Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (i ii? 5271 1 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 07.07.75 (21) 2152907/24-07 (51 ) M. Кл.

Н 02 P 5/06 с присоединением заявки Не

Государственный комитет (23) Приоритет до делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень Ж 28

Дата опубликования описания 31.07.80 . (53) УДК 62-83

:621.314.5 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

В. А. Городецкий и Б. А. Даеничев (71) Заявитель

Научно-производственное обьединение Энергоцветмет" (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЙВУХЗОННЫМ

РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ

Изобретение относится K электротехнике, а именно, к устройствам управления быстродействующими электроприводами с широким диапазоном регулирования скоросЖФ

Наиболее близким к предлагаемому по

5 технической сущности является устройство,. выполненное по системе двухзонного регулирования с общим задатчиком скорости для зон регулирования по якорю и по воз-, буждению, которое содержит в цепи возбуждения реверсивный регулятор, вход обратной связи которого через блок пвремножения соединен с датчиком модуля ЭДС, а в цепи регулирования напряжения на якоре - регулятор скоросж, через второй блок перемножения соединенный с регулятором тока с блоком ограничения напряжения в цепи обратной связи, и датчик знака магнитного потока электродвигателя, выход. которого соединен со вторыми входами обоих блоков перемножения 1).

При работе этого ажктропривода, нап ример, в двигательном режиме и подаче команды на торможение происходит сме на знака сигнала регулятора скорости.

Поток двигателя начинавт реверсироваться, знак задания тока якоря становит ся отрицательным.

Под действием отрицательного сигнала с регулятора скорости (задание тока якоря) регулятор тока входит в режим ограничения. Величина выходного напряжения регулятора тока якоря определяется уровнем ограничения блока ограничения напряжения и соответствует максимальному нап ряжению преобразователя. В связи с тем, что ЭДС двигателя ие меняет знак в процессе изменения знака потока, отрицательное задание якорного тока приводит к смещению углов управлзния вентилей якорно го преобразователя в облас ть инвертирования. Ток якоря интенсивно спадает, и якорный преобразователь запирается.

Время, когда якорный преобраз- ватель закрыт, является мертвым временем, в гечение которого скорость двигателя умеl1 4

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Электропривод содержит электродвигатель 1, питающийся от нереверсивног вентильного йреобразователя 2. Обмотка возбуждения электродвигателя питается от реверсивного вентильного преобразователя

3. Задающий вход регулятора 4 тока соединен с регулятором 5 скорости через блок 6 перемножения, а вход обратной связи соединен с датчиком тока якоря.

На задающий вход регулятора 5 скорости поступает сигнал эталона скорости ОЗ г

1 а его вход обратной связи соединен с та-. хогенератором 7. Блок 8 ограничения в це пи обратной связи регулятора 4 тока, содержащий выпрямительный мост, полюса которого соединены с выходом датчика модуля 9 ЭДС, ограничивает выходной сигнал регулятора 4 тока во всех режимах работы на уровне, соответствующем ЭДС двигателя. Последовательно с выпрямите« льным мостом блока 8 ограничения включен пороговый элемент 10, уровень ограничения которого соответствует максимал ьно допустимому падению напряжения на якореэлектродвигателя 1 при работе электропривода в двигательном режиме.

Задающий вход регулятора 11 возбуждевия соединен с выходом регулятора 5 скорости через блок 12 задания возбуждения, который имеет пропорциональную статическую характеристику с уровнем ограничения сверху, соответствующим нс минальному, потоку возбуждения.; Вход обратной связи регулятора 11 возбуждения через дискриминатор 13, пропускающий больший из двух сигналов, поданных на его входы, подключается либо к выходу

Поставленная цель достигается тем

35 что в электроприводе с двухзонным регу лировапием скорости, содержащем электродвигатель постоянного тока, якорь ко торого соединен с нереверсивным преобра, эователем, в цепь управления которого

0 включены последовательно соединенные регулятор скорости, блок перемножения и регулятор тока с блоком ограничения в цепи обратной связи, подключенный к обмотке возбуждения электродвигателя 45 реверсивный преобразователь, в цепь управления которого включен регулятор возбуждения, входы которого подключены к выходу регулятора скорости и через второй блок перемножения к датчику модуля ЭДС, и датчик знака магнитного потока, выход кото рого соединен со вторымивходамиобоихбло, . ков перемножения, упомянутый блок ограничения выполнен в виде выпрямительного мос входная диагональ <оТоро1 через до 55 полнительно введенный пороговый элемент включена в цепь обратной связи „ .егулятора тока, а диагональ постоянного тока соединена с выходом датчика модуля ЭДС. о датчика тока возбуждения через функциональный элемент 14, апроксимирующий характеристику намагничивания двигателя, а либо через блок 15 перемножения и блок

8 выделения модуля - к выходу датчика

16 ЭДС. Вторые входы блоков 6 и 15 перемножения соединены с датчиком 17 знака потока, Электропривод работаеа следующим о6разом.

При соответствии знаков заданного и действительного потока вы:и>дной сигнал блока 43 перемножения, являющийся заданием тока якоря оп, положителен, регулятор 4 тока. обеспечивает поддержание тока якоря >, равным заданному, .регулятор 5 скорости поддерживает скорость ,Ш двигателя равной эталону о z . Блок

;8 ограничения с пороговым элементом 10

3 7527 пытается под действием статического момента. "Мертвое" время определяется временем смены знака потока двигателя, а ,после смены знака потока - временем изменения сигнала регулятора тока (под дей- 5 ствием положительного сигнала с регулятора скорости) от величины, соответствующей максимальному напряжению преобрагэователя в инверторном режиме, до вели» чины, соответствующей действительному 10 значению ЭДС двигателя, после чего якорный преобразователь начинает работу в инвврторном режиме, а электропривод переходит в режим реку1иративного торможения. Переход из тормозного режима в 15 двигательный аналогичен рассмотренному.

Недостаток известного электропривода заключается в том, что, несоответствие максимального напряжения преобразова . тели и ЭДС двигателя .на втором периоде 20

"мертвого" времени имеет место всегда, когда рабочая скорость электропривода ниже основной. Со снижением рабочей скорости электропривода вторая составляющая "мертвого времени возрастает. Этот 25 же недостаток имеет место и при скоростях выше основной, когда нагрузка мала, что определяется статической характеристикой блока задания возбуждения.

Llew изобретения - уменьшение мерт» .вого" времени, т.е. повышение быстродействия электропривода.

S 7627 l.1 6 о обеспечивают ограничение уровня выход- токй устанавливаются .Равными при номи ного напряжения регулятора 4 тока, соот- нальной скорости двигателЯ. При скорости ветствуюшего напряжению преобразовате» ниже номинальной, контур регулирования ля 2 согласно уравнению. возбуждения через дискриминатор 13 за0 +|„ ° P мыкается по потоку, выше номинальной— ВТОЦ ф I по ЭДС двигателя. Сигнал заданного знагде | - напряжение преобразователя в чения потока или ЭДС поступает с выхода выпрямительном режиме работы;,блока 12.

- ЭДС rrrrrrr ттрн малых нагрузках поток или ЭДС

„>|| — максимально, допустимый ток â благодаря характеристике блока задания якоря; возбуждения устанавливается пропорцио-р сопротивление якорной депп нальным тОхУ ЯХОРЯ. Вследствие этогО при

Огра ичен е напряжения tqo6p o - "х " ЯХОРЯ сокр"аетс ВРе Ретеля в соответствии с уравнением (1) про- веРса потока и УлучшаетсЯ УПРавлиемость исходит в аварийном режиме работы элект15 электР-Р и"ивода при 1 1 в норм ль- ках ЯкоРЯ величина ЭДС может оказатьсиро вода при 1 1 1, а„ н, м р „м раб,ы ри, 4, блок меньше максимальной и при скоРости дви««

<па ||

8 ограничения не Работает. |три смене зна- гателЯ больше номинальной, в этом слУчае ка сигнл с в Ода р гу я ора 5 скорос- бло» огРаничения также играет положитеж, т.е. смене знака задания момента и 2» лько Роль, сокращаЯ мертвое времЯ и потока игател, например, во время ра-,тем самым повышаЯ быстРодействие, боты эюктропривода в двигательном режиме и подаче команды на торможение

Формула изобрете ни я ся, а знак задания тока якоря становится отрицательным на то время, пока тюЭлектропривод постоянного тока с двух ток не сменит знак. ||Трицательное зада- зонным РегУлиРованием скоРости, сойеРние якорного тока обеспечивает интенсивное гашение тока и запирание вентильно- ка, ЯкоРь котоРоГо соединен с нереверсивго преобразователя якорной цепи. В этом зо rrhrM преобразователе s rrem управления режиме выходное напряжение Регулятора котоРого включены посждовательно сое4 тока тюд действием отрицательного вход- диненные Регулятор скоРости, блок перемного сигнала | > > изменяется в соответ- ножения и регулятор тока с блоком ограствии с ЭДС двигателя благодаря дейст- ничения в цепи обратной связи, подклювию блока 8 ограничения, а напряжение 3$ ченный K обмотке возбуждения электровентильного преобразователя 2 изменяет - двигатели Реверсивный преобразователь, ся согласно уравнению в цепь управления которого включен регулятор возбуждения, входы которого подЯ t «лючены к выходу регулятора скорости и

40 через второй блок перемножения к датгде 0 — напряжение преобразователя в инверторном режиме работы. нитного потока, выход которого соединен

Пороговый элемент 10 в этом Режи» со вторыми в д об х блоков перемножения, отличающийся тем, заданиЯ тока Якори стано 45 что, с целью повышения быстродействия, ктропривод Пе- УпОмЯнутый блок Ограничения выполнен в

P rr" в Управлиемый Ре ки " Рекупер виде выпрямиъельного моста, входная диагональ. которого через дополнительно тествлиетсЯ плавно и без задержки бла-- введенный пороговыи элемент включена годаря соответствию ЭДС движтеля нап- Ю в деть обратной связи регулятора тока, Рюкению преобРазователЯ В инвеРтОРном а диагональ постоянного,тока соед

Режиме Нерехор из тормозного Режима - ЭдС с ..щ|ходом датчика модуля в двигательный аналотпчен.

Значение потока двигателя устанавли- Источники информапии, вается регулятором возбуждения в соот- принятые Во внимание при экспертизе ветствии со скоростью двигателя. Выход-, 1.-Авторское свидетельство СССР ные сигналы датчика ЭДС и датчика тю- ) 9 375743, кл Н 02 Р 5/06, 1974,