Двухпозиционная система регулирования тока электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности системы в динамических режимах , Система содержит последовательно соединенные блок 8 задания тока, компаратор 6, распределитель 7 импульсов, усилитель 3 мощности, выход которого предназначен для подключения к электродвигателю 10. Выход источника 1 питания через последовательно соединенные регулируемый источник 11 напряжения и фильтр 2 соединен с усилителем 3 мощности. К входу регулируемого источника 11 напряжения подключен формирователь 12 задающего напряжения. Выход блока 15 задания частоты переключений через сумматор 14 и регулятор 13 соединен с входом формирователя 12. В устройстве обеспечивается требуемая частота переключения, задаваемая допустимыми потерями в электродвигателе 10 и силовых ключах усилителя 3. 2 ил. fe VI О ел ю ю ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,1 „ ;;) Г „-)

à — — т — Ц

L (.1 (1 (21) 4796241/07 (22) 28.02.90 (46) 15.01.92. Бюл, М 2 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.А,Кромм, Г.М.Симаков и О.Ю.Елисеенко (53) 621.316,718.5(088.8) (56) Шеваль B.Â., Дорохов Е.И. и Исаков С.А, Двухзонные следящие системы. Вып. 646, Э нергоатомиздат, 1984. (54) ДВУХПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности системы в динамических режи.. Ж 1705995 А1 мах. Система содержит последовательно соединенные блок 8 задания тока, компаратор

6, распределитель 7 импульсов, усилитель 3 мощности, выход которого предназначен для подключения к электродвигателю 10.

Выход источника 1 питания через последовательно соединенные регулируемый источник 11 напряжения и фильтр 2 соединен с усилителем 3 мощности. К входу регулируемого источника 11 напряжения подключен формирователь 12 задающего напряжения, Выход блока 15 задания частоты переключений через сумматор 14 и регулятор 13 соединен с входом формирователя 12. В устройстве обеспечивается требуемая частота переключения, задаваемая допустимыми потерями в электродвигателе 10 и силовых ключах усилителя 3. 2 ил.

1705995

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности системы в динамических режимах.

На фиг.1 приведена функциональная схема двухпозиционной системы регулирования тока электродвигателя; на фиг.2— эпюры, поясняющие работу системы.

Двухпозиционная система (фиг.1) содержит источник питания 1, последовательно соединенные фильтр 2, импульсный усилитель 3 мощности с силовыми ключами, датчик 4 тока, усилитель 5 сигнала датчика тока. выход которого соединен с первым входом компаратора 6, выход компаратора

6 соединен с входом распределителя 7 импульсов, выход которого подключен к управляющим входам импульсного усилителя 3 мощности, последовательно включенные блок 8 задания тока, усилитель 9 сигнала заданного тока, выход которого соединен с вторым входом компаратора 6, выход импульсного усилителя 3 мощности соединен с входом двигателя 10.

Кроме того, система содержит регулируемый источник 11 напряжения, формирователь 12 задающего напряжения, регулятор

13 частоты, сумматор 14, блок 15 задания частоты, преобразователь 16 частота-напряжение, причем сумматор 14, регулятор

13 частоты, формирователь 12 задающего напряжения включены последовательно, выход формирователя 12 задающего напряжения соединен с входом задания напряжения регулируемого источника 11 напряжения, выход блока задания 15 частоты соединен с первым входом сумматора 14, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 16 частота-напряжение, вход которого подключен к выходу компаратора 6, регулируемый источник 11 напряжения включен между источником 1 питания и фильтром 2.

Двухпозиционная система регулирования тока работает следующим образом.

До начала разгона вала двигателя (например, из неподвижного его состояния) в блоке 15 задания частоты переключения силовых ключей импульсного усилителя 3 мощности и в блоке 8 задания тока установлены задающие сигналы (фиг,2а, б). Так как в начальный момент времени интервала 1„ силовые ключи импульсного усилителя 3 мощности закрыты и ток в якорной цепи электродвигателя 10 отсутствует, то на выходе компаратора 6 переключающий сигнал

55 отсутствует, что, в свою очередь, приводит к нулевому напряжению на выходе преобразователя 16 частота-напряжение.

Сумматор 14 формирует разность напряжений блоков 16 и 12, выходной сигнал которого поступает на регулятор 13 частоты.

Начав разгон электродвигателя 10, на выходе сумматора 14 формируется максимальное напряжение, соответствующее максимальной положительной ошибке частоты переключения усилителя 3. Регулятор

13 частоты начинает накапливать ошибку по с закону Uevx = К f Uex dt и через формиP рователь 12 задающего напряжения сигнал поступает на задающий вход регулируемого источника 11 напряжения. На выходе фильтра 2 формируется питающее напряжение импульсного усилителя мощности З.Так как сигнал с датчика 4 тока мал, а задание тока установлено, то компаратор 6 формируег на своем выходе сигнал лог. "1" (фиг.2д, tc-t>), Распределитель 7 импульсов по данному сигналу компаратора 6 открывает соответствующие ключи усилителя 3, при которых на электродвигателе 10 появляется напряжение положительной полярности (фиг,2в, to-t ), При достижении током якоря электродвигателя 10 значения тока трогания вал электродвигателя 10 начинает вращение и появляется ЭДС электродвигателя (фиг.2е, конец интервала to). Напряжение якоря увеличивается быстрее ЭДС двигателя, и поэтому ток двигателя увеличивается (t<), Достигнув верхней границы трубки тока, сигналом с датчика 5 тока компаратор

"опрокидывается" и формирует лог. "0" интервал tz).

В это время регулятор 13 продолжает накапливать ошибку сумматора 14. так как частота перелючения усилителя 3 не досгигла заданного значения, Напряжение на входе усилителя 3 продолжает увеличиват ся, что приводит к более форсированным процессам в якоре электродвигателя.

Частота переключения компаратора 6 возрастает и вместе с ней возрастает напряжение на выходе преобразовател.« 16

"частота-напряжение". Ошибка на выходе сумматора 14 уменьшается, уменьшается темп нарастания входного напряжения усилителя 3, но частота переключения комплратора 6 все возрастает (интервал тз-t6), так как ЭДС еще мала, чтобы компенсировать большое напряжение якоря электродвигателя 10.

Продолжающийся процесс увеличения частоты компаратора 6 приводит к отрица1705995 тельной ошибке на выходе сумматора 14 и уменьшению напряжения на выходе регулятора 13, а также на входе усилителя 4 (интервал тв-тв). При достижении заданной частоты переключателя ключей усилителя 3 (интервал tg) ошибка на выходе сумматора

14 равна нулю и напряжение на входе усилителя 3 должно быть стабильным, но вследстви е возрастающей ЭДС электродвигателя 10 частота переключения компаратора 6 несколько уменьшается, что, в свою очередь, приводит к положительной ошибке на выходе сумматора 14 и возрастанию напряжения якоря. Увеличение напряжения якоря (интервал t9-t10) компенсирует возросшую

ЭДС двигателя для обеспечения режима стабилизации частоты. По достижении валом двигателя номинальной скорости ЭДС больше не изменяется, что приводит к стабилизации напряжения на входе усилителя 3 (пунктирная линия на фиг.2в), В случае уменьшения задания тока в блоке 8 (фиг.2б, ti>) уменьшается ток якоря двигателя, что при прежнем напряжении на входе усилителя 3 приводит к повышенной частоте коммутации, После окончания переходного процесса частоты переключения компаратора 6 в системе устанавливается постоянное напряжение на входе усилителя 3 (фиг.2в, 115-т16) и требуемая частота переключения силовых ключей импульсного усилителя мощности 3 (при постоянной противо-ЭДС двигателя).

Требуемая частота переключения задается допустимыми потерями в двигателе и силовых ключах усилителя 3.

Формула изобрете н;. я

Двухпоэиционная система регулирования тока электродвигателя, ссдер.вращая источник питания, последовател,но соединенные фильтр, импульсный усилитель мощности с силовыми ключами. датчик тока, предназначенный для включения в якорную обмотку электрода.1гате I",, усгли тель сигнала датчика тока, выход .оторого соединен с первым входом компаратора. выход которого соединен с входом распределителя импульсов, выход которсго и, дключен к управляющи "1 входам импульсного усилителя мощности. последовательно включенные блок задания тока, усилитель сигнала заданного тока, выход которого соединен с вторым входом компаратора, выход импульсного усилителя мощности предназначен для подключения к якорной обмотке электродвигателя, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности системы в динамических режимах, s нее ведены регулируемый источник напряжения, формирователь задающего напряжения, регулятор частоты, сумматор. блок задания частоты, преобразователь частота — напряжение, причем сумматор, регулятор частоты, формирователь задающего напряжения включены последовательно, выход формирователя задающего напряжения соединен с входом задания напряжени регулируемого источника напряжения, выход блока задания частоты соединен с педвым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя частота — напряжение, вход которого подключен к выходу компаратора, регулируемый источник напряжения включен между источником питания и фильтром.

1705995 рт

1 !

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 202 Тираж 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 со сл

4 g$ t7 4 4 44 Ь Pg tg 0 Ьт .с2 а fgg t y 16

Ф г. 2

Составитель М. Кряхтунова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская