SU1332501A1

SU1332501A1 - Электропривод посто нного тока

Info

Publication number: SU1332501A1
Application number: SU853999330A
Authority: SU
Inventors: Дора Абрамовна Каминская; Раис Загидулович Айгинин
Original assignee: Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-08-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени электродвигател ми в режимах пуска, торможени и стабилизации скорости. Улучшение качества регулировани при одновременном поввппении быстродействи достигаетс введением двух регул торов тока 6,19, двух функциональных преобразователей 16, 20, датчика 25 модул статического момента . Функциональный преобразователь 20 включен между датчиком скорости 12 и регул тором тока 5. Функциональный преобразователь 16 включен между датчиком температуры 17 и регул тором тока 19, а датчик 25 модул статического момента подключен к входу регул тора 8 пускового тока. В данном устройстве обеспечиваетс поддержание заданного темпа изменени скорости электродвигател при изменени х статического момента и изменение режима работы при отработке задани по скорости . 2 ил. (Л Ujc со со ю ел moL

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени электродвигател ми в режимах пуска, торможени и стабилизации скорости электродвигателей.

Целью изобретени вл етс улучшение качества регулировани при одновременном повышении быстродействи .

На фиг.1 представлена схема электропривода , на фиг.2 - характеристика первого функционального преобразовател .

Электропривод содержит электродвигатель 1, последовательно соединенные 15 Рости сравниваютс заданна и дей

задатчик 2, регул тор 3 скорости с блоком 4 ограничени , регул тор 5 тока , пропорциональный регул тор 6 тока , тиристорный преобразователь 7, ,выход которого подключен к корной обмотке электродвигател 1, регул тор 8 пускового тока, один вход которого соединен с задатчиком 2, а выход через два встречно-параллельно включенных диода 9 и 10 соединен с входом регул тора 5 тока, датчик 11 тока , выход которого соединен с входом регул тора 5 тока, датчик 12 скорости , выходом подключенный к входам регул тора 3 скорости и регул тора 8 пускового тока. Кроме того, электропривод содержит резистор 13 (R х ), включенный последовательно с фоторезистором 14 оптрона, светодиод 15 которого через первьш функциональный преобразователь 16 соединен с датчиком 17 температуры обмотки кор электродвигател 1. Обща точка между резистором 13 и фоторезистором 14 соединена через резистор 18 (Rexj) с входом интегрального регул тора 19 тока, выходы регул торов 6 и 19 тока подключены к входу тиристорного преобразовател 7. Выход датчика 12 ско

РОСТИ подключен к входам второго функ- с этих режимов осуществл етс релейным

ционального преобразовател 20 и блока 21 вьщелени модул , включенного последовательно с блоком 22 дифференцировани и релейным элементом 23. Выход последнего подключен к первому . входу блока 24 умножени , второй вход которого соединен с выходом датчика 25 модул статического момента, выход блока умножени соединен с первым входом сумматора 26, второй вход которого соединен с задатчиком 27 темпа изменени скорости электродвигател , выход сумматора 26 подключен к диагонали посто нного тока первого диодно50

55

элементом 23, на вход которого с выхода блока 22 дифференцировани поступает производна модул скорости электродвигател 1. В режиме разгона электродвигател 1, согда производна модул скорости положительна , пол рность напр жени на выходе блока 22 дифференцировани и соответствующа ей пол рность напр жени на выходах релейного элемента 23 и блока 24 умножени таковы, что напр жение UK

гч

вычитаетс из напр жени U напр жение на выходе сумматора редел етс зависимостью

т.е. 26 оп

го моста 28, диагональ переменного тока которого включена в цепь обратной св зи регул тора 8 пускового тока , в цепь обратной св зи регул тора 5 тока диагональю переменного тока включен второй диодный мост 29, диагональ посто нного тока которого соединена с выходом второго функционального преобразовател 20.

Электропривод работает следующим образом.

Во входной цепи регул тора 3 ско

0 0

ствительна скорость электродвигател 1, которые пропорциональны напр жению задани скорости Ujj , поступающему с задатчика 2, и напр жению U на выходе датчика 12 скорости, поступающим на его вход. Блок 4 ограничени в цепи обратной св зи регул тора 3 скорости ограничивает напр жение U на его выходе максимальным значением и. , которое пропорционально зада MlXkC

нию максимально допустимого значени тока кор . Напр жени U и U(,c сравниваютс также во входной цепи регул тора 8 пускового тока. Напр же- 0 ние ограничени этого регул тора равно напр жению на диагонали посто нного тока диодного моста 28, которое пропорционально разности или сумме сигналов на входах сумматора 26. На первый вход сумматора 26 подаетс

5

напр жение Uj згдани темпа изменени скорости (ускорени ) электродвигател 1. На второй вход сумматора 26 поступает напр жение Цц, модуль которого пропорционален моменту статической нагрузки электродвигател 1, а пол рность зависит от того, имеет место режим разгона или режим торможени электродвигател 1. Выделение

этих режимов осуществл етс релейным

гч

из напр жени U на выходе сумматора зависимостью

т.е. 26 опUn 2 .) K,,(L4, - ,,М,),

(1)

где М - статически момент двигател ; Kj, К. и К,, - коэффициенты усилени соответственно блока 24 умножени , датчика 25 и сумматора 26.

В режиме разгона электродвигател 1, когда сигнал задани скорости U значительно превышает сигнал . , регул торы 3 и 8 работают в режиме ограничени , т.е. на выходе регул тора 3 скорости имеетс максимальное нап- р жение U, ,j. , а на выходе регул тора 8 пускового тока - максимальное напр жение П равное напр жению

э .«.ai4c на выходе сумматора 26 U. .

/ ь

Задание на ток кор в режимах разгона и торможгн пропорционально разности напр жр ги11 на выходах регул торов 3 и 8.

Задание на ток кор в режиме разгона I

ЗР определ етс зависимостью

I/,, KI/UIVJ

Зр J 3

I-1P К(и,- и,„,, ), (2) где К - коэффициент пропорциональности , или с учетом уравнени (1)

+ K,K.,Kj,M,).

(3)

Момент электродвигател 1 М в режиме разгона пропорционален току 1,р . Как следует из уравнени (3), по мере роста статического момента К ,ток I }р и момент электродвигател 1 М, возрастают. При этом обеспечиваетс неизменное заданное значение динамического момента в режиме разгона

М,

М q - М ,

(4)

АПК t С

не з ис щее от статического моме} та Mj,, т.е. заданный неизменный темп изменени скорости электродвигател 1

dw dtI

где I - момент шерции электропривода .

(5)

В тех случа х, когда задание тока кор в режиме разгона по уравнению (3) вследствие значительного роста статического моме}1та М может превысить максимально допустимое по услови м коммутации на коллекторе значение , в цепь обратной св зи регул тора 8 должен быть включен дополнительно узел нерегулируемого ограничеНИН , исключающий чрезмерное увеличение задани тока 1. .

В режиме торможени , когда производна модул скорости отрицательна , пол рность напр жени на выходе блока 22 дифференцировани измен етс на обратную. Это приводит к изменению пол рности сигналов на выходе релейного элемента 23 и блока 24 умножени , т.е. в режиме торможени сигнал и суммируетс с сигналом Uj и па- пр жение на выходе сумматора 26 определ етс зависимостью и 24, KjtCU, -t- и J к ,fc(U jv| + X М).(6)

Задание на ток кор в режиме торможени I

;т

подобно рассмотренному

дл режима разгона, определ етс соотношением (2) или с учетом уравнени (6)

Зт

к(и,

макс

М

Kj4 К. ) .

(7)

По мере роста статического момента ток Ij и тормозной момент электродвигател MQ уменьшаютс . Благодар этому поддерживаетс неизменное заданное значение динамического момента в режиме торможени

М

дин

М + MC

(8)

и .соответствующий этому моменту посто нный темп изменени скорости электродвигател в режиме торможени

35

du) Мдии dt I

(9)

40

45

50

не завис щие от статического момента М и равные динамическому моменту и темпу изменени скорости в режиме разгона.

В конце процесса разгона при приближении действительного значени скорости электродвигател и. к заданному разность сигналов Uj(- и U на входе регул тора 8 уменьшаетс настолько , что напр жение на входе этого регул тора полностью гаситс в пр мом сопротивлении диодов 9 и 10, т.е. регул тор 8 тока перестает вли ть на работу устройства. Изменени момента статической нагрузки при неизменном сигнале задани скорости

и

зс

благодар высокому быстродей55

ствию системы не привод т к существенному отклонению действительной скорости от заданной, поэтому регул тор 8 пускового тока не оказывает вли ни на работу системы в этом режиме .

Заданный темп изменени тока кор в динамических режимах, определ емых как изменени ми сигнала задани скорости U.j, , так и изменени ми статической нагрузки двигател , формируетс элементами 2 и 3, 5-11, 15 и 25 функциональной схемы.

Заданный темп изменени тока кор

2 лени R, устройство обеспечивает за

пропорционален напр жению ограничени 10 ной времени Т в функции сопротив- регул тора 5 тока U,,, На входе ти- ристорного преобразовател 7 в режиме разгона действует сумма сигналов, поступающих от датчика 12 скорости, регул тора 6 тока и регул тора 19 тока. 15

Напр жение тиристорного преобразовател 7 определ етс в этом режиме

данный закон изменени тока кор пр любых температурных изменени х обмот ки кор двигател .

Величина напр жени ограничени и, регул тора 5 тока измен етс

автоматически в функции скорости вращени электродвигател 1. Напр же u( , . ние и,-, равно напр жению в диа

Un KpU,

(К, -ь -)-К, К

Де

КKfl - коэффициент передачи тиристорного преобразовател ,

и Т - коэффициент усилени и посто нна времени ПИ-регул - тора тока;

коэффициент пропорциональности между скоростью электродвигател (у и сигналом на входе тиристорного преобразовател , осуществл ющим компенсацию вли ни ЭДС двигател .

т т R

5 it.

+ R.

(10)

-11 М4

где Т,, - посто нна времени интегрировани регул тора 19 тока, подключенного на выход регул тора 5 тока через делитель напр жени , образованный ре30 уменьшение напр жени U j, по мере увеличени скорости вращени электродвигател при значени х скорости, превышающих 0,25tAj , где Шц - номи35

н нальна скорость вращени двигател ,

и неизменную максимальную величину напр жени Uj, при ,25шц.

45

Благодар этому обеспечиваетс максимальное значение производной тозистором 13 и фоторезистором 40 °Р скорост х элект- 4родвигател и постепенное уменьшение

этой производной при ы- /0,25юц , соответствующее изменени м условий коммутации в функции скорости электродвигател . Автоматическое регулирование скорости изменени тока кор по мере изменени скорости вращени двигател позвол ет использовать максимально допустимый по услови м коммутации на коллекторе темп изменени тока кор в динамических режимах, что дает возможность повысить использование электродвигател и увеличить быстродействие электропривода.

К и С - сопротивление вс входной цеI D

пи и емкость в цепи обратной св зи регул тора 19 тока, R и R,- сопротивление резистора

13 и фоторезистора 14. При температурных изменени х сопротивлени R о обмотки кор осуществл етс автоматическое изменение посто нной времени интегрировани Т2 регул тора 19 тока в соответствии с

50

формулой Т. --Г-. Так, например, KjKq

при увеличении сопротивлени R „ вследствие роста температуры обмотки кор увеличиваетс сигнал на датчике 17 и на выходе функционального преобразовател 16. При этом увели55

Claims

Формула изобретени

Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, последечиваетс ток, протекающий через све- тодиод оптрона, что вызывает уменьшение сопрот1шлени фоторезистора 14.

Уменьшение сопротивлени R i фоторезистора согласно уравнению (10) приводит к уменьшению посто нной времени Tj регул тора 19 тока. Благодар -автоматическому изменению прсто н2 лени R, устройство обеспечивает заной времени Т в функции сопротив-

10 ной времени Т в функции сопротив- 15

данный закон изменени тока кор при любых температурных изменени х обмотки кор двигател .

Величина напр жени ограничени и, регул тора 5 тока измен етс

автоматически в функции скорости вращени электродвигател 1. Напр же- . ние и,-, равно напр жению в диа20 гонали посто нного тока диодного моста 29, поступающему от функционального преобразовател 20, на вход которого подаетс сигнал, пропорциональный скорости электродвигател 1.

25 Пол рность напр жени Uj на выходе функционального преобразовател 20 от направлени вращени двигател не зависит . Характеристика функционального преобразовател 20 обеспечивает

30 уменьшение напр жени U j, по мере увеличени скорости вращени электродвигател при значени х скорости, превышающих 0,25tAj , где Шц - номи35

н нальна скорость вращени двигател ,

и неизменную максимальную величину напр жени Uj, при ,25шц.

55

Формула изобретени

Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, последе10

ательно соединенные задатчик, тор скорости с блоком ограничени , регул тор тока, а также тиристорный преобразователь, выход которого подключен к корной обмотке электродвигател , регул тор пускового тока, один вход которого соединен с задат- чиком, а выход через два встречно-па- ра лельно включенных диода соединен с входом регул тора тока, датчик тока электродвигател , выход которого соединен с входом регул тора тока, датчик скорости электродвигател , выходом подключенный к входам регул - 15 тора скорости, регул тора пускового тока и тиристорного преобразовател , отличающийс тем, что, с целью улучшени качества регулировани при одновременном повышении быстродействи , он дополнительно снабжен пропорциональным регул тором тока, интегральным i .гул тором тока, первым функциональным преобразователем, реализующим зависимость

20

и

вих

где а

L. г . А С; а гриндуктивность кор электродвигател - ,

коэффициент усилени пропорционального регул тора тока; -55 jxj -входные резисторы интегрального регул тора тока-,

А,В и С- коэффициенты пропорциональности ,

вторым функциональным преобразоватеR

«Л

г и R,

лем, двум диодными мостами, блоком выделени модул , блоком дифференцировани , релейным элементом, датчиком

1332501Н

регул - модул статического момента двигател , множительным устройством, сумматором , оптроном, резистором, датчиком Р- температуры обмотки кор , задатчиком темпа изменени скорости электродвигател , причем выход регул тора тока соединен с входом пропорционального регул тора тока и резистором, включенным последовательно с фоторезистором оптрона, светоДиод которого через первый функциональный преобразователь соединен с датчиком температуры обмотки кор двигател , обща точка между резистором и фоторезистором соединена с входом интегрального регул тора тока, выходы второго и третьего регул торов тока подключены к входу тиристорного преобразовател , выход датчика скорости подключен к входу второго функционального преобразовател и входу блока выделени модул , включенного последовательно с блоком дифференцировани и релейным элементом, выход релейного элемента подключен к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом датчика модул статического момента, выход блока умножени соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком темпа изменени скорости двигател , выход сумматора подключен к диагонали посто нного тока первого диодного моста, диагональ переменного тока которого включена в цепь обратной св зи регул тора пускового тока, в цепь обратной св зи регул тора тока диагонально переменного тока включен второй диодный мост, диагональ посто нного тока которого соединена с выходом второго функционального преобразовател .

25

L,

К

30

40

10

15

Р-

15

20

Р-

15

Р-

25

грегул - Р-

L,

К

30

Р-

40

Редактор О.Юрковецка

Составитель М.Кр хтунова Техред И.Попович

3846/54

Тираж 659 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор П.Бескид

Подписное