Регулятор скорости электропривода

 

Союз Советскик

Соцыалыстыческыи

Ресиублын

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51)М. Кл. (22)Заявлено 08.12 ° 80 (2!) 3214884/24-07 с присоединением заявки М

Н 02 Р 5 06

3Ьвударствеввьй кюмятет

СССР ав двлам нэобретеник н открытки (23) Приоритет "

Опубликовано 07.09 ° 82 ° Бюллетень М 33 (53) УДК 621 ° 314. .632(088,8) Дата опубликования описания 09. 09.82 (72) Авторы изобретения

В.Г. Корниенко, |O.Á. Соколовский, А.М. Тув и P.Ñ. Хархалис (71) Заявитель

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для автоматического управления вентильного электропривода постоянного тока.

Известен регулятор скорости вентильного электропривода с параллель5 ным соединением пропорционального и интегрального регулятора (1) .

Для уменьшения перерегулирования на время переключения вентильных групп реверсивного преобразователя производится отключение интегрального регулятора. Однако переключение вентйльных групп осуществляется от суммарного сигнала выходов пропорционального и интегрального, регуляторов, т.е. отключение работающей группы преобразователя происходит с запаздыванием, обусловленным величиной интегральной составляющей ошибки го по скорости к моменту нулевого зна.чения этой ошибки по скорости.

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор скорости электропри вода, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к датчику скорости электродвигателя, а второй является входом регулятора, выход сумматора подключен к входам интегрального с управляемым ключем разряда и пропорционального регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю, блок контроля перехода ошибки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу пропорционального регулятора (2 .

В этом регуляторе команда на обнуление интегратора формируется только от блока контроля перехода ошибки через нуль, выполненного в виде последовательно соединенных нелинейного элемента, имеющего релейную характеристику с регулируемой петлей возврата, и формирователя коротких импульсов, причем выход формирователя коротких импульсов соединен с управляющими входами управляемого

9573 ключа разряда интегрального регулятора.

Недостатки известного устройства связаны с применением нелинейного элемента с гистерезисом, запоминающим полярность предыдущего возмущающего воздействия, превышающего половину ширины петли нелинейного элемента, хотя при сигнале ошибки меньшем половины петли нелинейного элемента 10 свойства узла обнуления (способность в формировании импульса сброса) должны быть симметричны.

Необходимо также отметить, что при ошибках по скорости, меньших по 15 модулю половины петли нелинейного элемента, полярность выходного сигнал ла интегрального канала может быть любой, т.е, в момент обнуления интегратора полярность пропорциональной со- 20 ставляющей ошибки и интеграла от ошибки на выходе интегрального регулятора могут совпадать и не совпадать.

В первом случае нет смысла обнулять интегратор, а во втором это необходи- 25 мо для повышения быстродействия.

Цель изобретения - повышение быстродействия регулятора скорости электропривода.

Поставленная цель достигается тем, З0 что в известное устройство дополнительно введены два дискриминатора полярности, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и блок контроля перехода интеграла от ошиб33 ки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу интегрального регулятора, выход каждого блока ко н т роля под ключе н к с оот вет с т вующему дискриминатору полярности, разно- 10 именные выходы которых попарно подключены к логическим элементам 2И, выходы логических элементов 2И подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа разряда. Кроме того, блок контроля перехода ошибки через ноль выполнен двухвходовым, ко второму входу которого подключен через функциональный преобразователь датчик

50 скорости.

На чертеже представлена структурная схема регулятора скорости электрои ри вода.

Регулятор состоит из .сумматора 1, первый вход которого подключен к датчику 2 скорости электропривода, например тахогенератору, а второй R"

96 4 ляется входом устройства, выход сумматора 1 подключен к входам интегрального 3 с конденсатором 4, шунтируемым управляемым ключом 9 разряда, и пропорционального 6 регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю 7, блок 8 контроля перехода ошибки через ноль с нелинейнь м элементом, подключенный к выходу пропорционального регулятора 6, блок 9 контроля перехода интеграла от ошибки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу интегрального регулятора 3, выход каждого блока 8 и 9 контроля подключен к соответствующему дискриминатору 10 и 11 полярности, разноименные выходы которых попарно подключены к входам логических элементов 2И 12 и 13 выходы логических элементов 2И I2 и 13 подключены к входам логического элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с управляющим входом ключа 5 разряда. Ко входу преобразователя 7 подключены дат чики ЭДС 15 и датчик 16 статического момента электродвигателя, выход преобразователя 7 подключен к электродвигателю 17. Выход датчика 2 скорости подключен к функциональному преобразователю 18, выход которого подключен ко второму входу блока 8 конт" роля перехода ошибки через ноль.

Регулятор работает следующим образом.

Сигнал ошибки регулирования дЧ, равный разности сигнала задания ско" рости V> и сигнала обратной связи по скорости !о, с выхода узла сравнения 1 поступает на пропорциональный 6 и интегральный 3 регуляторы.

Полученные таким образом сигналы управления U и ЦЗ поступают на вход преобразователя 7 и на входы блоков 8 и 9 соответственно. Уравнение якорной цепи вентильного электропривода постоянного тока по средним значениям за 1"й интервал вентильности имеет следующий вид:

О,=З .я 5 мн1 " Зст, 1

)„3@4 hi с1с ((g ) дЛ +3

g 1 где 1 -„среднее значение динамического тока на i-м интервале вентильности; среднее значение статическоь сг го тока Hà I M интервале вентильности; с 573 или

И, - среднее значение напряжения

di преобразователя на i-м интервале вентильности;

Г, — среднее значение ЭДС двигас11 теля на i-м интервале вентильности.

Сигналу U соответствует в общем слуА чае некоторый сигнал управления

И = ИЬ„лИ, (2)

10 д И 1(Ьл 31 15 161 ( для случая линеаризованного преобразователя 7 и введения компенсационных обратных связей через датчики 15 и

16, R обцем случае, сигнал управления 1 по(2} используется для Формирования полного значения U по (1), причем составляющие его соответствующие Е и 11 .R задаются обычно некоторой до лей си гнала 04 Ä (для обе спе чени я а ст а - 26 т и з ма н а интеграторе 3 накапливается определенная доля сигнала U >, компе н си рующая уходы нулей усили т елей и других узлов и рямо го тракта системы регулирования скорости, изменение 2Ç параметров прямого тракта в процессе работы и т . д . ) .

В случае ли неа ри зо в ан но го и реобра; зов а тел я и введения компенс ационных сигналов U 15 U)g, по (2 ) выходной Эф сигнал и ри п рочих равных условиях снижается . Однако наряду с полезными си гн алами н а вход регулятором поступ ают помехи определенного уровня .

В связи с этим для получения достоверной информации о полярности ошибки в данный момент применен блок 8 с зоной нечувствительности, превышающей уровень входных помех, Зона нечувствительности должна также и ревышат ь ошибки регулятора скорости в . режиме очень малых возмущений, в режиме стабилизации скорости без возмуще ни и и о нагрузке . При широком и зменени и скорости зона не чу в ст ви тельности блока 8 контроля перехода ошиб" ки через ноль меняется в зависимости от сигнала датчика 2 скорости, поступа юще го н а блок 8 через фун кцион ал ьн ый преобразователь 1 8 .

Известно также, что при возмущающих воздействиях вначале пропорциональный и интегральный регуляторы 6 и 3 работают согласно, но при переходе ошибки через ноль сигнал Ия меняет знак, а сигнал И не меняет. В связи с этим сигнал с выхода интегратора препятствует oneративной корректиров96 6 ке движения привода (вносит инерцию).

Поэтому в регуляторе контролируется полярность сигналов И6, U при превышении зон нечувствительности, соответственно, с тем, чтобы обнулять интегральный регулятор тогда, когда он "вносит инерцию" в зоне существенных возмуц аюц их воздействий и увеличивает перерегулирование.

Для этого сигналы U и 0 подаются на блоки 8 и 9 контроля, а их выходные сигналы поступают на входы дискриминаторов 10 и 11 полярности, которые Формулируют на одном из двух выходов единичные логические сигналы в зависимости от полярности сигналов (в случае 0В = 0 или U>- =В единичных сигналов на выходе дискриминаторов 10 и 11 нет) °

Для выявления ситуации, когда полярности сигналов 0 и 0> не совпадают, разноименные выходы подключены на входы логических элементов 2И

12 и 13, Формирование единичного сигнала на выходе логических элементов

2И 12 и 13 говорит о -наличии такой си туации. Для полной оценки ситуации введен логический элемент "ИЛИ" 14, выходной единичный сигнал которого дает команду на замыкание ключа 5 и разряд конденсатора и интегрального регулятора 3. Как только сигнал U g меньше зоны нечувствительности блока 9 контроля " ключ 5 размыкается.

Применение регулятора скорости электропривода обеспечивает повышение качества переходного процесса и сокращение времени регулирования по сравнению с известными пропорционально-интегральными регуляторами.

Регулятор повысит динамические характеристики электроприводов и технические характеристики механизмов, на которых он будет применен.

Формула изобретения

1. Регулятор скорости электропривода, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к датчику скорости электродвигателя, а второй является входом регулятора, выход сумматора подключен к входам интегрального, с управляемым ключом разряда, и пропорционального регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю, блок контроля перехода ошибки через ноль с нелинейным элемент.1м, 957396 которого соединен с управляющим входом ключа разряда.

2. Регулятор no A. 1, о т л и ч а" ю шийся тем, что блок контроля перехода ошибки через ноль выполнен двухвходовым, к второму входу которого подключен через функциональный преобразователь датчик скорости. подключенный к выходу пропорциональ" ного регулятора, о т л и ч а ю щ и йс. я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены два дискриминатора полярности, два логических элемента 2И, логический элемент ИЛИ, блок контроля перехода интеграла от ошибки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу интегрального регуля- >о тора, выход каждого блока контроля принятые во внимание при экспер™зе подключен к соответствующему дискриминатору полярности, разноименные выхо- 1. Динамика вентильного электроды которых попарно подключены к ло- привода постоянного тока. Под ред. гическим элементам 2И, выходы логи- 1 А.Д. Поздеева. "Энергия", 1975. ческих элементов 2И подключены к 2. Авторское свидетельство СССР входам логического элемента ИЛИ, выход У 738084, кл. Н 02 Р 5/12, 1980.

Составитель А. Иванов

Редактор H. Безродная Техред Т. Иаточка Корректор А, Ференц

Заказ 5620/47 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

°, а. а» «»»«»» ъ» м

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