Электропривод постоянного тока по системе генератор- двигатель с упругим звеном и способ для его управления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в нагрузочных стендах. Целью изобретения является увеличение эффективности демпфирования крутильных колебаний погрузочного момента в упругом звене. Устройство содержит блок 25 выбора структуры, регулятор 18 тока якоря генератора, регулятор 15 момента , блок 24 задания тока якоря генератора , причем выход блока 25 выбора структуры соединен с управляемыми нормально разомкнутым 27 и нормально замкнутым 28 контактами шунтирующими регуляторы тока и момента. В данном устройстве разщепляют обмотку возбуждения генератора на две части и включаютих в параллель, чем добиваются повышенного быстродействия и при достижении скорости 0,9 значения номинала изменяют структуру системы управления. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 02 Р 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4282676/07 (22) 13.07.87 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) А.Г.Иванов, В.Н.Ермак и Л.В.Кручинин (53) 621,316;718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1001400, кл. Н 05 Р 5/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

M 776524, кл. Н 05 Н 5/02, 1978. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГОТОКА ПО СИСТЕМЕ ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ

С УПРУГИМ ЗВЕНОМ И СПОСОБ ДЛЯ ЕГО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в нагрузочных стендах.

Целью изобретения является увеличение эффективности демпфирования крутильных колебаний нагрузочного момента в упругом звене.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Электропривод постоянного тока по системе генератор-двигатель с упругим звеном содержит систему 1 регулирования скорости, выход которой подключен к входу управляемого источника 2 напряжения, выход которого подключен к параллельно соединенным якорным обмоткам электро„,5U 1723649 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в нагрузочных стендах. Целью изобретения является увеличение эффективности демпфирования крутильных колебаний погрузочного момента в упругом звене, Устройство содержит блок 25 выбора структуры, регулятор 18 тока якоря генератора, регулятор 15 момента, блок 24 задания тока якоря генератора, причем выход блока 25 выбора структуры соединен с управляемыми нормально разомкнутым 27 и нормально замкнутым 28 контактами шунтирующими регуляторы тока и момента. В данном устройстве разщепляют обмотку возбуждения генератора на две части и включают.их в параллель, чем добиваются повышенного быстродействия и при достижении скорости

0,9 значения номинала изменяют структуру системы управления. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

C двигателя 3 постоянного тока и генератора

4, датчик 5 тока якорной цепи электродвигателя постоянного тока, датчик 6 скорости электродвигателя, выходы которых подключены к входам соответствующих регуляторов системы 1 регулирования скорости, обмотка 7 возбуждения электродвигателя подключена к выходу системы 8 стабилизации тока возбуждения, датчик 9 тока возбуждения электродвигателя, выход которого подключен к.входу указанной системы стабилизации.

Валы электрических машин соединены через механическую передачу 10 и датчик 11 упругого момента, выход которого подключен к входу блока 12 вычисления производных и первому входу первого сумматора 13, 1723649 второй вход которого подключен к блоку 14 электромеханическую систему: электродвизадания момента, а выход первого сумма- гатель — механическая передача 10 — датчик тора 13 соединен с входом регулятора 15 упругого момента 11 — генератор 4 до номимомента. Датчик 16 тока якоря генератора нальных оборотов, соединен с первым вход ходом второго сумма- 5 При достижении номинальных оборотора 17, выход которого подключен к входу тов блок 25 изменяет структуру, закорачи18 ря генератора. Вы- вая регулятор тока 18 нормально открытым ход третьего сумматора 19 через регуля- контактом 23 и подключая регулятор мотор 20 тока возбуждения генератора мента 15 к входу сумматора 19, чем исклюподключен к входу тиристорного преобра- 10 чают отрицательное влияние контура тока зователя 21, выход которого подключен к на процесс нагрузки.механической переобмотке 22 возбуждения генератора. Выход дачи. Эти действия обеспечивают окончадатчика 23 тока возбуждения генератора ние измерения тока якоря генератора и подключен к первому входутретьего сумма- начало измерения момента нагружения в

15 упругом звене. В переходном режиме задатора 19, Кроме того, электропривод дополни- ния момента выделяют из сигнала ру наг зочтельно снабжен блоком 24задания тока яко- ного момента сигналы, пропорциональные ря генератора, выход которого подключен к производным первого и второго порядка, второму входу второго суммат сумматора 17 бло- задавая их величины с заданным усилеником 25 выбора структуры, датчиком 26 ско- 20 ем, суммируют полученные сигналы с вывыход которого браннь1ми коэффициентами запаздывания подключен к входу блока 25 выбора структу- на сигнал отрицательной обратной связи по ры, току возбуждения генератора.

Выход блока 25 выбора структуры сое- Передаточные функции блока вычислединен с входами управляемых ключевых 25 ния производных имеют вид: элементов 27 и 28, шунтирующих регулятор

18 тока якоря генератора и регулятор 15

1 (Р)— К1 (2 +P момента, выходы которых соединены с втоТ1р+1 2

Р Pt1 рым входом третьего сумматора 19, Выход

4 блока 12 вычисления производных подклю- 30 д2 (p) — (» р т + )

T2P+1 чен к третьему входу третьего сумматора 19.

Обмотка 22 возбуждения генератора выполH8HG в вид д в ви е в х па аллельно включенных водной первого порядка и запаздывания соответственно зависящие от параметров еточного аппарата геато а с вигают с геометрической нейт- 35 электропривода и выбранные из условия али на гол а в сторону вращения.

К2 и т2 коэффициенты усиления прообразом. изводной второго порядка и запаздывания

В исходном сос ... р у

В исхо ном состоянии, т.е. при нулевых соответственно, зависящие от параметров электропривода и выбранные из условия отах элект омеханической системы 40 элект о вигатель — испытуемая механиче— чик и гого момента — максимального демпфирования;

T и T2 — постоянные времени фильтров; генератор, включают систему стабилизаци

Режим нагружения испытуемой механиния элект о вигателя, обеспечивая при этом номинальное возбуждение 45 е ачи 10 подготовлен, и с помощью блока 25 ь ора с ру уры ма регулирования скорости 2 поддерживает обороты электроДвигателя 3 Hcl заДанном ап ск а именно для обеспечения ровне снижая влияние величины нагрузки увеличении скорос д ти вигателя 3 (при раз- 50 У испытуемой механической передачи 10 на обороты электромеханической системы: за ания нап яжения якоря генератора р т а авным напряжению якоря электродвигатель — испытуемая передача— датчик упругого момента — генератор, при я . Контактом 28 закорачивают регулятор 15 момен а и подклю аю регумощью задатчика момента 14 с ммато а 19, выход 55 которого связан с входом регулятора тока возбуждения 20 генератора 4. Режим разгоФормула изобретения на подготовлен, 1. Электропривод постоянного тока по

Затем включаю чают систем регулировасистеме генератор-двигатель с упругим звения скорости 2 двигателя 3 и разгоняют

1723649

50 ном, содержащий систему регулирования скорости электродвигателя, выход которой подключен к входу управляемого источника напряжения, выход которого подключен к параллельно соединенным якорным обмоткам электродвигателя постоянного тока и генератора, датчик тока якорной цепи электродвигателя постоянного тока и датчик скорости электродвигателя, выходы которых подключены к входам соответствующих регуляторов системы регулирования скорости электродвигателя, обмотка возбуждения электродвигателя подключена к выходу системы стабилизации тока. возбуждения, датчик тока возбуждения электродвигателя, выход которого подключен к входу указанной системы стабилизации, валы электрических машин соединены через механическую передачу и датчик упругого момента, выход которого подключен к входу блока вычисления производных и первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к блоку задания момента, а выход первого сумматора соединен с входом регулятора момента, датчик тока якоря генератора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к входу регуляторатока якоря генератора, выход третьего сумматора через регулятор тока возбуждения генератора подключен к входу тиристорного преобразователя, выход которого подключен к обмотке возбуждения генератора, датчик тока возбуждения генератора, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности демпфирования крутильных колебаний, в него введены блок задания тока якоря генератора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора; блок выбора структуры, датчик скорости генератора, выход которого подключен к входу блока выбора структуры, выход блока выбора структуры соединен с входами введенных управляемых ключевых элементов, шунтирующих регулятор тока якоря генератора и регулятор момента, выходы которых соединены с вторым входом третьего сумматора, выход блока вычисления производныхх подключен к третьему входу третьего сумматора, обмотка возбуждения генерато5 ра выполнена в виде двух параллельно включенных обмоток, траверса щеточного аппарата генератора сдвинута с геометрической нейтрали на угол а в сторону вращения для создания размагничивающей

10 реакции якоря.

2.. Способ управления электроприводом постоянного тока по системе генератордвигатель с упругим звеном, согласно которому измеряют ток возбуждения, скорость

15 двигателя, ток в якорной цепи электродвигателя постоянного тока, результаты измерения сравнивают с заданным значением, поддерживают заданные значения указанных параметров электропривода, измеря20 ют момент нагружения и поддерживают

его равным заданному, при этом в переходном режиме задания момента напряжение, пропорциональное нагрузочному моменту, дифференцируют и выделяют

25 производные первого и второго порядка, измеряют ток якоря генератора и сравнивают результаты измерения,с заданными значениями, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности де30 мпфирования крутильных колебаний, измеряют скорость генератора, при разгоне э".åêòðîäâèãàòåëÿ генератора в диапазоне от нулевой скорости до 0,9 номинальной скорости генератора и при торможении в

35 диапазоне от 0,9 номинальной скорости генератора до нуля задают ЭДС якоря генератора равным напряжению на якоре электродвигателя и поддерживают заданное значение тока якоря генератора, по

40 окончании разгона генератора электродвигателем в диапазоне от 0,9 номинальной скорости до номинальной скорости генератора измерение тока якоря генератора заканчивают и измеряют момент нагружения

45 в упругом звене, напряжение, пропорциональное указанным производным, подают на вход регулятора возбуждения, 1723649

Составитель С. Колодезев

Редактор Л. Народная Техред М.Моргентал Корректор М, Кучерявая

Заказ 1068 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбина Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101