Способ управления электродвигателем постоянного тока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах, работающих в условиях возмущающих воздействий по нагрузке. Целью изобретения является повышение надежности электропривода и его упрощение. Устройство содержит электродвигатель 1, последовательно соединенные источник 2 задания скорости , регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока, преобразователь 5. Выход датчика ускорения 8 через первый диод 10 соединен с первым входом суммирующего усилителя 9. Второй и третий входы усилителя 9 соединены соответственно с регулятором скорости 3 и с выходом датчика скорости. Первый вход второго суммирующего усилителя 19 через пятый диод 20 подключен к выходу датчика тока 7. В данном устройстве, выбирая достаточно большой коэффициент усиления второго суммирующего усилителя 19 и большой коэффициент усиления первого суммирующего усилителя 9, можно ограничить отрицательное значение тока допустимым значением. 2 с и 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 P 5/06

r ОСУДАР СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767044/07 (22) 06,12.89 (46) 15.01.92, Бюл, М 2 (71) Московский инженерно-строительный институт им. В.В,Куйбышева (72) В.Я,Ткаченко и Д.В.Ткаченко (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 440066228855, кл. Н 02 P 5/06, 1969. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах, работающих в условиях возмущающих воздействий по нагрузке. Целью изобретения является повышение надежности электропривода и его упрощение. Устройство со5U«1705993 А1 держит электродвигатель 1, последовательно соединенные источник 2 задания скорости, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока, преобразователь 5, Выход датчика ускорения 8 через первый диод 10 соединен с первым входом суммирующего усилителя 9.

Второй и третий входы усилителя 9 соединены соответственно с регулятором скорости

3 и с выходом датчика скорости, Первый вход второго суммирующего усилителя 19 через пятый диод 20 подключен к выходу датчика тока 7. В данном устройстве, выбирая достаточно большой коэффициент усиления второго суммирующего усилителя 19 и большой коэффициент усиления первого суммирующего усилителя 9, можно ограничить отрицательное значение тока допустимым значением. 2 с и 2 з.п, ф-лы, 2 ил.

1705993

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в приводах, работающих в условиях возмущающих воздействий по нагрузке, Цель изобретения — повышение надежности электропривода и его упрощение.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа управления; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит электродвигатель

1, последовательно соединенные источник

2 задания скорости, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока и преобразователь 5, выход которого подключен к якорной обмотке электродвигателя 1, датчики 6 и 7 скорости и тока, подключенные к входам соответствующих регуляторов, датчик 8 ускорения, суммирующий усилитель 9 и четыре диода

10-13, причем выход датчика 8 ускорения через первый диод 10 соединен с первым входом суммирующего усилителя 9, второй вход которого через второй диод 11 подключ н к выходу регулятора 3 скорости, третий его вход через третий диод 12 подключен к выходу датчика 8 скорости, выход суммирующего усилителя 9 через четвертый диод 13 соединен со входом регулятора тока 4.

Датчик 8 ускорения выполнен на суммирующем операционном усилителе 14 с инвертирующим и неинвертирующим входами, конденсаторе 15, включенном между неинвертирующим входом и общей точкой усилителя 14, и двух входных резисторах 16 и 17. через которые инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя 14 подключены к выходу датчика 6 скорости. Выход усилителя 14, соединенный через резистор обратной связи 18 с инвертирующим входом усилителя 14. связан также с выходом датчика 8 ускорения.

В устройстве имеются также второй суммирующий усилитель 19, пятый 20 и шестой 21 диоды и источник 22 постоянного напряжения, причем первый вход второго суммирующего усилителя 19 через пятый диод 20 подключен к выходу датчика 7 тока, второй вход — к выходу источника 22 постоянного напряжения, а выход — через шестой диод 21 к входу первого суммирующего усилителя 9.

На фиг.2 график 23 характеризует изменение момента нагрузки двигателя в режиме нагружения, график 24 — изменение задания тока, график 25 — изменение скорости двигателя в этом режиме.

Электропривод работает следующим образом, При работе электропривода в сторону преодоления тормозящей нагрузки (поло10

4Q

55 жительный сигнал на выходе источника 2 задания скорос1и) напряжения на выходах регулятора скорости 3 и даiчика скорости 6 отрицательны, Эти напряжения подают на аноды второго 11 и гретьего 12 диодов и запирают их. Если при этом воэникаеr режим нагружения (в процессе движения увели гивается момент нагрузки), появляется отрицательное ускорение — г: и пропорциональное ему отрицагельное напряжение на выходе датчика 8 ускорения, которое через открытый первый диод 10 (отрицательный потенциал подают на его катод) подают на вход первого суммирующего усилителя 9 v. формируют на его выходе дополнительный сигнал + К с положительного знака (четвертый диод 13 при этом открыт), где К вЂ” коэффициент пропорциональности. Этот дополнительный сигнал подают на вход регулятора 3 тока и, чоскольку его знак противопоставле, знаку выходного сигнала регулятора 3 скорости lp<, уменьшают задание тока 13>=-(larpc К к) согласно графику

24 на фиг.2, обеспечивая быстрое уменьшение скорости двигателя (график 25) и ограничение момента нагрузки (график 23).

Если при том же направлении движения осуществляют упразляющий ре.ким разгона электронривода и не вози; кает режим нагружения (момент двигателя бсльи.eà "ломента нагрузки), то ускорение двигателя является положительным+ г, положительно также выходное напряж-..:- ие датчика 8 уско рения. Первый д.1од 10, на катод которого подаю1 при этом положительное напр. ;жение, запирают. устраняя допол. 1;т, ль ь.й сигнал нз входе регулятора 4 тэ.:а. Выходной сигнал первогс суммирующ го увал»геля равен нулю, поскольку заперты первый

10, второй 11 v. третий 12 диоды 114 ьхчды эгого усилителя никакие сигналы не чодлют, В управляющих режимах замедления, торможения и разгона в прогпвополол:нал направлении (выходное н..ряжение исто ника 2 задания скорог v, уменьш;,ется. становится равным нулю ил ме«яе; знак) изменяется знак вь.ходного нап1зяжения регулятора 3 скорости в данном случ",å на положительный. Это положительное напряжение через открывающийся диод 11 подают на второй вход первого сумл1ирупщего усилителя 9 и, поскольку коэффициент усиления усилителя по этому входу выбнрвют значительно большим, че л по г ереол у входу, на выходе усилителя 9 возникает отрицательное напряжение. которым зэпирают четвертый диод 13, устраняя дополнительный сигнал в укэзанних режи мах, 170599З

Кд-, 3

К14 1 Кд Км

55

При реверсировании двигателя изменяется знак выходного с«гнала датчика скорости 6 (на положительный знак), При зтам открывается третий диод 12 и на третий вход суммирующего усилителя 9 подают положительный сигнал с выхода датчика 6 скорости с большим коэффициентом усиления, при котором на выходе усилителя 9 формируют отрицательное напряжение, запирающее че1вертый диод 13. В резульгаге устраняется дополнительный сигнал на вхадЕ рЕГудятара TOKA НЕзаВИСИМа ат ВЕ. «л «1НЬ« сигнала на первом входе уси««и1сля 9. Большие коэффициенты усиления пеавога суммирующего усилителя 9 по второму и третьему входам обеспечиваются выбором малых входных сопротивлений по этим входам по сравнению с входным сопра гивлением пс первому входу.

Схема датчика 8 ускорения при одинаковых входных резисторах операционного усилителя 14 обеспечивает на ега выходе напряжение Оду, пропорциональное ускорению г:

Оду T K14 Кдс E, 1+ рт гдс Кд -- масштабный коэффицие«.т датчика

9 скорости, подключенного к «входу датчика ускорения;

В«6

К14 =- — — кс «ффициент усиления усиК16

r«Feeÿ 1 1;

Т = С16 « — — +-- -- ) — постоянная

3 R«6 Й«В времен«, зависящая ат параметаав резисторов и конденсат.«рэ, выбирэя кстарые, можно обеспечить даст;т.«чна малук и «ерционность датчика.

Для обеспсчения устойчивой рабаты устройства в режиме на Fr,"жения коэффициент усиления первого сум««««ру«««щсго усилителя 9 па первому входу нзаг ход««мо выбирать иэ неравенства где Кдт — масштабный коэффиц««ент датчика тока;

KM — КазффИЦИЕНт П«РОПОРЦИа««аЛЬНМ:гИ между током и моментам двигателя;

J — момент инерции двигателя и механизма, Второй суммирующий усилитель 19 обеспечивает ограничение максимал«,нагo отрицательного значения така двигателя в режиме нагаужения. С выхода источника?2

С

ЗО

35 10 постояннога напряжения на второй вход второго суммирующего усилителя 19 подают сигнал, пропорциональный заданному максимальному значению отрицательного гока -i>TM. Этот сигнал формирует на выходе усили rerÿ отрицательное напряжение (знак напряжения источника 22 положительный) что запирает шестой диод 21 и исключают поступление выходного напряжения второго суммирующего усилителя 19 на вход перього суммирующего усилителя 9, При положительном знаке тока двигателя и пропорциональногоо ему выходного напряжения датчика 7 тока пятый диод 20 заперт. на выходе второго суммирующею усилителя 19 нулевое напряжение сохраняется. При отрицательном знаке тока диод 20 открывается, но величина выходного напряжения усилителя 19 остается нулевой до тех пор. пока величина отрица тельного тока двигателя не достигнет заданного максимального значения -I3». В этом случае отрицательное напряжение, поступающее на первый вход второго суммирующего усилителя 19 через пятый диод 20 отдатчика 7тока, превышает по величине положительное напряжение. поступающее на второй вход этого усилителя от исгочника 22 постоянного напряжения, на выходе второго суммирующего усилителя появляется положительное напряжение, шестой диод 21 открывается и на четвертый вход первого суммирующего усилителя 9 поступает положительное напряжение, противоположное по знаку огрицательному ««апр««же««ию На ега первом входе «о1 дат «и,:а 8 ускорения), чта ограничивает дальнейшее нарастание отрицательного така, Выбирая достаточно большой коэффициент усиления второго суммирующего усилителя 19 и большой коэффициент усиления первого суммирующего усилителя

9 па четвертому входу, можно практически ограничить атрицате lbHop. значение тока двигателя допустимым значением, что павы.««ает надежность привода. Для электроприводов, в которых отсутствует вероятность существенных и резких перегрузок, узел на услителе 19 и источник пастаяннаго напряжения могут не использоваться в устройстве, Формула изобретения

1. Способ управления электродвигателем постоянного тока, согласно которому на вход контура регулирования тока подают напряжение задания тока с выхода регулятора скорости и дополнительный сигнал, а тлича ю щи йся тем,что,с целью повышения надежности элвктропривода и ега упрощения, определяют величину ускорения

1705993

Составитель М.Кряхтуновэ

Редактор Л.Пчолинская Техред M,Ìoðãåíòàë КоРРектсР Н.Ревская

Заказ 895 Тираж 251 Г!одписное

ВНИИГ1И (осударственного комитета по изобретениям и о(крытиям при (КН Г СССР

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

Производственно-излательскии комбинаг "(1атент", г. Ужгорсл ул (а впннз 1Г1 электродвигателя, указанный дополнительный сигнал формируют пропорционально отрицательному значению ускорения электродвигателя и в режиме нагружения электродвигателя уменьшают задание тока 5 пропорционально величине этого сигнала, а в управляющих режимах разгона и торможения и при реверсировании электродвигателя дополнительный сигнал уст ран я ют. 10

2. Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее преобразователь, вход которого подключен к регулятору тока, а выход предназначен 15 для подключения к якорной обмотке электродвигателя, регулятор тока подключен к входу датчика тока, регулятор скорости, вход которого соединен с выходами источника задания скорости и датчика скорости, 20 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и его упрощения, оно снабжено датчиком ускорения, суммирующим усилителем и четырьмя диодами, причем выход датчика ускорения через пер- 25 вый диод соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого через второй диод подключен к выходу регулятора скорости, третий его вход через третий диод подключен к выходу датчика 30 скорости, а выход суммирующего усилителя через четвертый диод соединен с входом регулятора тока.

3. Устройство по и, 2, отл ич а ю ще ес я тем, что датчик ускорения содержит суммирующий операционный усилитель с резистором обратной связи и инвертирующим и неинвертиру(ощим входами, конденсатор, включенный между неинвертирующим входом и общей точкой усилителя, и два входных резистора, через которые инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя подключены к выходу датчика скорости, а выход усилителя, соединенный через резистор обратной связи с инвертирующим входом усилителя, соединен с выходом датчика ускорения.

4. Устройство поп.2,отл ич а ю щеес я тем, что, с целью ограничения максимального значения отрицательного тока электродвигателя е режиме нагружения. оно дополнительно снабжено вторым суммирующим усилителем, пятым и шестым диодами и источником постоянного напряжения. причем первый вход второго суммирующего усилителя через пятый диод подключен к выходу датчика тока, второй вход соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход второго суммирующего усилителя подключен через шестой диод к четвертому дополнительному входу первого суммирующего усилителя.