SU1022275A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

f

1C IS9 Is9

а

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводу посто нного тока, и может быть использовано дл  управлени  электроприводамипрокатных станов,

Известен электропривод посто нного тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, управл емый преобразователь, регул тор тока  кор , регул тор скорости, датчик скорости , а также датчик тока, соединенный с входом регул тора тока  кор  .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  электропривод посто нного тока, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, управл емый преобразователь , регул тор .тока  кор , задатчик интенсивности тока  кор , регул тор скорости с блоком ограничени  в обратной св зи, датчик скорости , вход регул тора тока  кор  .соединен с датчиком тока  кор , а за1датчик интенсивности тока  кор  содержит последовательно соединенные интегратор и усилитель с блоком ограничени  в обратной св зи 2j .

Недостатком известных электроприводов  вл етс  то, что оптимальна  по времени переходного процесса настройка регул тора скорости возможна лишь дл  некоторого конкретного режима работы привода, например при заданной скорости привода осуществл ют наброс или сброс некоторой (например, номинальной) статической нагрузки на валу привода Поскольку сигнал задани  тока  кор  и ток  кор  в переходных процессах измен ютс  по линейному закону или близкому к нему, а выходной сигнал регул тора скорости содержит составл ющие второй и третьей степени времени, то дл  формировани  оптимальных по быстродействию переходных процессов параметры регул тора скорости должны измен тьс  в функции времени или координат электропривода таким образом, чтобы обеспечить равенство выходного сигнала регул тора скорости выходному сигналу ЗИТ в требуемые моменты времени т.е. дл  организации оптимальной поверхности переключени  усилител -ограничител  ЗИТ требуетс  нестационарный регул тор скорости. Неизменны значени  параметров регул тора скорости привод т к тому, что при различных по величине изменени х сигнала задани  скорости и статической нагрузки переходные процессы в системе могут значительно отличатьс  от оптимальных по быстродействию,

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем расширени  диапазона формировани  оптимальных по быстродействию переходных процессов электропривода посто нного тока.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электроприводпосто нното тока, содержащий последовательно

соединенные электродвигатель, управл емый преобразователь, регул тор тока  кор , задатчик интенсивности тока  кор , регул тор скорости с блоком ограничени  в обратной св зи,

датчик скорости, вход регул тора тока  кор  соединен с датчиком тока  кор , а задатчик интенсивности тока  кор  содержит последовательно соединенные интегратор и усилитель с

блоком ограничени  в обратной св зи, дополнительно введены последовательно соединенные датчик динамического тока, квадратичный преобразователь , а также блок ограничени  в

0 обратной св зи интегратора, при этом выход квадратичного преобразовател  соединен с входом задатчика интенсивности тока  кор .

5 На фиг. 1 приведена блок-схема электропривода посто нного тока; на фиг. 2 - кривые переходных процессов при скачке задани  скорости. Электропривод посто нного тока

0 содержит последовательно соединенные электродвигател.ь 1, управл емый преобразователь 2, регул тор 3 тока  кор , задатчик k интенсивности тока  кор , регул тор 5 скорости с

5 блоком 6 ограничени  в обратной св зи , датчик 7 скорости,вход регул тора 3 тока  кор  соединен с датчи- ком 8 тока  кор , а задатчик интенсивности тока  кор  содержит пос0 педовательно соединенные интегратор 9 и усилитель 10 с блоком 11 ограничени  в обратной св зи, последовательно соединенные датчик 12 динамического тока, квадратичный пре , образоватепь 13, а также блок 14 ограничени  Ь обратной св зи интегратора 9, при этом выход квадратичного преобразовател  1.3 соединен с входом задатчика j интенсивности тока  кор .

Устройство работает следующим образом .

В установившихс  (квазиустановившихс ) режимах работы электропри|вода сигнал задани  скорости рарен сигналу обратной св зи по скорости электродвигател  1, выходные сигналы регул тора 5 скорости, датчик 12 динамического тока и квадратичного преобразовател  13 равны йулю. Среднее значение выходного сигналу усилител  10 равно нулю (при достаточно большом коэффициенте передачи усилител  10 мгновенные значени  его выходного сигнала могут быть не равны нулю, однако среднее значение выходного сигнала при нулевом входном сигнале равно нулю). Выходное напр жение интегратора 9 равно сигналу датчика 8 тока  кор , выходной сигнал регул тор:а 3 тока  кор  (структура регул тора может быть ПИ, ПЙД или релейна ) преобразуетс  управл .емым преобразователем 2 в напр жение на  коре электродвигател  1, ток  кор  электродвигател  равен статическому току.

При изменении сигнала задани  скорости (например, ступенчатом) на выходе П-регул тора 5 скорости по вл етс  сигнал, пропорциональный отклонению сигнала задани  скорости от установившегос  значени 

),

2Т;

где К

коэффициент передачи

PC Тй

П-регул тора; Tj ,Т инерционна  посто нна  времени привода, посто нна  времени ин . тегратора задатчика k, Усилитель 10 насыщаетс  на уровне, пропорциональном максимально допустимой производной тока  кор , выходной сигнал интегратора 9 линейно во времени нарастает и преобразуетс  регул тором 3 тока и управл емым преобразователем 2 в изменение напр жеНИИ на  коре, причем такое, что ток  кор  в переходном процессе отслеживает сигнал его задани , формируемый задатчиком интенсивности тока  кор . Скорость электродвигател  измен етс  в соответствии с выражением

,

Полага , что не произошло изменени  статической нагрузки одновременно с изменением сигнала задани  скорости , сигнал на выходе регул тора 5 скорости будет измен тьс  в функции квадрата времени, т.е.

10

и

8) - ч,

начальное отклогде нение сигнала за дани  скорости от установившегос  значени .

Если начальное отклонение S .; сигнала задани  скорости от установившегос  значени  невелико и ток  кор  в переходном процессе не выходит на режим насыщени  (ограничени ), то при уменьшении выходного сигнала регул тора 5 скорости до

значени  Upg (-j), т.е. в момент времени, когда отклонение скорости от установившегос  значени  составит половину от начального 6 (фиг. 2,крива  15), сигнал с выхода

квадратичного преобразовател  13

становитс  равен по абсолютной

АЙН

величине выходному сигналу регул тора 5 скорости и происходит изменение знака сигнала на входе задатчика А, ток  кор  снижаетс  по ли 4ейному закону (фиг 2, крива  16).

Действительно, поскольку при отсутствии статической нагрузки ток  кор  равен динамическому току, т.е.

W--Y;;- t , то

АЙН111 l. IT 1 2

) Чин.

Дальнейшее уменьшение тока  кор  до нул  сопровождаетс  уменьшением до нул  отклонени  скорости от заданного значени  и выходного сигнала регул тора 5 скорости.

Если отклонение сигнала задани  скорости от установившегос  -превышает значени  6 jf Д® А° пустима  по услови м |1агрева и коммутации кратность тока  кор  (уровень ограничени  тока  кор ),то выходной сигнал интегратора 9 ограничиваетс  на уровне, пропорциональном Я , блоком 1 t ограничени  выходного сигнала интегратора 9 и величина 5 тока  кор  в переходном процессе стабилизируетс  на уровне Я (фиг.З, крива  17) до тех пор, пока ошибка отработки (отклонение) сигнала задани  скорости не станет меньше значени  S-5 (фиг .3 , крива  18), и тогда производна  тока  кор  сменит свой знак и ток спа дет до установившегос  значени  (на фиг, 3 до нулевого значени ), а скорость электрод вигател  1 достигнет установившегос  значени  (фиг.З крива  18). Если наложено технологическое ограничение На максимальное ускорение электропривода, то ггредусмотреио ограничение динамического тока, пропорционального ускорению привода , блоком 6 ограничени  выходfj j X Kvinri -1ч,пг1л акм, ного сигнала регул тора 5 скорости. При отклонении сигнала задани  скорости от установившегос  значени  свыше 8 -5 р где р| - . максимальное допустимое значение ди намического тока, динамический ток электродвигател  стабилизируетс  на уровне (). При набросе статической нагрузки на валу электропривода скорость элeктpoдвигateл  в переходном проце се (фиг.4, крива  19) начинает снижатьс  в соответствии с выражением VS V;p:J() J f . 2Т-.Т, г Г где б-5 - динамическое падение скоро сти. Максимальный динамический провал .скорости будет иметь место при дост жении линейно нарастающим током  кор  (фиг., крива  20) значени  статического тока 1 в момент време ни t- сТц и у 1; 4-5н-:2 b Jrnax 5 -T.C -Q-TJ CДальнейшее увеличение тока  кор  приводит к по влению положительного динамического тока () ско рость электропривода увеличиваетс , что вызывает снижение дииа75 мического провала скорости, и в момент времени t. |сТц(1,+:) величина последнего становитс  в два раза меньше максимального динамического провала. Действительно, при t имеем P;i J 2 4гc Выходной сигнал регул торачскорости в этот момент времени будет определ тьс  ;выражением 2Ti ; Т. VV«v-   3 Поскольку динамический ток ,в f-юмент времени t ,(1+-: ) св зан со статическим током выраже С/i W ТГ „ «рива  20), получим, что выходной сигнал регул тора 5 скорости в этот момент времени равен по абсолютной величине квадрату сигнала с датчика 12 динамического тока рс1 4Таким образом, при снижении ди °° провала скорости до половины максимального происходит смена знака входного сигнала задатчика и ток  кор  линейно уменьшаетс  до величины статического тока, а скорость электродвигател  1 становитс  равной заданной. Предлагаемый электропривод позЕюл ет получить при неизменной (стационарной) структуре регул торов скорости и тока  кор  оптимальные по быстродействию переходные процессы в широком диапазоне изменени  сигнала задани  скорости и статической нагрузки на валу привода. В отличие от систем пбд 1Ненного регули ровани  с пи-регул торами скорости, врем  переходных процессов которых нормировано и не зависит от величины скачка задани  скорости и наброса (сброса) статической нагрузки, в данном электроприводе оно линейно уменьшаетс  как при уменьшении отклонени  сигнала задани  скорости, так и при снижении величины наброса (сброса) статической нагрузки.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные электродвигатель, управляемый преобразователь, регулятор тока якоря, задатчик интенсивности тока якоря, регулятор скорости с блоком ограничения в обратной связи, датчик .скорости, вход регулятора тока якоря ‘соединен с датчиком тока якоря, а задатчик интенсивности тока якоря содержит последовательно соединенные интегратор и усилитель с блоком ограничения в обратной связи, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения диапазона формирования оптимальных по быстродействию переходных процессов, в него дополнительно введены последовательно соединенные датчик динамического тока якоря, квадратичный преобразователь, а также блок ограничения в обратной связи интегратора, при этом выход квадратичного преобразователя соединен с входом задатчика интенсивности тока якоря.

   SU „„10222/5