Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе "управляемый вентильный преобразователь- двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик м>98395? (61}Дополнительное к авт. свид-ву Р 368706 (22) Заявлено 160681 (21) 3301660/24-07 (И) М. Кп.з с присоединением заявки №

Н 02 P 5/16

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Г3риоритет

Опубликовано 231282. Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 621. 316. 718. .5(088.8) Дата опубликования описания 251?82 (72) Авторы изобретения с

A.A. Кардашов -и Л.С. КопчаК

/ л

Львовский ордена Ленина политехййчец сий инСтитут им. Ленинского комсомола""--. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА ПО СИСТЕМЕ УПРАВЛЯЕМЫЙ

BEHTHJIbHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано в электроприводах, построенных по системе управляеьий вентильный преобразователь-двигатель, где требуется ограничение тока двигателя и его темпа нарастания на заданном уров не..

По основному авт.св.9 368706 известно устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе, управляемый вентильный пре-образователь-двигатель, выполненное в виде источника постоянного задающе..го напряжения, подключенного к входу фазосмещающего блока с однополярными импульсами на выходе, формирователя управляющих импульсов и блока ограничения угла регулирования преобразователя с подключенной к входу блока цепью обратной связи по ЭДС двигателя, блок ограничения выполнен как фазосмещающий и выход его и первого фазосмещающего блока подключен к входам элемента И, выход которого подключен к формирователю управляющих импульсов (1 1.

Недостатком известного устройст ва является низкая точность ограничения тока и его темпа нарастания во всем диапазоне регулирования угла открывания вентилей.

Целью изобретения является повышение надежности путем повышения точности ограничения тока нагрузки йреобразователя и его темпа нарастания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчик якорного тока, форми, рователь задающего сигнала токоогра" ничения и первый элемент суммирования, причем первый вход первого элемента суммирования соединен с выходом датчика ЭДС двигателя, а второй вход — с выходом формирователя задающего сигнала токоограничения, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока.

Формирователь задающего сигнала токоограничения содержит задатчик величины ограничиваемого тока, задатчик допустимого темпа нарастания тока, второй элемент суммирования, пороговый элемент и переключатель, причем первый вход второго элемента суммирования соединен с выходом датчика якорного тока, а второй вход— с выходом задатчика допустимого темпа нарастания тока, при этом вы983957

40 ход второго элемента суммирования соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом задатчика величины ограничиваемого тока, а управляющий вход переключателя соединен с выходом 5 порогового элемента, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока.

На фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2-4 — диаграммы,, 10 поясняющие его работу.

Устройство содержит источник постоянного задающего значения, подключенный к входу фазосмещающего блока

1 с однополярными импульсами на выходе, формирователь 2 управляющих импульсов и фазосмещающий блок 3, выход его и фаэосмещающего блока 1 подключены к. входам элемента H 4, выход которого подключен к формирователю 2 управляющих импульсов, датчик 5 якорного тока, формирователь б задающего сигнала токоограничения и элемент

7 суммирования, причем первый вход элемента 7 суммирования соединен

25 с выходом датчика 8 ЭДС,двигателя

9, а второй вход — с выходом формирователя б задающего сигнала токоограничения, вход которого соединен с выходом датчика 5 якорного тока, формирователь б задающего сигнала токоограничения содержит задатчик 10 величины ограничиваемого тока, задатчик 11 допустимого темпа нарастания тока, элемент 12 суммирования, пороговый элемент 13, переключатель

14, причем первый вход элемента 12 суммирования соединен с выходом датчика 5 якорного тока, а второй входс выходом задатчика 11 допустимого темпа нарастания тока, при этом выход элемента 12 суммирования соединен с первым входом переключателя

14, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 величины ограничиваемого тока, тогда как управ- 45 ляющий вход переключателя 14 соединен с выходом порогового элемента 13, вход которого соединен с выходом ,датчика 5 якорного тока.

Выход формирователя 2 подключен

1 к входу преобразователя 15, выход которого подключен к якорной цепи электродвигателя 9 с датчиком 8 ЭДС, I

Устройство работает следующим образом. 55

Опорное напряжение U п совпадает по фазе с опорным напряжением Уо»л и сдвинуто относительно напряжения сети U,,питающей управляемый вентильный преобразователь, таким обра- 60 зом, что >лаксимум положительной полуволны U >>совпадает с точкой естественного включения вентилей на временной диаграмме УВП (фиг.2-4).

При этом фаза точки пересечения вре- 65 менной оси напряжением Бо„ при его переходе из области положительных в область отрицательных значений совпадает с точкой, соответствующей начальному углу <>(>л открывания управляемого вентильного преобразователя

ЯН =90 ) . Опорное напряжение UI>I>y поступает на вход фазосмещающего блока 1 вместе с сигналом задания U *.

На входы фазосмещающего блока 3 поступают напряжение UI>II H напряжение, снимаемое с элемента 7 суммирования (U7), осуществляющего суммирование ! сигнала с датчика 8 ЭДС двигателя 9 (UO 1 и формирователя 6 задающего сигнала токоограничения 10...14. Фазосмещающие блоки выполнены таким образом, что передние фронты их выходных сигналов (Uф„ и U@<) формируются в точке встречи во времени

HBI1pH>KBHHH > Цо„„H U 9цд, U+H U 7 соответственно. Длительность 04>л и U, является величиной постоянной, равной или превышающей максимальный диапазон перемещения >лмпульсов управления с выхода формирователя 2 импульсов (U>I>1>,> . Импульсы U+< и U@ поступают на элемент И 4. Формирователь 2 и>лпульсов подает на управляющие электроды вентилей управляемого вентильного преобразователя 1 импульсы требуемой амплитуды и длительности (U>„p ), пе редние фронты которых совпадают по времени с передними фронтами импульсов, действующих на выходе сравнивающего блока 4.

Временные диаграммы на фиг.2 приведены для случая отсутствия сигнала задания. При этом ЭДС двигателя равна нулю, соответственно U =0 (.1) и ос на фазосмещающий блок 3 поступает сигнал, равный сигналу формирователя задающего сигнала токоограничения

10.. ° 14 ° В результате на управляемый вентильный преобразователь 15 поступают импульсы U „, передний фронт которых совпадает во времени с перед ним фронтом U+< при с н =90 (2) .

На фиг.3 приведены временные диаграммы работы устройства в момент подачи скачкообразного сигнала задания. Передний фронт сигнала U y< в первоначальный момент, пока ЭДС двигателя равна нулю, определяется сигналом с выхода формирователя задающего сигнала токоограничения U

В результате передние фронты сигналов Бс и Ц,>>„р совпадают с U4>< и происходит ограничение угла открывания управляемого вентильного4преобразователя и соответственно тока якорной цепи.

Рассмотрим процесс токоограничения, разделив его на два участка.

1-й участок. Якорный ток меньше величины ограничиваемого(lq (1о,1,>. При этом переключатель 14 находится в Нер983957

То очевидно, что уравнение (6) прев- ращается в тождество. Из этого следу« ет, что при настройке устройства согласно выражениям (7) - (9) обеспе« чивается постоянство темпа нарастания тока (рывка скорости) на заданном уровне, величина которого определяется из выражения (8). (о)

kж /30Д ЬЭКЯ О

2-й участок. Якорный ток достиг величины I „р . При этом срабатывает пороговый элемент 13, величина уставки которого настроена на величину

I<, и перебрасывает переключатель

14 во второе положение. На входе элемента 7 суммирования действует напряжение с выхода задатчика 10 величины ограничиваемого тока (U

На этом участке ограничение угла открывания управляемого вентильного преобразователя о К, который соответствует Фазе переднего Фронта импульсов 0, происходит в функции ЭДС по закону

25 вом положении и на входе элемента 7 суммирования действует напряжение с выхода второго элемента 12 суммирования (U„ ), равное

U„ =U К„ д lg+UA М где К . — передаточный коэффициент датчика 5 тока, К вЂ” передаточный коэффициент .4 элемента 12 суммирования но первому входу, Ц вЂ” напряжение задания допустимого темпа нарастания тока выхода задатчика 11 .

Передаточный коэффициент второго элемента 12 суммирования по второму вхоДу равен единице.

Ограничение угла открывания управляемого вентильного преобразователя и соответственно темпа нарастания якорного тока двигателя .произойдет при угле о(., который определяется фазой переднего фронта импульсов U (фиг.3). Двигатель вращается, появляется ЭДС двигателя и ограничение угла открывания управляемого вентильного преобразователя(а(й)происходит по закону опасно и =.0„0+< Eä где U — амплитуда опорного напряжения, действующего на входе фазосмещающего бло-; ка 3, К вЂ” передаточный коэффициент

9 датчика 8 ЭДС двигателя, Š— ЭДС двигателя 9. Передаточные коэффициенты первого; элемента 7 суммирования по первому и второму входам равны единице. уравнение якорной цепи двигателя при нарастании тока по величине 1 имеет вид

Шоссе (п=Е +Ьэ < +) Rэ {в) где П„ — максимальное напряжение управляемого вентильного преобразователя, 4 - соответственно эквивалент9, Э ное сопротивление и индуктивность якорной цепи дзига теля. С учетом выражений (2) и (4) уравнение (5) запишем в виде .

) оп 1 Aw lg+0)q+KgBp)--lgRq+l,э д +Е ,КК + ..(6)

Если выполним условия

="э (l) к

О и dig к, =4 д, (Ю

ЦОП%Щ к (9) "ОПаиСО9 (К-" 0 6 Д (+ )

Уравнение якор ой цепи двигателя в этси режиме I g Æÿ . О) имеет вид

0,(ОСобо(=ЕА+, рК (11)

Учитывая (11), выражение (12) перепишем в виде

Ua(o (35 опят

0"о+" e a)=-)огр"э4 д (.

При выполнении же условия (9) имеем

40 Следовательно, величина ограничиваемого тока определяется уставкой задатчика 10 величины ограничиваемого тока и остается постоянной

45 ao aceM диапазоне Регулирования угла ,открывания управляемого вентильного преобразователя. Из выражения (14).с учетом выражения (9 также следует, что, если U „ связано с сетью питающей управляемый вентильный преобразователь, то колебания напряжения сети оказывают влияния на величину ограничивающего тока, поскольку U щ и Б, пропорциональны напряжению сети.

Ограничение тока в функции ЭДС

55 происходит до тех пор, пока не прои зойдет встреча передних фронтов сйгналов U и Uy< . При дальнейшем увеличенйи ЭДС двигателя вплоть до установившегося значения, определяеч мого новым значением сигнала задания, передний фронт Пудам совпадает с перед-. ним фронтом U „ а передний фронт

U продолжает смещаться влево.

На фиг.4 представлены временные

65 диаграммы установившегося режима, со983957 ответствующие указанному новому значению сигнала задания.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и производительность работы системы электропривода и механизма.

Формула изобретения

1. Устройство для управления электроприводом постоянного тока по системе управляемый вентильный пре- 10 образователь-двигатель по;авт.св.

9 368706, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения надежности, в него дополнительно введены датчик якорного тока, формирователь. 35 задающего сигнала токоограничения и первый элемент суммирования, причем первый вход первого элемента суммирования соединен с выходом датчика

Электродвижущей силы двигателя, а второй вход — с выходом формирователя задающего сигнала токоограничения, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь задающего сигнала токоограничения содержит задатчик величины ограничиваемого тока, задатчик допустимого темпа нарастания тока, второй элемент суммирования,, пороговый элемент и переключатель, причем первый вход второго элемента суммирования соединен с выходом датчика якорного тока, а второй вход — с выходом задатчика допустимого темпа нарастания тока, при этом выход второго элемента суммирования соединен с первым .входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом задатчика величины ограничиваемого тока, а управляющий вход переключателя сое динен с выходом порогового элемента, вход которого соединен с выходом датчика якорного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 368706, кл. Н 02 Р 5/16, 1969, 983957

Составитель Р. Гаспарян

Редактор Л. Филиппова Техред Т.Маточка КорректорМ. немчик

Заказ 995 /71 Тираж 721 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