Устройство для управления электроприводом постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республкм

Iiii748753

Ф

{5l ) Дополнительное к ант. свил-ву— (22) Заявлено 18.1 1,77 (2l ) 2544725/24-07 (5())м. Кл.

Н 02 P 5/06 с присоединением заявки .%

Гоеударстееииый комитет

СССР (23) Приоритет по мелам иэабретеиий и открытий

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень ¹ 26 (оЗ) УД 62-83:

:621.3 14. .5(088.8) Дата опубликования описания 18.07.80 (72) Авторы изобретения

Ю. А. Борцов и И, Б. Юнгер

Ленинградский орцена Ленина электротехнический институт им, В. И. Ульянова (Ленина) (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ НИЯ ЭЛЕ КТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к:электротехнике и может быть использовано в системах электропривода постоянного тока, характеризующихся высокими требованиями к стабильности динамических свойств

5 при существенно нестационарных параметрах объекта управления и исполнительного устройства, в частности тиристорного преобразователя.

Известны устройства для управления нестационарными. электроприводами постоянного тока fP) и )2) .

В одном из этих источников описано

/ 15 устройство для управления электроприводом постоянного тока, содержащее схе му контроля (датчики) для определения реакции системы на известные входные воздействия. Выходные сигналы датчиков подаются йа решающее устройство, ко-, торое вырабатывает сигналы для изменения режима работы системы управле -ния электроприводом.

В устройстве (2) опорную величину тока якоря электродвигателя получают путем сложения основного и дополнительного сигналов, второй из которых получают в нелинейном блоке, включенном на выходе линейного.

Недостатком этих устройств является предположение об известности входных (возмущающих) воздействий, в то время как большей частью в современных системах электропривода внешние возму-, щения являются неизмеримыми, а также сложность их выполнения.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство, соцержащее релейный усилитель с сумматором на входе, который может быть использован в качестве регулятора скорости в устройстве для управления электроприводом постоянного тока и дифференцирующее звено 13) . В этом устройстве скачкообразное изменение параметров или структуры электропривода осуществляется в зависимости от выход74875,3, д ной его координаты (скорости) и ее йро- привода содержит трансформатор 21, ре йэвоЯых. : . " : - - версивный тиристорный преобразователь

Недостатком этого устройства явля- 1 22, уравнительные дроссели 23, сгла ется"налйчие йедопустимык величин авто- живающий реактор 24 и шунт 25, являколебаний тока причиной которых явля- . ющийся датчиком тока, На валу электроФ

" ется невозможность реализации в реаль- двигателя 26 установлен датчик скоросных системах идеальной производной. ти - тахогенератор 27, Электропривод

Ilenb изобретения - повышение устой- постоянного тока работает следующим об« ! чивости электропривода. разом. При подаче на вход регулятора

Поставленная цель достигается тем, 10 скорости сигнала управления релейный что в устро ство для уп и дл управления элект- усилитель 2 в зависимости от полярносроприводом постоянного тока, выполненное ти входного сиг ного сигнала занимает одно иэ по принципу подчиненного регулирования, двух возможных состояний. С его выхода содержащее последова ель тельно включенные: сигнал последовательно поступает на вход релейный регулятор скорости и регуля- 15 сумматора 17 и далее на вход регулятотор тока, ко входам отор р, в м которых подключе- ра 18 с выхода которого на вход сисЭ ( ны соответственно выходы фильтров темы 19, а зат у р

19 а затем на п авляющие электдатчика скорости и датчика тока, и ди г- роды преобразователя 22. При этом в фе енцирующее звено. Введены второе зависимости от полярности входного сигдифференцирующее звено, два фильтра, 2О нала открывается одна из двух тиристорблок перемножения и ок д бл деления при ных групп. В якорной цепи появляется атом вход первого дифференцируюше о фференцирующего ток. 1Ъигатель 26 начинает вращаться. звена подключен к ф ьтру фй тру датчика тока Информация о величине тока снимается а выход йепосредствейно ко входу дели- с резистора 25 и через фильтр 16 по.

:мого и через один из вве иэ введенных фильт» 25 ступает на второй вход блока сравнения тел блока деления, 17. Информация о скорости снимается с ров ко вкоду целителя о выход которого соединен с одйим из вхо- тахогенератора 27 и через фильтр 20 дов блока перемножения, второй вход ко- поступает на вход регулятора скорости. торого через второй Ьведенный фильтр С выхода цифференцирующего устройстподключен,к выкоду фильтр у фильтра датчика ско- Зо ва имеем сигнал, оценивающий величину рости, а выкод блока перемножения соеди- производной от скорости, Параметры дифнен со входами регулятора скорости не- ференцирующего звена 13 выбираются посредственно и че з нн и через второе дифферен- таким образом, чтобы выделить из тока цируюшее звено. переменную составляющую. Сигнал с выНа чертеже представлена блок-схема з5 хода звена 13 поступает одновременно (12 елителя 10 и вход "ал" ектропривода постояйного тока. на первый вход д

Электропривод содержит регулятор фильтра 15. Динамические характери т с и скорости 1, состоящий из релейного уси- ки фильтра подбираются аналогичными лителя 2 и сумматора 3, имеющего входы 4 динамическим характеристикам последо»

5, 6 и 7, п ичем на вход подается зада 4о вательного соединения, =остояшего из юший сигнал. Ко входу 6 подключен вы- тахогенератора 27,фильтра 20 и фильтра иф енци щего звена 8, вход 11. Тогда отношение сигналов с выхода которого соединен с,выходом блока пере фильтра 15 и дифференцирующ множения 9, входы которого в,свою оче . 13 пропорционально величине электроредь соединены единены с вь|кадами блока деле- 45 механической постоянной времени дви ния 10 и фильтра 11. Вход 12 делимо» гателя. Переменйая составляющая тока, го блока деления со ц бл а ения соединен с вйкодом умноженная на электромеханическую дифференцируюшего ффе и его звена 13 йепосредст- постоянйую, есть величина пропорциональ вейно, а вход делителя т

14 итепя того же блока ная идеальной производной от скорости деления через фильтр 15. Выход фильтра. 5О двигателя. Описанные преобразования

l6 датчика:тока соединен со входом диф- сйгналов осуществляются с помощью блоференцирующего звеню 1.3 и сумматора ков умножения 9 и деления 10 таким

17 на входе регулятора тока 18, выход образом, что на выходе блока умножения которого соединен со входом cHcT8h4bl имеем сигнал, пропорциональный идеальим льсно- фазового управления 19, а 55 ной производной от скорости, который выход фильтра 20 датчика скорости co "" rToñ óïàåò на четвертый вход сумматор входом фильтра ф 11 и со входом 5 регу и вход звена 8, С выхода звена 8 имепятора скорости. ило

С овая часть электро-,ем сигнал, оценивающий величину второй

5 74875 производной от скорости. На входе релейного элемента имеем следующую совокупность сигналов; л С И+С й+Ы-u=-Е

2. 1 где 43 — выходной сигнал внутреннего дифференциатора 8;

4) — сигнал на выходе умножителя;

4J - выходной сигнал фильтра 15;

U - входной сигнал управления; 8 — - сигнал на входе релейного элемента ; С, и С- 1О

2, коэффициенты пропорциональности.

При изменении знака сигнала е относительно начального происходит переключение релейного элемента. При этом уменьшается величина тока в якорной . 15 цепи двигателя, а следовательно уменьл шается Э и М . При изменении знака

8 опять проискодит переключение релейного элемента в первоначальное положение. Благодаря отсутствию запаздывания 20 в реализации производной процесс переключения релейного элемента происходит .с большой частотой. При этом средние величины сигналов ь, д, < подчиняются равенству: 25

В".

+И +Ы =0 ср ср ср

;где 63,р,l o; 43cp - средние величины сигналов l5, tij

И, соответствен- ЗО но.

Движение системы "во время переходного процесса в целом определяется последним равенством, Установившееся состояние характеризуется равенством 35

0=M<> . При этом среднее значение тока в якорной цепи равно нулю, 6Э =0 и

С Оср =0. Двигатель вращается с заданной скоростью.

При подключении входа дифференцирую- 40 щего звена 13 к фильтру датчика тока, а выкода к первому вкоду блока деления и входу .фильтра, выхода фильтра к второму входу блока деления, выхода блока деления к первому входу блока перемноже- 45 ния, и соединении его второго входа с выходом фильтра 11, а выкода блока перемножения с четвертым вкодом суммато3 6 ра и вкодом дифференцирующего звена 8, выход которого соединен с третьим вхо-дом сумматора, значительно точнее регулируется требуемая для управления первая производная от выходной координаты скорости, это позволяет реализовать асимптотически устойчивую .систему.

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводом постоянного тока, выполненное по принципу подчиненного регулирования, содержащее последовательно включенные релейный регулятор скорости и регулятор тока, ко входам которык подключены соответственно выкоды фильтра датчика скорости и датчика тока, и дифференцирующеезвено, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости электропривода, в него введено второе дифференцирующее звено, два фильтра, блок перемножения и блок деления, при этом вход первого дифференцирующего звена подключен к фильтру датчика тока, а выход непосредственно ко входу

1 делимого и через один из введенных фильтров "ко BKogjj делителя блока деле- ния, выход которого соединен с одним иэ входов блока перемножения, второй вход которого через второй введенный фильтр подключен к выкоду фильтра датчика скорости, а выход блока перемно- жения соединен со входом одного регулятора скорости непосредственно и через второе дифференцирующее звено со входом другого регулятора скорости. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Х 3781626, кл. Ci 05 в 13/00, 1973.

2. Патент Франции М 2218689, кл. 6 05 в 13/00, 1974.

3, Авторское свидетельство СССР

Л1 124548, кл. Cj 05 в 13/00, 1959.