Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик р)928579 1-=./б -

«Ф ..

° ".—.Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р М К з (22) Заявлено 1(111.77 (21) 2541523/24-07

O с присоединением заявки ¹

Н 02 Р 5/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК 621. 316.

° .718.5.077. .65 (088.8) Опубликовано 150 58 2. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 1,50582 (72) Автор изобретения

t0.Á. Соколовский (71 ) За яв и тель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для ,управления электродвигателем постоянного тока.

Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока, в котором с целью устранения ударов якорного тока и повышения быстродействия предельно допустимый по величине якорного тока угол зажигания вентилей регулируется в функции ЭДС двигателя. В случае если управляющий сигнал превьааает сигнал заданной функции по ЭДС (S(E ) ), то система регулирования по входному. сигналу размыкается, на вход вентильного преобразователя подается сигнал, выработанный в нелинейном узле токоограничения (т.е. функция

S(Ет) j (1) .

Однако в связи с инерционностью якорной цепи выход на допустимый ток приходит с запаздыванием (определяемый параметрами якорной цепи.в.процессе нарастания тока), кроме того уставка токоограннчения (функция

S(E )) не зависит от колебаний питающего напряжения вентильного преобразователя, что приводит в случае понижения питающего -напряжения к неоправданному снижению допустимого тока (снижению предельных динамических показателей привода), а в случае повышения питающего напряжения (относительно расчетного) к превышению допустимых для двигателя токов, использование одного канала управления для задания тока и ЭДС двигателя приводит к загрублению регулирования скорости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления электро15 двигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, блок ограничения, сумматор, линеариэованный вентильный преобразователь, выходом подключенный к цепи якоря двигателя, и датчик ЭДС. В устройстве предполагается форсировка для случая на растания тока якоря эа значительное количество интервалов вентильности (когда допустимо переключение уставки сигнала. допустимого падения напряжения якорной цепи с большей на меньшую с точностью до одного интервала вентильности). В настоящее время в связи с широким использова:нием малоинерционных двигателей с

928579 малой постоянной времени якорной цепи и возросшими требованиями к быстродействию, стремятся получить заданный ток за один, два интервала вентильности,причем не только на нарастание.его, но и на снижение (23.

Однако известное устройство не может быть использовано, так как превышение допустимого тока может наступить раньше., чем придет коман- (0 .да на изменение уставки падения напряжения якорной цепи, т.е. упреж.дение по якорному току в этом случае недопустимо. Кроме того в известном устройстве обеспечивается форси- 1 ровка только на нарастание якорного тока, что не дает в полной мере реализовать быстродействие.

Цель изобретения — обеспечение токоограничения при сохранении высо- 20 кого быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком токового режима якорной цепи, блоком сравнения, блоком памяти, ключом непрерывного режима, общей шиной управляющих импульсов вентильного преобразователя, причем выход блока ограничения через блок памяти непосредственно подключен к блоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непрерывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход блоха памяти подключен к общей шине управляющих импульсов.

На чертеже схематически представлено устройство для управления электродвигателем постоянного тока. 40

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, блок 2 ограничения, сумматор

3, линеаризованный вентильный преобразователь 4,выходом подключенный к цепи якоря 5 двигателя, датчик ЭДС

6, датчик 7 токового режима якорной цепи, блок 8 сравнения, блок 9 памяти, ключ 10 непрерывного режима, общую шину 11 управляющих импульсов вентильного преобразователя, причем» выход блока ограничения через блок. памяти непосредственно подключен к блоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непрерывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход блока памяти подключен к общей шине управляющих импульсов. устройство работает следующим 60 образом.

Сигнал задания тока U от задающего генератора 1 поступает на блок

2 токоограничения. Ограниченный сиг- . нал задания тока БЗ б с выхода блока 65

2 поступает на сумматор 3 вместе с сигналом положительной обратной связи по ЭДС U,yg, полученным с выхода датчика ЭДС 6 и сигналом Ug, пропорциональным среднему значению падения напряжения на индуктивности якорной цепи за один интервал проводимости вентилей при режиме непрерывного тока в якорной цепи. При вычислении

О . сигнал бз70 подают на вход блока 8 сравнения и блока 9 памяти. При этом

1в блоке 9 памяти фиксируются только значения U3gg (t ) в момент прихода очерепног i-ro управляющего импуль са с общей шины 11 управляющих импульсов вентильного преобразователя, В блоке 8 сравнения происходит вычитание из текущего значения

U >0 (t „. + ь t) сигнала, зафиксированного в блоке 9 памяти U gag (t.) " зэк (+ ) пзэо (".„- + t) пзэо (< ) а затем эту разность сигналов маслатабируют.

Выходной сигнал блока сравнения

UL, = «U3ao(t» + >t) где at Т; — в момент формирования. очередного управляющего импульса;

Т; — временный интервал между импульсами управления. В первом приближе2л нии Т. = о агап ос — циклическая частота. сети;

m — пульоность (фаэность) преобразователя к =- -;

1о индуктивность якорной цепи двигателя.

Использование предварительно вычисленной дополнительной составляющей ограниченного сигнала задания тока в режиме непрерывного тока,компенсирующей среднее значение падения напряжения на индуктивности якорной цепи (, на следующем интервале проводимости вентилей преобразователя, фактически ликвидирует влияние и:нерционности якорной цепи на динамику электропривода при малых возмущающих воздействиях (когда все звенья рассматриваемой структуры линейны).

Ликвидация инерции якорной цепи двигателя позволяет в зоне малых возмущающих воздействий (преобразователь не насыщается и работает только на линейном участке статической характеристики) при формировании тока якбря реализоватй предельное быстродействие, т.е. отработку управляющих,синусоидальных сигналов вплоть до граничной частоты Е

2 — Для мостовой трехфаэной cu-.

mfc

928579 ловой схемы преобразователя fry

150 Гц.

Повьааение быстродействия привода примерно на порядок существенно снижает динамические ошибки в процессе регулирования, сокращает время каждого рабочего цикла механизма и время позиционирования (для станочного привода), Кроме того при совместной работе ряда приводов уменьшение их динамических ошибок позволяет решить проблему идентификации приводов (повысить класс точности обработки детали на станке).

Разделение каналов задания тока и ЭДС позволяет при том же тине входного усилителя (одинаковом дрейфе) в 4-5 раз расширить диапазон регулирования скорости, что также повышает Функциональные возможности привода (отработку более сложных законов движения с той же точностью) .

Характерная особенность предлагаемого устройства — однозначность линейной характеристики преобразователя независимо от.колебаний сетевого напряжения. Однозначность характеристики преобразователя обеспечивает надежное токоограничение якорной цепи двигателя при колебаниях сетевого напряжения без операции деления. Кроме того, однозначность статической характеристики по вышает точность привода, так как возмущения со стороны питающего напряжения не проходят на нагрузку.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу привода за счет токоограничения при сохранении высокого быстродействия и может найти широкое применение B быстродействующих электроприводах в области металлургии, станкостроения и спецтехники, повышая их производительность и качество работы. причем для приводов с преоб! ладанием времени переходного процесса в полном рабочем цикле, например, привод сверления печатных плат, производйтельность сверлильного станка возрастет в несколько раз. В случае снижения доли времени переходных процессов в общем рабочем цикле (длительные переезды на максимальной скорости с разомкнутым контуром регулирования при обработке

10 больших деталей, частой смене инструмента и т.д.) этот положительный эффект снижается.

15 Формула и зобретення

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные

20 задающий генератор, блок ограничения, сумматор, линеаризованный вентильный преобразователь, выходом подключенный к цепи якоря двигателя, и датчик ЭДС, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено датчиком токового режима якорной цепи, блоком сравнения, блоком памяти, ключом непрерывного режима, общей шиной управляющих импульсов вентильного преобразователя, прйчем выход блока ограничения через блок памяти непосредственно подключен к блоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непреЗ5 рывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход .блока памяти подключен к общей шине управляющих импульсов.

4О Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГССР

Р 167565 кл Н 02 P 5/12, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

45 9 269266, кл. Н 02 Р 5/16, 1967.

928579

Составитель И. Коротеева

Редактор Н. Воловик ТехредМ. Надь КорректорМ.Коста

Заказ 3279/73 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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