Устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока

 

Союз Советскнк

Соцнакнстнческнк

Республик

П ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 190279 (21) 2724292/24-07 с присоединением эаявки h6 (23) Приоритет

Опубликовано 151280. Бюллетень йо 4б

Дата опубликования описания 1512,80 (5!)М. Кл.

Н 02 К 13/14

Государственный номнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК621. 1. . 313.2 (088. 8) А. И. Скороспешкин, Э. Г. Чеботков, В. А. Прудников, В. B. Трошин и Л. Я. Макаровский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ

КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электро машиностроению, в частности к средствам улучшения процесса коммутации коллекторных электрических машин 5 постоянного тока с регулированием частоты вращения эа счет изменения напряжения на якоре при постоянстве потока возбуждения и управлении потоком возбуждения при постоянстве 10

ЭДС якоря машины.

Иэвестны устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащие регулируемый источник постоянного тока для управления током дополнительных полюсов, датчики в якорной цепи машины, датчики частоты вращения и другие элементы по функциональному назначению (11. 20

В этих устройствах регулирование потока дополнительных полюсов осуществляется в функции тока якоря, частоты вращения, величины магнитного потока и других величин. Имея 25 сложную конструкцию и низкую надежность работы, устройства обладают, невысокими показателями по точности управления в статических и динамических режимах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, которое управляет потоком дополнительных полюсов как по разности напряжений между сбегающим и набегающим краями щетки, так и по изменению нагруэочного тока. Устройство содержит регулирующий усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, эадатчик и датчик якорного тока машины, датчик напряжения между сбегающим и набегающим краями щетки, а также сумматоры P 1.

Существенным недостатком этого устройства является то, что оно имеет значительную инерционность и низкую статическую точность при настройке дополнительных полюсов.

Значительная инерционность, вызванная запаздыванием регулирующего усилителя и постоянной времени обмотки дополнительных полюсов, опрепеляет низкое быстродействие в переходных процессах при управлении потоком дополнительных полюсов. Низкая же статическая точность при на788284 стройке дополнительных полюсов определяется тем, что известное устройство по существу представляет собой регулятор прямого действия и не имеет обратной отрицательной связи ни по одному из выходных параметров регулирующего усилителя.

Цель изобретения — повышение быстродействия в переходных процессах и статической точности при регулировании потока дополнительных полюсов коллекторных электрических машин постоянного тока.

Указанная цель достигается тем, что устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, содержащее управляемый усили- 15 тель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, элементы для управления усилителем мощности, снабжено усилителем напряжения с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения и отрицательной обратной связью по выходному напряжению дополнительных полюсов, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит иэ управляемого усилителя 1 мощности, регулирующего ток н обмотке 2 дополнительных полюсов коллекторной электрической машины 3 постоянного тока. Ко вхо- 30 ду управляемого усилителя 1 мощности подключен выход усилителя напряжения 4, который за счет охвата его цепочкой, состоящей иэ емкости 5 и резистора 6, обладает свойствами про- 35 порционально-интегрального регулятора. В качестве усилителя напряжения может быть применен операционный усилитель. Входная цепь усилителя напряжения, содержащая РезистоРы 7 40 и 8, подключена к якорной цепи машины 3 через управляющие элементы 9.

На вход усилителя 4 напряжения через резистор 10 подается сигнал отрицательной обратной связи по напряжению дополнительных полюсов.

Усилитель 1 мощности настраивается таким образом, что при прямолинейной коммутации, когда сигнал с элементов управления 9, характеризующих величину добавочного тока при уско- 50 ренной или замедленной коммутации, равен нулю, усилитель 1 мощности обес-. печивает начальный ток, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину эоны беэыскровой ра- 55 боты. При изменении характера коммутации изменяется сигнал с управляющих элементов 9» например, бесконтактного датчика, который через резисторы

7 и 8 подается во входную цепь усилителя напряжен я. Пропорциональная и интегральные составляющие усиленного сигнала подаются на вход усилителя 1 мощности, и регулирование тока дополнительных полюсов последним происходит до тех пор, пока не обеспечится их автоматическая настройка на работу машины н середине беэыскровой зоны. Введение интегральной составляющей в закон изменения выходного напряжения усилителя напряжения сводит ошибку в регулировании тока дополнительных полюсов н статическом режиме к нулевому значению.

Быстродействие н переходных процессах установки соответствующего тока дополнительных полюсов при отсутствии обратной связи по напряжению дополнительных полюсов и усилителя напряжения определяется постоянными времени дополнительных полюсов и усилителя мощности. Придание усилителю напряжения пропорционально-интегральных свойств и введение отрицательной обратной связи по напряжению дополнительных полюсов приводит к существенному снижению реэультирунмцей постоянной времени, а следовательно, и к повышению быстродействия, что объясняется форсированным изменением выходного напряжения усилителя напряжения и компенсацией запаздывания, вносимого усилителем мощности и дополнительными полюсами.

Формула изобретения

Устройство для улучш"ння коммутации коллекторных машин постоянноiro тока, содержащее управляемыи усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, и управляющие элементы в якорной цепи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в переходных процессах и статической точности при настройке дополнительных полюсов на середину беэыскровой зоны, оно снабжено усилителем напряжения с пропорциональным законом изменения выхолного напряжения и отрицательной обратной связью по напряжению дополнительных полюсов, нход которого присоединен к упранляющему элементу в якорной цепи машины, а выход подключен ко входу управляемого усилителя мощности.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

9 248048, кл. Н 02 К 13/14, 1967.

2. Патент ФРГ 9 1200930, кл. 21 д 28, 1965.

788 84

Составитель С. Шутова

Редактор Ф. Муха Техред Н.Граб - Корректор H Швыдкая

Заказ 8370/65 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4