Устройство для улучшения коммутации коллекторной электрической машины постоянного тока

 

О П И С А Н И Е („@()2159

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.80 (21) 2915512/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) M Кл з

Н 02 К 13/14

Государственный коннтет

СССР (53) УДК 621.313..2 (088.8) Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 05.02.82 по делан нзооретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Скороспешкин, Л. Я. Макаровский, Ц. А. Нф фнщсор, Э. Г. Чеботков и В. В. Tpoошин

4 .. ! 3

Куйбышевский политехнический институт им. В. В:..@уйбьпуева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ

КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электромашиностроению, к устройствам для улучшения коммутации коллекторных электрических машин.

Известно устройство для улучшения коммутации электрической машины постоянного тока с волновой обмоткой якоря. Для повышения точности настройки дополнительных полюсов в этом устройстве измеряют разность токов в щетках одинаковой полярности в номинальном режиме работы: один раз при токе отпитки, равном нулю, а второй раз при токе отпитки, рав-. ном 6 — 10% тока якоря (1).

Существенным недостатком устройства является то, что оно не позволяет автоматически настраивать коммутацию на середину безыскровой зоны при изменении режима работы машины и характера коммутации.

Известны также устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, содержащие управляемый усилитель, подключенный к дополнительным полюсам, элементы для управления усилителем, выполненные в виде датчиков тока, которые установлены на цепи щеток одноименной полярности, а также сумматор, подключенный между датчиками тока и управляемым усилителем (21.

Недостатком устройств является то, что являясь регулятором прямого действия, они имеют низкую динамическую точность, которая к тому же зависит от насыщения машины.

Цель изобретения — повышение динамической точности за счет компенсации влияния насыщения машины на показатели переходных процессов.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее управляемый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, датчик добавочного тока коммутации и элементы для управления усилителем мошности, снабжено двумя нуль-органами и двумя регуляторами с настройкой на оптимальное быстродействие, входы указанных регуляторов подключены к датчику добавочного тока коммутации, а выход каждого из регуляторов связан со входом управляемого усилителя мошности посредством нуль-органа, входы

902159

>

ТОКЯ МаШИНЫ.

В качестве датчика якорногс тока ис пользовяпы магнитные диоды, подключенные ко входу операционного усилите. in.

При работе машины с якорными тока ми, непревышающими Ilo)ill>l>l,tf>,><асыщение, а указанные постоянные времени имеют наименьшие значения.

В предлагаемом изобретении авго<-;— чески перестраивак)т коррекцию в зависимости от величины якорного тока машины при управлении током дополнительных II(: люсов для настройки коммутclliHH ll>i «средину безыскровой зоны.

На !ер еже предстявлеllà блок схе . г устройства.

) СТРОИСТВО СОСТОИТ ИЗ УПРЯВ.IЯСМОГО СИ лителя мощности, от которого полу >яе 1 питание обмотка 2 добавочных полюсов. 11:-! вход усилителя 1 мощности IIooð<..<ñ i вом нуль-оргHHoB 3 и 4 по;<ключены IH". корректирующих звена 5 и 6. Зя !Ст Охват» операционного усилителя активно-емкостной связью корректирующее:1!>р>!ЖЕНИIOI О.

Корректирующее звено 6 H»ее г ii po!iopционально-инт(хгрально-дифференциалы!ую зависимость выходнoго напряжения <)г входного. Коллекторняя электрическая мап>иня

7 снабжена элементами 8 уllp;IB;I(нпя, измеря!о!цими величину добавочного, Окя коммутируемой сскцпп .<<.. .! Сбр.: . i !С(к<» суммирование сигна loB заеме>г<ов 8 управ ления с сигналом пропорциональным току в обмотке 2 производится во входной цепи корректирующих звеньев 5 и 6. В качестве элементов 8 управления используют любые известные датчики добавочного тока коммутации и в частости, бесконтактные.

В якорную цепь машины 7 включены магнитные диоды 9, сигналь< с которых алгебраически суммируются на входе операционного усилителя 10. Двойной комплект магнитных диодов необходим потому, что ток якоря меняет свое направление при r верce и в зависимости от режима работы машины 7. Магнитный диод преобразует напряженность магнитного поля, создаваемого ви-ком, iio которому протекает якорный ток, в сигнал постоянного тока. Магнитные диоды 9 совместно с операционным усилителем 10 составляют датчик якорного тока.

Выходное напряжение операционного vcH$$

2г!

Зб

"<В

$Î

$$ лителя 10 пропорционально величине якорного тока машины 7.

Управляемый усилитель 1 мощности настраиваегся таким образом, что при прясолипейной коммутации, когда сигнал с элементов 8 управления, характеризующих пели:!и.1!й ток в обмотке 2, соответствующИй настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы. При изменении характера коммутации изменяется сигнал с управляющих элементов 8, который чсрсз корректирующее звено 5 или 6 !

И),.ается Bo II) o.f>I) >o Holi< ) правляемого усилителя 1 мощности. Регулирование тока и оомотке 2 усилителем 1 происходит до

>гор, пока не обеспечится автоматическая настройка машины 7 на середину безьп кровой зоны. Выбор корректирующего звена 5 или 6 с соответствующими параметрами осу<цествляется двумя нуль-органами 3 11 4 в зависимости от величины якорного тока машины 7. Выходное напряжение —,атЧИКЯ ЯКОРНОГО тОКа, СОСТОЯЩЕГО ИЗ МаГHHтных диодов 9 и операционного усилителя О, пропорционально величине якорного тока машины 7. Выходной сигнал датчика

);i

1oIl loñòii через корректирующее звено 5

«.: 6 посредством нуль-органов 3 или 4.

1Ь.! p. -<Оот«машины с якорными токами, 1; Ilp(. >!ними номинальное значение. машина работает на линейной части кривой намяг>33IIHH. а постоянные времени дополнительных полюсов и вихревых токов имеют няиболыцие значения. Выходное напряжение датчика якорного тока имеет та> О(зп;1 и II Ho, ч i o срабатывает нуль-орган

ИО <к ИО<яя к<)рректирующее звено 6 ко вхо;, мо<цllocги. 1!ри этом нуль-орган 4 находится в отключенном состоянии, а корректиру!ощее звено 5 отключено от входа усилителя 1 мощности. Корректирующее звено 6, имеющее пропорционально-интегрально-дифференциальную зависимость

Bbixoäíoãо напряжения от входного. настраивается таким образом, чтобы компенсировать постоянную времени усилителя 1 мощности и постоянную времени дополнительных полюсов совместно с постоянной времени вихревых токов, причем, последние в указанной области якорных токов имеют наибольшие значения. При работе машин с якорными токами, превышающими номинальное значение, машина работает на

«колене» кривой намагничивания, сказывается ее насыщение, а постоянные времени дополнительных полк)сов и вихревых токов имеют наименьшие значения. В этой области нагрузочных токов выходное напряжение

902159

Составитель С. Шутова

Редактор М. Янович Техред A. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 12412/66 Тираж 7!8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 датчика якорного тока имеет значение, приводящее к срабатыванию нуль-органа 4, подключающего корректирующее звено 5 ко входу усилителя 1 мощности. При этом нуль-орган 3 находится в отключенном состоянии, а корректирующее звено 6 отключено от входа усилителя 1 мощности. Корректирующее звено 1з, имеющее пропорционально-интегральную зависимость выходного напряжения от входного, настраивается таким образом, чтобы компенсировать суммарную постоянную времени усилителя

1 мощности, дополнительных полюсов и вихревых токов, причем, последние в указанной области якорных токов имеют наименьшие значения. Перестройка коррекции и поочередное подключение корректирующих звеньев 5 и 6 в зависимости от величины якорного тока машины способствует компенсации влияния насыщения машины на показатели переходных процессов, а в целом — повышает динамическую точность управления тока дополнительных полюсов машин постоянного тока при настройке коммутации на середину безыскровой зоны.

Предлагаемое устройство снабжено двумя нуль-органами, двумя регуляторами с настройкой на оптимальное быстродействие, а также датчиком якорного тока машины на магнитных диодах и операционным усилителем.

Формула изобретения

1. Устройство для улучшения коммутации коллекторной электрической машины постоянного тока, содержащее управляемый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, датчик добавочного тока коммутации и элементы для управления усилителем мощности, отличающееся тем, что. с целью повышения динамической точности за счет компенсации влияния насыщения машины, оно снаб10 жено двумя нуль-органами, и двумя регуляторами с настройкой на оптимальное быстродействие, входы указанных регуляторов подключены к датчику добавочного тока коммутации, а выход каждого из регуляторов связан со входом управляемого усилителя мощности посредством нуль-органа, входы которых подключены к датчику якорного тока машины.

2. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве датчика якорного тока

20 использованы магнитные диоды, подключенные ко входу операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2722403/24-07, кл. Н 02 К 13/14, 25 1978

2. Авторское свидетельство СССР № 630714, кл. Н 02 К 13/14, 1978 (прототип).