчик 14, происходит снижение напряжения 02, что благодаря элементам 15 и 19 приводит к ограничению налряжения 01 на выходе регулятора 9 и уменьшению напряжения на выходе преобразователя 2 и тока в обмотке 8 возбуждения.
Поддержание номинального напряжения ЭДС на якоре электродвигателя осуществляется астатическим регулятором 12.
Здесь регулятор 12 является регулируемым опорным напряжением для регулятора 9, величина выходного сигнала которого является функцией скорости двигателя: по мере увеличения скорости от номинальной до максимальной опорный сигнал Uz уменьшается, а следовательно, снижается и сигнал
U>, и ток в обмотке 4 возбуждения.
В переходных режимах за счет ограничения сигнала Uz при помощи блока 24 име1644343
Составитель В.Кузнецова
Редактор M. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий
Заказ 1466 Тираж 356 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ем оптимальное время регулирования тока возбуждения. При отсутствии ограничения сигнала Uz усилитель 20 в переходных режимах мог бы переходить в насыщение, в результате перерегулирование ЭДС электродвигателя было бы значительно большим, т,к . воздействие регулятора 12 на регулятор 9 началось бы после достижения Uz = 01 . А это, как показано выше, может привести к ухудшению заполнения токовой диаграммы и замедлению переходных процессов при пуске (реверсе) или к аварийному режиму прорыва инвертора.
Минимальное значение тока возбуждения задается задатчиком 18. При неисправности в цепи регуляторов 9 и 12 благодаря элементу ИЛИ 17 ток возбуждения не может быть меньше минимальной величины. При этом задание минимальной величины тока возбуждения благоприятно сказывается на процессах регулирования скорости электродвигателя при ослаблении поля. Действительно, в процессе регулирования, особенно при максимальной скорости электродвигателя, сигналы 01 u Uz могут резко изменяться вплоть до малого и нулевого значения, что при отсутствии узлов 18 и 17 привело бы к резкому уменьшению тока возбуждения и черезмерному возрастанию в динамике скорости электродвигателя. В результате в замкнутой системе регулирования возникали бы нежелательные автоколебания. Задатчик 18 и элемент ИЛИ
17 позволяют осуществить ограничение сигнала на входе СИДУ 16 "снизу", а блок 24 ограничения — ограничить этот сигнал
"сверху".
Преимуществом двухзонного электропривода является улучшение качества за счет улучшения динамических и статических характеристик электропривода и повыше5 we надежности. Это выражается в обеспечении более высокой степени устойчивости (отсутствие автоколебаний), меньшего перерегулирования по ЭДС при регулировании скорости электродвигателя по второй зоне, 10 а также в получении минимального статизма.
Формула изобретения
Электропривод с двухэонным регулиро15 ванием скорости, содержащий электродвигатель постоянного тока и два управляемых преобразователя, выход первого из которых подключен к якорной обмотке, а выход второго — к обмотке возбуждения электродви20 гателя, систему управления напряжением на якоре, входы которой соединены с задатчиком скорости и датчиками скорости и тока якоря, включенный в цепь управления второго преобразователя пропорционально25 интегральный регулятор тока возбуждения, входы которого подключены к задатчику и датчику тока возбуждения, с узлом регулируемого ограничения выходного напряжвния и регулятор ЭДС, соединенный своими
30 входами с эадатчиком и датчиком ЭДС, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения характеристик электропривода, в него введен диод, включенный между выходом регулятора ЭДС и управляющим вхо35 дом узла регулируемого ограничения выходного напряжения регулятора тока возбуждения.
