SU921014A1 - Dc drive - Google Patents

Description

. . . Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах адаптивного- управлени  электроприводами с широтно-импульсными преобразовател ми или с управл емыми выпр мител ми с раздельным управлением.. . . The invention relates to electrical engineering and can be used in adaptive control systems for electric drives with pulse-width converters or with controlled rectifiers with separate control.

Известны электроприводы посто нного тока с широтно-импульсными преобразовател миJ содержащие последовательно соединенные источник сигнала Задани , узел сравнени ,регул тор частоты вращени , звено с зоной нечувствительности - формирователь импульсов управлени , импульсный усилитель мощности, двигатель,а также управл емый ключ, устройство управлени  этим ключом, дополнительнь й усилитель. В известных электроприводах определ ют положение выходной координаты регул тора относительно зоны нечувствительности нелинейного Звена - формировател  импульсов управлени , осуществл ют форсированное прохождение зоны нечувствительности нелинейного.звена - формировател  импульсов управлени  путем увеличейи  общего коэффициента усилени  контура регулировани  при подключении Дополнительного усилител  либо за счет временной подачи на вход регул тора частоты вращени  сигнала, знак которого определ етс  знаком задающего сигнала, но значительно превос10 ход щий задающий сигнал 1П и 121.DC electric drives with pulse-width converters are known. These include a serially connected source of signal, a reference unit, a frequency controller, a link with a dead zone — a control driver, a pulse power amplifier, a motor, and a control key; key additional amplifier. In known electric drives, the position of the output coordinate of the regulator relative to the dead band of the nonlinear Link — the control pulse shaper is determined, the dead band of the nonlinear link — the control pulse shaper is forced to increase by the overall gain of the control loop when the Additional amplifier is connected or due to a temporary feed input of the speed regulator of the signal whose sign is determined by the sign of the master signal la, but significantly superior 1P and 121 driving signal.

Недостатком указанных электроприводов  вл етс  то, что они не компенсируют вли ние момента механизма типа сухого трени .The disadvantage of these actuators is that they do not compensate for the effect of the moment of the mechanism such as dry friction.

ISIS

Наиболее близким техническим решением  вл етс  электропривод посто нного тока, содержащийэлектродвигатель с датчиками частоты вращени  и производной статической составл ю20 щей тока . кор , последовательно соединенные источник задани  сигнала, узел сравнени , регул тор частоты вращени , формирователь импульсов управлени  с индикатором импульсов, импульсный -усилитель мощности,выход которого подключен к электродвигате лю, выход датчика частоты вращени  подключен ко второму входу узла срав нени , а также управл емый ключ Г31 Недостатком данного электропривода  вл етс  низка  надежность, обуславливаема  тем, что при сигнале задани , равном нулю, к регул тору час TotM вращени  подключены дополнитель ные звень  либо изменены параметры регул тора частоты вращени  таким образом, что уменьшена интегральна посто нна  времени, что приводит к существенному снижению помехозащищенности и возможности дрейфа частоты вращени  двигател . Цель изобретени  - повышение надежности .Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены дополнительный усилитель и релейный элемент , причем вход дополнительного усилител  подключен к выходу источника сигнала задани , а выход его через управл емый ключ, управл юща  цепь которого соединена со вторым выходом формировател  импульсов с индикатором импульсов, подключен ко входу релейного элемента, к которому также подключен выход датчика производной статической составл ю щей тока  кор , выход релейного элемента соединен со вторым- входом регул тора частоты вращени . На чертеже приведена схема пред;; лагаемого электропривода. Электропривод содержит источник сигнала задани  .(не показан), выход которого подклю 1ен к первому входу узла сравнени  1, ко второму входу которого подключен выход датчика 2 частоты вращени . .Выход источника .. сигнала задани  соединен также со входом дополнительного усилител  3. Выход узла сравнени  1 соединен с последовательно соединенными регул тором k частоты вращени  формирова телем 5 импульсов управлени  с индикатором импульсов, импульсным усилителем мощности 6, двигателем 7, датчиком 2 частоты вращени . Электропривод содержит датчик В производной статической составл ющей тока  кор , состо щий из датчика. 9 статического тока, один вход которого подключен к выходу двигател  7, а второй - к выходу импульсного усили1А4 тел  мощности 6, и дифференцирующего звена 10, вход которого соединен .с выходом датчика 9 статического тока , а выход  вл етс  выходом датчика 8 производной статической составл ющей тока  кор . Выход дополнительного усилител  3 через ключ 11, управл юща  цепь которого подключена ко второму выходу формировател  5 импульсов с индикатором импульсов, подключен ко входу релейного элемента 12, к этому же входу подключен выход датчика 8 производной статической составл ющей тока  кор . Выход релейного элемента 12 подключен ко второму входу регул тора k иастоты вращени . Электропривод работает следующим образом. В исходном состо нии схемы (Ugx 0) сигнал на выходе усилител  равен нулю или составл ет величину, не превышающую порог релейного элемента 12, ключ 11 замкнут, на выходе датчика 8 производной статического тока  кор  также сигна-л равен нулю или не превышает порог элемента 12. На выходе элемента 12 сигнал равен нулю и к регул тору А частоты вращени  форсирующий сигнал не поступает . . При подаче входного сигнала (и, Ф 0) сигнал на выходе усилител  3 через замкнутый ключ 11 превышает порог элемента 12 и к регул тору k частоты вращени  поступает с выхода элемента 12 сигнал, знак которого совпадает с сигналом задани . При этом в регул торе Ц частоты вращени  переходный процесс протекает форсированно , выходна  координата регул торе быстро проходит зону нечувствительности формировател  5 импульсов управлени  с индикатором импульсов. При по влении импульсов на выходе указанного формировател  5 на выходе индикатора импульсов по вл етс  си1- нал, перевод щий ключ 11 в разомкнутое состо ние. Одчовременно начинаетс  рост тока  кор . При наличии момента нагрузки типа сухого трени  ток  кор  начинает расти, но двигатель стоит. Так как ток  кор  растет , то имеет место производна  статического тока, на выходе датчика 8 производной статического тока  кор  по вл етс  сигнал, превышающий порог срабатывани  релейного элемента 12, и к регул тору k частоты враще592The closest technical solution is a DC electric drive containing an electric motor with rotational speed sensors and a derivative of the static component of the current. core, serially connected signal source, comparison node, speed regulator, control pulse generator with pulse indicator, pulse-power amplifier, the output of which is connected to the electric motor, output of the rotation frequency sensor is connected to the second input of the comparison node, and Key G31 The disadvantage of this drive is low reliability, due to the fact that when the reference signal is equal to zero, additional links or measurements are connected to the TotM clock controller. The parameters of the speed regulator are changed in such a way that the integral time constant is reduced, which leads to a significant decrease in the noise immunity and the possibility of drift of the engine rotation frequency. The purpose of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by adding an additional amplifier and a relay element to the device, the input of an additional amplifier being connected to the output of the reference signal source, and its output through a control key, the control circuit of which is connected to the second output of the pulse generator with pulse indicator, connected to the input of the relay element, to which the output of the sensor of the derivative of the static component of the current core is also connected, the output of the relay element is connected to vtorym- input rotational speed regulator of the torus. The drawing shows the scheme before ;; lagged electric drive. The actuator contains the source of the reference signal. (Not shown), the output of which is connected to the first input of the comparison node 1, to the second input of which the output of the rotational speed sensor 2 is connected. The output of the reference signal source is also connected to the input of the additional amplifier 3. The output of the comparison node 1 is connected to the rotational speed controller k connected in series by generating 5 control pulses with a pulse indicator, a power amplifier 6, a motor 7, a rotational frequency sensor 2. The actuator contains a sensor In the derivative of the static component of the current core, consisting of a sensor. 9 static current, one input of which is connected to the output of the engine 7, and the second to the output of the pulse force 1A4 of the power bodies 6, and differentiating element 10, whose input is connected to the output of the static current sensor 9, and the output is the output of the sensor 8 derived from the static component current The output of the additional amplifier 3 through the switch 11, the control circuit of which is connected to the second output of the imaging unit 5 pulses with a pulse indicator, is connected to the input of the relay element 12, and the output of the sensor 8 is derived from the static component of the current cor. The output of the relay element 12 is connected to the second input of the rotational speed controller k. The drive works as follows. In the initial state of the circuit (Ugx 0), the signal at the amplifier output is zero or equal to or less than the threshold of the relay element 12, the key 11 is closed, and at the output of the sensor 8 derived from the static current, the signal signal is also zero or zero. 12. At the output of element 12, the signal is zero and no boost signal is sent to the regulator A of the rotational speed. . When the input signal (and, F 0) is applied, the signal at the output of the amplifier 3 through the closed key 11 exceeds the threshold of the element 12 and to the controller k the rotational frequency is fed from the output of the element 12 a signal whose sign matches the reference signal. In this case, in the controller C of the rotational speed, the transient process proceeds forcefully, the output coordinate of the controller quickly passes the dead zone of the driver 5 control pulses with a pulse indicator. When pulses appear at the output of the specified shaper 5, a signal appears at the output of the pulse indicator, which translates key 11 into the open state. At one time, the current of the core begins to increase. In the presence of a load moment such as dry friction, the current of the core begins to grow, but the engine is worth it. As the current core grows, a derivative of static current takes place, at the output of sensor 8 of the derivative of static current core, a signal appears that exceeds the response threshold of the relay element 12, and to the frequency controller k, the speed rotates

ни  поступает форсирукхчий сигнал. Нарастание  корного тока происходит относительно быстро. При моменте двигател , равном моменту нагрузки, нарастание статической составл ющей тока прекращаетс , производна  ста , тической составл ющей тока равна нулю , на выходе релейного элемента 12 сигнал тоже равен нулю.nor is the forcing a signal. The increase in the core current occurs relatively quickly. When the motor torque is equal to the load torque, the static component of the current increases, the derivative of the static component of the current is zero, and the signal at the output of the relay element 12 is also zero.

При изменении пол рности входного сигнала начинаетс  спад тока  кор , на выходе датчика 8 производной статического тока по вл етс  сигнал, превышающий порог срабатывани  эл мента 12, форсируетс  переходный процесс в регул торе частоты вращени  и увеличиваетс  скорость изменени   корного тока. При вхо)| дении выходной координаты регул тора 4 частоты вращени  в зону нечувствительности формировател  5 импульсов управлени  на выходе формировател  5 импульсов управлени  отсутствуют импульсы , ток  кор  равен нулю,-HO зйМкнут ключ М, сигнал на выходе усилител  3 больше порога срабатывани  релейного элемента 12, сигнал с выхода релейного элемента 12 продолжает форсировку регул тора i частоты вращени  до выхода выходной координаты регул тора частоты вращени  из зоны нечувствительности формировател  5 импульсов управлени .When the polarity of the input signal changes, the current in the core begins to drop, the output of the sensor 8 derived from the static current produces a signal exceeding the threshold of the element 12, accelerates the transient process in the rotational speed controller and increases the rate of change of the root current. At log in) | the output coordinate of the regulator 4 rotational frequency in the dead zone of the driver 5 for the control pulses at the output of the control formers 5, there are no pulses, the current cor is equal to zero, -HO lock switch M, the output signal of the amplifier 3 is greater than the threshold of the relay element 12, the signal from The relay element 12 continues to force the regulator i of the rotational speed until the output coordinate of the regulator of the rotational speed is output from the dead zone of the driver 5.

В дальнейшем работа электродривода аналогична описанному при пуске .Further operation of the electric drive is similar to that described at the start.

При прекращении подами задающего .сигнала формирование переходного процесса в регул торе частоты вращени  осуществл етс  до спадани   корного тока до нул  как при реверее , т.е. до вхождени  выходной координаты регул тора 4 частоты вращени  в зоне нечувствительности формировател  5 импульсов управлени , А в дальнейшем форсировки не происходит , так как хот  и ключ 11 замкнут , но сигнал на выходе усилител  3 не превышает порог элемента 12.When the master signal is discontinued, the formation of a transient process in the rotational speed regulator is carried out until the crust current drops to zero as in the revolver, i.e. before the output coordinate of the regulator 4 of the rotation frequency is entered in the dead zone of the driver 5, the A forcing does not occur, because although key 11 is closed, the signal at the output of amplifier 3 does not exceed the threshold of element 12.

Переходный процесс в регул торе k частоты вращени  проходит форсированно не только при изменении входного сигнала, но и при изменении нагрузки на валу двигател  (наброс или сброс нагрузки).The transient process in the rotational speed controller k is forced not only when the input signal changes, but also when the load on the motor shaft changes (gain or load shedding).

Предложенный.электропривод посто нного тока позвол ет повысить надежность , исключив дополнительное воздействие на регул тор частоты ;. вращени  при отсутствии задающего сигнала, что существенно-повышает помехозащищенность и исключает возможность дрейфа частоты вращени .The proposed DC electric drive makes it possible to increase reliability by eliminating the additional effect on the frequency regulator;. rotation in the absence of a master signal, which significantly increases the noise immunity and eliminates the possibility of rotational frequency drift.

Claims (3)

1.Авторское cвидeтeльctвo СССР № 51166Ь кл. Н 02 Р 5/16, 1976.1. Authors license USSR No. 51166b cl. H 02 P 5/16, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 66170 , кл. Н 02 Р 5/16, 1979.2. USSR author's certificate number 66170, cl. H 02 P 5/16, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР rio за вке № 2б 5331/2«-07,3. USSR author's certificate rio, application no. 2b 5331/2 “-07, кл. Н 02 Р 5/06, 1978.cl. H 02 P 5/06, 1978.