Регулятор скорости для вентильного электропривода постоянного тока

 

ОПИ

ИЗОБ

<111 738О84

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмх

Респубттмм

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву— (22)Заявлено 21.11.77 (21) 2547579/24 07 (5 I ) Ч. Кд. с присоединением заявки ¹вЂ”

Н 02 P 5/12

Гвеударстввниый комитет

СССР (23) П риормтет— лю делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (53) УДК 621.814. .632(088.8) Дата. опубликования описания 02. 06.80 (72) Авторы изобретения

Ю. Б. Соколовский и В. И. Баклушин (71) Заявитель (54) РБ ГУЛ ЯТОР СКОРОСТИ ДЛЯ ВЕ НТИЛ ЬНОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к регуляторам

"корости для вентильного электропривода постоянного тока.

Известна система регулирования вентильного электропривода с пропорциональ5 но-интегральным. регулятором (ПИ-регулятором) скорости 11 . Получение высоко1

ro быстродействия в такой системе связано с увеличением поререгулирования по

10 скорости, что является нежелательным для ряда механизмов.

Наиболее близким решением из известных является регулятор скорости для вентильного электропривода постоян15 ного тока, содержащий параллельно соединенные пропорциональный регулятор и интегральный регулятор с конденсатором, шунтипуемым управляемым ключом разряда 21. В системе автоматического регулирования с данным регулятором скорости для уменьшения перерегулирования на время переключения вентильных групп реверсивного преобразователя производится отключение интегрального регулятора скорости. Однако команда на переключение вентильных групп осуществляется от суммарного сигнала выходов пропорционального и интегрального регуляторов скорости. То есть сигнал на отключение работающей группы и подключение твторой группы вентильного преобразователя про» изводится с повышенным запаздыванием, обусловленным величиной интегральной составляющей ошибки по скорости и моменту нулевого значения самой ошибки по скорости. В связи с чем в системе происходит перерегулирование. Минималь- ное перерегулирование по скорости (порядка 57) может быть достигнуто в такой системе только при заниженном быстродействии.

Целью изобретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор скорости введен блок контроля перехода ошибки регулирования через нуль, выполненный в виде последовательно соепинен3 73808 ных нелинейного элемента, имеющего релейную характеристику с регулируемой петлей возврата, и формирователя коротких импульсов, причем выход формирователя коротких имп жсов соединен с уп = " " р»аййяйщим входом управляемого ключа разряда интегрального регулятора, а вход нелинейного элеМента - с выходом пропорционального регулятора.

Изобретение поясняется нижеследую- 10 щим оййсанием и чертежом.

На чертеже представлена блоксхема системы регулирования скорости вентильного электропривода постоянного тока.

Эта система содержит входной узел срав- 15 нения 1, на вход которого подключены источник задания скорости и выход тахогенератора 2, пропорциональный 3 и интегральный 4 регуляторы"ско»рости," вхбды которых подключены к входному узлу сравнения 1 а выходы подключены ко входу сумматора 5, коммутатор 6, состоящий из ключей 7 и 8, аналоговый

"вход»"первогб поШслючен к выходу сумма25 тора 5 непосредственно, а вход второго через инвертор 9, узел сравнения 10, входы которого подключены к выходам ключей 7 и 8 коммутатора 6 и к выходу датчика тока 11 регулятора тока 12, 30 вход которого подключен к выходу узла сравнения 10, а выход подключен к сис теме импульсно. фазового управления

13, распределители -импульсов 14 и 15, входы которых подключены к системе импульсно-фазового управления 13, а вы

35 ходы "подключены к управляющим цепям " "тйрйстбров соответствующих групп вентильного преобразователя 16„.двигатель

"" йьбтоянного тока с независимым возбуждением 17 и механически связанный с

40 ним тахогенератор 2, узел токовой логики

1 8, входы которого соединены с выходами сумматора 5 и датчика тока ll, а выходы соединены с управляющими вхо45 дами ключей 7 и 8 коммутатора 6, входами распределителей импульсов 14 и 15 и входом регулятора тока 12, узел. контроля перехода ошибки регулирования через нуль 19, вход которого подключен к выходу пропорционального регулятора ско50 рости, а выход- к управляющей цепи ключа разряда 20 интегрирующего конденсатора 21 интегрального регулятора скорости 4. Узел контроля 19 перехода

55 ошибки регулирования через нуль состоит иэ входного нелинейного элемента 22 и подключенного к его выходу формировате. ля «оротких импульсов 23.

4 4

Система работаед следующим образом.

Сигнал ошибки регулирования, равный разности сигнала задания и сигнала обратной связи по скорости,c выхода узла сравнения 1 поступает на пропорциональный 3 и интегральный 4 регуляторы скорости. Полученный таким образом сигнал унравления поступает в коммутатор 6 и узел токовой логики 18 и при отсутствии сигнала с датчика тока 11 определяет появление напряжения на соответствующем (полярности ошибки регулирования) выходе узла токовой логики. B результате срабатывают ключи 7 или 8 в коммутаторе 6 и распределители импульсов 14 и 15, обеспечивая включение одной из групп вентильного преобразова-, теля 16. При реверсе сигнала управления команда на переключение групп из узла токовой логики 18 не подается до тех пор, пока сигнал с датчика тока 11 не станет равным нулю. Безопасное интервирование тока в работающей группе при спадании его обеспечивает сигнал, поступающий с узла токовой логики 18 на регулятор тока 12. Как только сигнал с датчика тока 11 станет равным нулю, формируется команда на переключение групп вентильного преобразователя.

llns выявления Качества переходного процесса рассмотрим отработку приводом наброса сигнала задания.

- При набросе сигнала задания выходное напряжение вентильного преобразователя

16, питающего якорь двигателя 17, и скорость двигателя будут определяться суммой сигналов с выходов пропорционального 3 и интегрального 4 регуляторов скорости. Как только скорость при-, вода достигает заданного значения, выход пропорциональнся о регулятора 3 ста: новится равным нулю и далее меняет знак за счет кинетической энергии привода и выхода интегрального регулятора

4. При достижении на выходе пропорционального регулятора 3 значения равного ширине петли возврата нелинейного эле мента 22 узла контроля 19 перехода ошибки регулирования через нуль последний срабатывает и с его выхода подается импульс на включение ключа разряда

20 конденсатора 21 в обратной связи интегрального регулятора скорости 4.

Выход интегрального регулятора 4 становится равным нулю и суммарный сигнал с выходов пропорционального и ин« тегрального регуляторов скорости меняет знак, Что определяет переключение

738084 6 ряет требованиям большинства механизмов.

5 групп вентильного преобразователя 16 и торможение электропривода. При торможении ошибка регулирования и ее про-. порциональная составляюшая меняют знак также за счет сигнала с выхода 5 интегрального регулятора 4. При достижении сигналом с выхода пропорционального регулятора значения равного ширине петли возврата нелинейного элемента 22 срабатывает узел контроля перехода ошиб-10 ки регулирования через нуль, выход интегрального регулятора сбрасывается и происходит переключение групп вентильного преобразователя 16. Переходный процесс заканчивается, и система регу- 15 лирования работает как обычный ПИ-регулятор скорости.

При качественном сравненни переходных процессов можно сделать. вывод, что время переходного процесса у предложен- 20 ной системы значительно меньше времени регулирования системы с обычным

ПИ-регулятором скорости, т. е. время переходного процесса предложенной системы равно времени первого согласова- 25 ния для системы с ПИ-регулятором ско.рости при условии, что настройка петли возврата будет такова, что перерегули« рованне в системе не будет превышать

+ 5%. 30

Таким образом, использование предлагаемого регулятора скорости позволяет повысить быстродействие вентильного электропривода постоянного тока, причем качество переходного процесса удовлетво- 3s

Формула изобретения

Регулятор скорости для вентильного электропривода постоянного тока, содержащий параллельно сОединенные пропорциональный регулятор:и интегральный регулятор с конденсатором, шунтируемым управляемйм ключом разряда, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок контроля перехода ошибки регулирования через нуль, выполненный в виде последовательно соединенных нелинейного элемента, имеюшего релейную характеристику с регулируемой петлей возврата, и формирователя коротких импульсов, причем выход формирователя коротких им пульсов соединен с управляющнм входом уЫравляемого ключа разряда ннтегрального регулятора, а вход нелинейного эле мента - с выходом пропорционального регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Динамика вентильного электропри вода постоянного тока. Под ред. Поздеева А. Q., М, «Энергия», 1975, с. 12%"

132.

2. Патент ФРГ Ж 2043709, кл. Н 02 Р 13/24, 1975.