SU832691A1 - Electric dc drive with regulation range of 1:100 and up - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в качестве привода, например, в станках с программным управлением.The invention relates to electrical engineering, in particular to direct current electric drives, and can be used as a drive, for example, in machine tools with programmed control.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий двигатель постоянного ⁵ тока, реверсивный тиристорный преобразователь и фазосдвигающий узел, выход которого подсоединен к тиристорному преобразователю посредством переключателя [ 1 ].Known DC electric drive containing a DC motor of ⁵ current, a reverse thyristor converter and a phase-shifting unit, the output of which is connected to the thyristor converter via a switch [1].

Однако такое устройство обладает зо- до ной нечувствительности преобразователя, вызванной наличием противоЭДС и, как следствие этого, малым быстродействием при изменении управляющего сигнала. Кроме того, оно обладает недостаточно широ.ким диапазоном регулирования. ¹⁵ However, such a device has a transducer insensitivity zone caused by the presence of a counter-emf and, as a consequence, low speed when the control signal changes. In addition, it has an insufficiently wide range of regulation. ^fifteen

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод постоянного тока с диапазоном регулирования 1:1000 и более, содержащий элек- _м тродвигатель постоянного тока, реверсивный тиристорный преобразователь, выполненный в виде двух нереверсивных преобразователей, два канала управления которых включают в себя блоки для импульсно-фа^г зового управления и источник управляющего сигнала с двумя дифференциальными выходами для подключения соответствующего канала управления [2].The closest to the invention by the technical essence is a DC motor with a control range of 1: 1000 or more containing electron _m trodvigatel DC reversing thyristor converter configured as two inverters irreversible, which are two of the control channel include blocks for pulse- F ^r zovogo management and control signal source with two differential outputs for connecting the respective control channel [2].

Недостаток привода заключается в невысоком быстродействии при изменении управляющего сигнала/The disadvantage of the drive is its low speed when changing the control signal /

Цель изобретения — повышение быстродействия привода путем компенсации зоны нечувствительности преобразователя, обусловленной наличием противоЭДС.The purpose of the invention is to increase the speed of the drive by compensating for the deadband of the converter due to the presence of counter-emf.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод постоянного тока с диапазоном регулирования 1:1000 и более, содержащий электродвигатель постоянного тока, реверсивный тиристорный преобразователь, выполненный в виде двух нереверсивных преобразователей, два канала управления которых включают в себя блоки для импульсно-фазового управления и источник управляющего сигнала с двумя дифференциальными выходами для подключения соответствующего канала управления, дополнительно введены в каждый канал управления по сумматору, выходы которых подсоединены к соответствующим блокам для им пульсно-фазового управления, а первые входы подключены к дифференциальным выходам источника управляющего сигнала, два включенных встречно диода, один из которых непосредственно, а второй через инвертор соединены с вторыми входами сумматоров, датчик противоЭДС и функциональный преобразователь, включенный между датчиком противоЭДС и точкой соединения диодов и выполненный формирующим величину сигнала управления по углам отпирания тиристоров нереверсивных тиристорных преобразователей, соответствующим моменту равенства фазного напряжения величине противоЭДС.This goal is achieved in that in a direct current electric drive with a control range of 1: 1000 or more, containing a direct current electric motor, a thyristor reversible converter made in the form of two non-reversible converters, two control channels of which include blocks for pulse-phase control and a source control signal with two differential outputs for connecting the corresponding control channel, additionally introduced into each control channel by an adder, the outputs of which x are connected to the corresponding blocks for pulse-phase control, and the first inputs are connected to the differential outputs of the control signal source, two on-board diodes are turned on, one of which is directly connected, and the second is connected through the inverter to the second inputs of the adders, a counter-emf sensor and a functional converter included between the counter-EMF sensor and the diode connection point and the control signal made by forming the magnitude of the control signal along the thyristor unlock angles of non-reversible thyristor converters, with responsible point of equality phase voltage magnitude of back EMF.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого электропривода.The drawing shows a functional diagram of the proposed electric drive.

Электропривод содержит источник 1 управляющего сигнала, электродвигатель 2 постоянного тока и включенные между ними два канала управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора 3(4), блока 5(6) для импульсно-фазового управления и нереверсивного тиристорного преобразователя 7(8), к вторым входам сумматоров 3(4) подключены, соответственно, непосредственно и через инвертор 9 два встречно включенных диода 10 и 11, точка соединения которых через функциональный преобразователь 12 соединена с датчиком 13 противоЭДС.The electric drive contains a control signal source 1, a DC motor 2 and two control channels connected between them, each of which consists of a series-connected adder 3 (4), block 5 (6) for pulse-phase control and a non-reversible thyristor converter 7 (8) , to the second inputs of the adders 3 (4) are connected, respectively, directly and through the inverter 9 two counterclockwise diodes 10 and 11, the connection point of which through the functional Converter 12 is connected to the sensor 13 counter-emf.

Электропривод работает следующим образом.The electric drive operates as follows.

Источник 1 управляющего сигнала вырабатывает аналоговые сигналы Цуг и Uy» противоположных полярностей, одна из которых (в данном случае отрицательная) является рабочей, т. е. обуславливает появление импульсов управления на выходе блока 5(6) для импульсно-фазового управления. Сигнал с датчика 13, пропорциональный величине противоЭДС электродвигателя 2, поступает на вход функционального преобразователя 12, с помощью которого формируется величина критического сигнала управления U Этот сигнал в зависимости от полярности через диоды 10 или 11 передается в один из сумматоров 4 или 3, где суммируется с одними из управляющих сигналов U_Si или Uyff, причем сигналы от функционального преобразователя 12 имеют благодаря инвертору 9 отрицательную полярность и соответствуют углам отпирания тиристоров нереверсивных тиристорных преобразователей 7 и 8, соответствующим моменту равенства фазного напряжения величине противоЭДС.The source 1 of the control signal produces analog signals Zug and Uy »of opposite polarities, one of which (in this case, negative) is operational, that is, it causes the appearance of control pulses at the output of unit 5 (6) for pulse-phase control. The signal from the sensor 13, which is proportional to the counter-EMF of the electric motor 2, is fed to the input of the functional converter 12, with the help of which the critical control signal U is generated. This signal, depending on the polarity, is transmitted through diodes 10 or 11 to one of the adders 4 or 3, where it is summed with one of the control signals U _S i or Uyff, the signals from converter 12 are functional inverter 9 through a negative polarity and correspond to the corners of the thyristor firing thyristor irreversible n eobrazovateley 7 and 8, corresponding to the equity value of the phase voltage emf.

Таким образом, суммирование управляющих сигналов с сигналом функционального преобразователя приводит к устранению зоны нечувствительности, вызванной влиянием противоЭДС двигателя на работу каналов управления. Например, если полярность сигнала с датчика 13 противоЭДС положительна и обусловлена работой первого канала управления (Ц(1 <01 сигнал с выхода функционального преобразователя 12 суммируется с управляющим сигналом второго канала. В результате, при уменьшении (U_SI) до величины (Uyq,), 5 когда условия отпирания тиристоров преобразователя первого канала нарушаются, в работу вступает второй канал , так как сигнал, поступающий на вход блока. 5 для импульсно-фазового управления второго канала, при этом изменяет знак (Uyjf-b (-Ц^О, ¹⁰ что обеспечивает эффективное торможение до меньшей скорости, т. е. увеличивает быстродействие электропривода.Thus, the summation of the control signals with the signal of the functional Converter eliminates the deadband caused by the influence of the back-emf of the engine on the operation of the control channels. For example, if the polarity of the signal from the counter-EMF sensor 13 is positive and due to the operation of the first control channel (C (1 <01, the signal from the output of the functional converter 12 is summed with the control signal of the second channel. As a result, when (U _SI ) decreases to (Uyq,) , 5 when the conditions for unlocking the thyristors of the converter of the first channel are violated, the second channel comes into operation, since the signal arriving at the input of the unit. 5 for pulse-phase control of the second channel, changes the sign (Uyjf-b (-C ^ O, ¹⁰ which provides effective braking to a lower speed, i.e., increases the speed of the electric drive.

Изобретение позволяет получить более высокий уровень быстродействия при измене^5 ниях управляющего .сигнала.The invention makes it possible to obtain a higher level of speed when changing the control signal.

Claims (2)

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДИАПАЗОНОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ 1:1000 И БОЛЕЕ пульсно-фазового управлени , а первые входы подключены к дифференциальным выходам источника управл ющего сигнала, два включенных встречно диода, один из которых непосредственно, а второй через инвертор соединены с вторыми входами сумматоров , датчик противоЭДС и функциональный преобразователь, включенный между датчиком противоЭДС и точкой соединени  диодов и выполненный формирующим величину сигнала управлени  цо углам от пираний тиристоров нереверсивных тиристор ,-f ных преобразователей, соответствующим моменту равенства фазного напр жени  величине противоЭДС. На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого электропривода. Электропривод содержит источник 1 управл ющего сигнала, электродвигатель 2 посто нного тока и включенные между ними два канала управлени , каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора 3(4), блока 5(6) дл  импульсно-фазового управлени  и нереверсивного тиристорного преобразовател  7(8), к вторым входам сумматоров 3(4) подключены , соответственно, непосредственно и через инвертор 9 два встречно включенных диода 10 и 11, точка соединени  которых через функциональный преобразователь 12 соединена с датчиком 13 противоЭДС. Электропривод работает следующим образом . Источник 1 управл ющего сигнала вырабатывает аналоговые сигналь Uyj и противоположных пол рностей, одна из которых (в данно.м случае отрицательна )  вл етс  рабочей, т. е. обуславливает по вление импульсов управлени  на выходе блока 5(6) дл  импульсно-фазового управлени . Сигнал с датчика 13, пропорциональный величине противоЭДС электродвигател  2, поступает на вход функционального преобразовател  12, с помощью которого формируетс  величина критического сигнала управлени  U . Этот сигнал в зависимости от пол рности через диоды 10 или 11 передаетс  в один из сумматоров 4 или 3, где сум.мируетс  с одними из управл ющих сигналов LJji или , причем сигналы от функционального преобразовател  12 имеют благодар  инвертору 9 отрицательную пол рность и соответствуют углам отпирани  тиристоров нереверсивных тиристорных преобразователей 7 и 8, соответствующим моменту равенства фазного напр жени  величине противоЭДС. Таким образом, суммирование управл ющих сигналов с сигналом функционального преобразовател  приводит к устранению зоны нечувствительности, вызванной вли нием противоЭДС двигате.л  на работу каналов управлени . Например, если пол рность сигнала с датчика 13 противоЭДС положительна и обусловлена работой первого канала управлени  ( 0. ), сигнал с выхода функционального преобразовател  12 суммируетс  с управл ющим сигналом второго канала. В результате, при уменьщении (Ujj) до величины С-ук|) когда услови  отпирани  тиристоров преобразовател  первого канала нарушаютс , в работу вступает второй канал , так как сигнал, поступающий на вход блока, 5 дл  импульсно-фазового управлени  второго канала , при этом измен ет знак (11,,-;+ (-U., что обеспечивает эффективное торможение ДО меньщей скорости, т. е. увеличивает быстт .-ч11хл111тгг,-чт1 f r f- f riz Т f лгг 1:ъпта1гттоо ПГ Л родействие электропривода. Изобретение позвол ет получить более высокий уровень быстродействи  при изменени х управл ющего .сигнала. Формула изобретени  Электропривод посто нного тока с диапазоном регулировани  1:1000 и более, содержащий электродвигатель посто нного тока , реверсивный тириеторный преобразователь , выполненный в виде двух нереверсивных преобразователей, два канала управлени , которых включают в себ  блок дл  импульсно-фазового управлени  и источник управл ющего сигнала с двум  дифференциальными выходами дл  подключени  соответствующего канала управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  привода путем. компенсации зоны нечувствительности преобразовател , обусловленной наличием противоЭДС, в него дополнительно введены в каждый канал управлени  по сумматору, выходы которых подсоединены к соответствующим блокам дл  импульсно-фазового управлени , а первые входы подключены к дифференциальным выходам источника управл ющего сигнала , два включеных встречно диода, один из которых непосредственно, а второй через инвертор соединены с вторыми входами сумматоров , датчик противоЭДС и функциональный преобразователь, включенный между датчиком противоЭДС и точкой соединени  диодов и выполненный формирующи.м величину сигнала управлени  по углам отпирани  тиристоров нереверсивных тиристорных преобразователей, соответствующим моменту равенства фазного напр жени  величине противоЭДС. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Козин В. М. и Марченко Я. Я. Управл ющие устройства тиристорных преобразователей дл  электроприводов посто нного тока. М., «Энерги , 1971, с. 19-21, рис. 66. (54) ELECTRIC DRIVE OF CURRENT WITH A CONTROL PANEL 1: 1000 AND MORE pulsed-phase control, and the first inputs are connected to the differential outputs of the control signal source, two of the opposite-connected diode, one of which is directly, and the second through the inverter connected to the second inputs of summers , a counter electromotive force sensor and a functional converter connected between the counter electromotive force sensor and the diode junction point and made to form the magnitude of the control signal for the angles from the pyranium thyristors of irreversible type a resistor, -f converters, corresponding to the moment of equality of the phase voltage to the counter-emf value. The drawing shows a functional diagram of the proposed electric drive. The electric drive contains a control signal source 1, a direct current electric motor 2 and two control channels connected between them, each of which consists of a series-connected adder 3 (4), unit 5 (6) for pulse-phase control and an irreversible thyristor converter 7 ( 8), to the second inputs of the adders 3 (4) are connected, respectively, directly and through the inverter 9 two oppositely connected diodes 10 and 11, the connection points of which are connected to the counter electromotive force sensor 13 via the functional converter 12. The drive works as follows. The control signal source 1 generates an analog signal Uyj and opposite polarities, one of which (in this case, negative) is working, i.e., causes the appearance of control pulses at the output of block 5 (6) for pulse-phase control . The signal from the sensor 13, proportional to the counter-emf of the electric motor 2, is fed to the input of the functional converter 12, with which the value of the critical control signal U is generated. Depending on polarity, this signal is transmitted through diodes 10 or 11 to one of adders 4 or 3, where the sum is combined with one of the control signals LJji or, and the signals from the functional converter 12 have negative polarity due to inverter 9 and correspond to angles unlocking the thyristors of the non-reversible thyristor converters 7 and 8, corresponding to the moment of equality of the phase voltage to the counter-electromotive force value. Thus, the summation of the control signals with the signal of the functional converter leads to the elimination of the dead zone caused by the influence of the motor's back electromotive force on the operation of the control channels. For example, if the polarity of the signal from the counter-emf sensor 13 is positive and due to the operation of the first control channel (0.), the signal from the output of the function converter 12 is summed with the control signal of the second channel. As a result, when decreasing (Ujj) to the value of С-ук |) when the thyristor unlocking conditions of the first channel transducer are violated, the second channel comes into operation, because the signal entering the input of the block 5 for the pulse-phase control of the second channel, while changes sign (11, -; + (-U., which provides effective braking to a lower speed, i.e. increases speed. -h11hl111tgg, -cht1 fr f- f riz T f lgg 1: пта1гттоо ПГ Л electric drive The invention allows to obtain a higher level of speed with changes in control The formula of the invention A DC electric drive with an adjustment range of 1: 1000 or more, comprising a DC electric motor, a reversible thyristor converter made in the form of two non-reversible converters, two control channels, which include a block for pulse-phase control and control signal source with two differential outputs for connecting the corresponding control channel, characterized in that, in order to increase the speed of the drive by. Compensation of the dead zone of the converter due to the presence of counter-electromotive force is additionally introduced into each control channel via an adder, the outputs of which are connected to the corresponding blocks for the pulse-phase control, and the first inputs are connected to the differential outputs of the control signal source, two on-opposite diode, one of which directly, and the second through the inverter are connected to the second inputs of the adders, the counter-EMF sensor and the functional converter connected between the sensors a com pooled electromotive force and a junction point of the diodes and a formative value of the control signal at the angles of unlocking the thyristors of nonreversible thyristor converters, corresponding to the moment of phase voltage equality, the counter electromotive force value. Sources of information taken into account in the examination 1. V. Kozin and I. Ya. Marchenko. Control devices of thyristor converters for direct current drives. M., “Energie, 1971, p. 19-21, fig. 66 2. Каган В. Г., Кочубиевский Ф. Д. и Шугрин В. М. Нелинейные системы с тиристорами . М., «Энерги , 1968, с. 24. (прототип ) .2. Kagan V. G., Kochubievsky F. D. and Shugrin V. M. Nonlinear systems with thyristors. M., “Energie, 1968, p. 24. (prototype).