Способ управления электроприводом постоянного тока и устройство для его реализации

 

О П И С А Н И Е <1ц 556547

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистически»

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.11.75 (21) 2187062/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл в H 02Р 5/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.313,2 (088.8) по селам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения М. В, Мительман, Ю. В. Лухин С. А. Грановский и И. М. Паршиков (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области управления электроприводами постоянного тока и может быть использовано для управления быстродействующими электроприводами главных и вспомогательных механизмов прокатных станов и механизмов копания одноковшовых экскаваторов.

Для управления электроприводами используют тиристорные преобразователи, которые позволяют изменять с большой скоростью величину тока якоря электродвигателя.

В большинстве систем подчиненного регулирования не обеспечивается регулирование скорости изменения тока якоря. В этих системах управления предусматривается постоянная скорость изменения тока якоря, выбранная по наихудшим условиям, что цс позволяет полностью использовать быстродействие тиристорных преобразователей.

Известен способ регулирования скорости изменения тока якоря, осуществляемого по степени искрения от, по крайней мере, одного контакта, затем степень искрения преобразуют в эквивалентный электрический сигнал, после чего этот сигнал подводят к соответствующим приборам для последующей обработки.

Недостатком данного способа является то, что регулирование скорости изменения тока якоря начинают только после возникновения искрения по щеткам, т. е. с запаздыванием, что отрицательно сказывается на быстродействии электропривода. Кроме того, при применении этого способа возможны и необоснованные снижения параметров режимов работы при искрении под отдельными щетками по механическим причинам, когда еще нет условий для возникновения кругового огня. Особенно важно правильное ограничение скорости нарастания тока якоря в электроприводах с двухзонным регулированием тока якоря.

Известно также устройство для двухзонного регулирования скорости, которое содержи; источники регулируемого цапряхкения, диод15 но-мостовую схему, сумматор, блок нелинейности, выделитель модуля. При этом датчик напряжения на якоре через выделитель модуля напряжения соединен с одним из входов сумматора. Датчик тока возбуждения сосди20 нен через блок нелинейности с вторым входом сумматора. Диагональ переменного тока диодно-мостовой схемы подключена между входом и выходом регулятора напряжения, а дпагоHà Ib постоянного тока этой схемы подсоедп25 иена встречно с выходом сумматора.

В устройстве величина предельно допустимого тока якоря электродвигателя устанавливается в соответствии с законом коммутации

30 в функции тока якоря, поэтому такое устрой556 547 ство невозможно использовать д,1я рс>1лнзации предлагаемого способа.

Целью изобретения является повышение быс;родействия электропривода и снижение вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при оптимизации режимов работы электродвигателя.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу, включающему регулирование скорости изменения тока якоря, скорость изменения тока якоря регулируют в функции максимального межламельного напряжения в зоне коллектора, где этп напря>кения достигают максимальной велп пшы. 1 eAI самым исключают ВОЗМО>кность появлени>1 межламельных 1!апряжсний, достаточных для возникновения кругового огня.

IIpH n cKe, Top%f0>KcEIHH электродвигателя или ударном приложении нагрузки к нему изменение напряжения, приложенного к якорю, обусловливает изменение тока якоря. При огносительно высокой скорости нарастания тока якоря возрастает межламельное напряжение вследствие действия ЭДС самоиндукции и искажения поля главных полюсов. Величину межлаъIельното напряжения измеряют В зоне наибольших напряжений,на коллекторе. Так как распределение ме>клгмельного напря>кения зависит от направления вращения электродвигателя, выделяют модуль измеряемого межламельного напря>кения по обе стороны одной группы щеток и затем амплитуду наибольшего из этих напряжений сравнивают с допустимым значением, а при превышении егo фактическим значением допустимого значения изменяют напря>кение, приложенное к якорю электродвигателя. Вследствие этого уменьшается форсировка по напряжению и, следовательно, скорость изменения тока якоря. Равновесие (т. е. равенство скорости изменения тока якоря предельно допустимому значению) наступает тогда, когда межламельное напряжение становится равным максимально допустимому.

При малом напряжении на коллекторе можно допустить большую ЭДС самоиндукции, поэтому регулирование скорости изменения тока якоря в функции межламельного напряжения позволяет существенно поднять скорость изменения тока якоря в ряде режимов и снизить вероятность возникновения кругового огня на коллекторе.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Якорь 1 электродвигателя подключен к источнику 2 регулируемого напряжения, а обмотка 3 возбуждения — к источнику 4 регулируемого напряжения. К источнику 2 присоединен выход регулятора 5 тока якоря 1, вход которого подсоединен к выходу регулятора 6 напря>кения на якоре 1. Ь; входу регулятора 6 подключен задатчик напря>кения 7 и диагональ переменного тока первой диодномостовой схемы 8, к ее диагонали постоянного тока подключены выходы сумматора 9. К г

1О

5 >

65 входу последнего присоединены выход первого выдслителя 10 модуля íànðn кения Hà якоре 1 и выход первого бло а 1 пс.:ннейностн.

Датчик напряжения 12 на якоре подключен к входу регулятора 6 и к входу первого выделителя 10 модуля напряжения. Датчик 13 тока якоря присоединен к входу регулятора 5. Вход первого блока 11 нелинейности подключен к датчику 14 тока возбуждения. Дополнительные измерительные щетки 15, расположенные на коллекторе электродвигателя, прпсоедпнены к входу второго выделителя 16 модуля наибольшего напря>кенни, вы. оды которого подкл1очсны к входу второго блока 17 нелинейности. Е выходам этого блока подключена встречно диагональ постоянного тока второй

«iIfo;;ffo-мостовой схемы 18, а диагональ переменного тока этой схемы 18 присоединена между входом и выходом регулятора 5 тока якоря.

При отсутствии сигнала на входе регулятора 6 ток якоря 1 равен нулю, при этом опорное напряжение на диагонали постоянного тока первой диодно-мостовой схемы 8 будет определяться током возбуждения электродвигателя. После поступления с задаюн;его устройства 7 сигнала задания на вход регулятора 6 напря>кения на якоре 1 на его выходе появляется сигнал, определяемый опорным напряжением на диагонали постоянного тока первой диодно-мостовой схемы 8. Под действием этого сигнала появится сигнал на выходе регулятора 5 тока якоря 1 и большее напряжение на выходе источника 2 регулируемого напряжения, Большое напряжение, приложенное к якорю 1 электродвигателя, обусловливает быстрое нарастание тока якоря 1. При относительно высокой скорости нарастания тока якоря 1 возрастает и межламельное напря>кение вследствие действия ЭДС самоиндукции.

Величину межламельного напря>кения в наиболее опасной зоне на коллекторе измеряют с помощью дополнительных измерительных щеток 15. Так как межламельное напряжение зависит от направления вращения электродвигателя, то на выходе второго выделителя 16 модуля напряжения получают модуль измеряемого межламельного напря>кения. Затем с помощью второго блока 17 нелинейности по величине этого напряжения ограничивают опорное напряжение на диагонали постоянного тока второй диодно-мостовой схемы 18.

На входе регулятора 5 тока якоря сравнивают фактическое межламельное напряжение с допустимым значением.

Как только скорость нарастания тока якоря 1 становится недопустимо большой, начинает уменьшаться напряжение на выходе второго блока 17 нелинейности, что приводит к уменьшению опорного напряжения второй диодно-мостовой схемы 18, напряжения на выходе регулятора и скорости нарастания тока якоря 1. В процессе дальнейшего разгона электродвигателя напря>кение на выходе регулятора 6 определяется величинами напря556547

Составитель В. Ткаченко

Тех ред И. Пози я к о в с как

Редактор С. Заика

Корректоры; Н. Аук, и Е. Хмелева

Заказ 1103/17 Изд. № 399 Тираж 914

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 жения на якоре 1 II гока возбуждения благодаря обратным связям, подаваемым на вход сумматора 9 через первый выделитель 10 моделя напряжения с датчика 1,2 напряжения на якоре и через первый блок 11 нелинейности с датчика 14 тока возбуждения.

При рез:(ом реверсе задающего сигнала происходит изменение сигнала на выходе регулятора 6, при этом сигнал на выходе регулятора 5 ограничивается через второй блок 17 нелинейности в функции межламсльного напряжения на коллекторе по цепи: дополнитсль11ыс щетки 15 — — второй выдслитель 16 модуля — второй блок 17 нелинейности — втоpa5I диодно-мостовая схема 18. Вследствие этого скорость изменения тока якоря не может достичь опасной величины, При использовании изобретения в электроприводе прокатных станов, в механизмах копания одноковшовых экскаваторов можно получить переменную в зависимости от режима работы электродвигателя скорость изменения тока якоря, повысить быстродействие электропривода за счет более полного использования коммутационных возможностей электродвигателя и увеличить наде1кность путем исключеEIEI5I условий, при которых может возникнуть круговой огонь Elа коллекторс.

Формула изобретения

1. Способ управления электроприводом постоянного тока, включающий регулирование скорости изменения тока якоря, отличаюшийся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода и снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при оптимизации режимов работы электродвйгателя, с,(орость изменения тока якоря регулируют в функции максимального межламельного напряжения коллектора, 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее источники регулируемого напряженп51, поди IloiIBHIIblp к якорю и к обмотке возбуждения электродвигателя, регуляторы тока якоря напряжения на якоре, датчик

llапряжсния На якоре, датчик тока ВОзбуя(денпя, подсоединенный через блок нелинейности

15 к одному из входов сумматора, к другому входу которого подсоединен датчик напряжения на якоре через выделитель модуля напряжения, а вход подключен гстречно к диагонали постоянного тока первой диодно-мостовой схе20 мы, причем диагональ переменного тока последней подключена между входом и выходом регулятора напряжения на якоре, о тл ич а ю щ е е с я тем, что в зоне наибольших ме>кламельных напряжений размещены допол25 нптельные измерительные щетки, к которым присоед1гнен второй выделитель модуля напряжения, а его выход связан с входом второго блока нелинейности, выход этого блока включен встречно с диагональю постоянного

30 тока второй диодно-мостовой схемы, а диаго1laль переменного тока этой схемы подключена межд ВхОдОм и Выходом pel. ëÿòopa TDKB якоря,