Устройство для определения скорости двигателя в электроприводе с двухзонным регулированием

Устройство для определения скорости двигателя в электроприводе с двухзонным регулированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц1001 399

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свих-ву(22)Заявлено 11. 06.81 (21) 3300013/24-07 (51)M. Кл. с присоеднненнем заявки М—

Н 02 P 5/00

Г удврствеллый комитат

СССР (23) ПриорнтетОпубликовано 28.02.83. бюллетень Ма 8 оо делам лэобрателлй и открытий (53) УДК 62-83:

: 621 ° 317 (088. 8) Дата опубликования опнсанпя 28. 02.83 (72) Автор изобретения

Б.А. Даеничев е я . г я > ,l .г- С

Производственное объединение "Уралэнергоцветмет." .=- -.

t (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ = С< / $ (q) 1

Изобретение относится к электро.технике и может быть использовано, например, в электроприводах прокатных станов, экскаваторов и кранов.

В известных двухзонных системах .регулирования скорости двигателя пострянного тока в качестве традиционных датчиков скорости используются тахогенераторы, механически связанные с валом двигателя.

Недостатком тахогенераторов является наличие зубцовых, коллекторных и оборотных пульсаций, для подавления которых устанавливаются фильтры, что снижает динамические показатели электропривода. Кроме того, тахогенераторы характеризуются недостаточной надежностью из-за возможного нарушения механической связи с валом двигателя, что требует постоянного надзора со стороны эксплуатационного персонала с целью поддержания надежной йаботы датчиков скорости.

Для улучшения энергетических показателей работы электроприводов экска-. ваторов и кранов используют даухзонные системы регулирования скорости вместо традиционных однозонных.

Известно устройство для определения скорости двигателя постоянного тока в электроприводах с двухзонным регулированием, содержащее датчик

ЭДС.двигателя, датчик тока возбуждения и последовательно соединенный с ним нелинейный преобразователь, блок деления, входы которого соединены с выходами датчика ЭДС двигателя и нелинейного преобразователя (1 j. Блок деления осуществляет операцию деления в соответствии с выражением ге где - ЭДС двигателя; т — поток воеоувдеиия двигателя;

UU - частота вращения двигателя.

Данное устройство обладает широкими функциональными возможностями, од5

30

3 10 нако точность операции деления значительно снижается при малых значениях

ЭДС двигателя в первой зоне и малых зна- ениях потока во второй зоне. Кро" ме того, блок деления, испбльзуемый в устройстве, является сложным узлом, что снижает надежность работы устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по техническо" сущности является уст" ройство для определения скорости двигателя в электроприводах с двухзонным регулированием, содержащее датчик ЭДС двигателя, датчик тока возбуждения и последовательно соединенный с ним нелинейный преобразователь, пропорциональный усилитель, подключенный пер вым входом к выходу нелинейного преобразователя, а вторь,м входом соединенный с источником постоянного напряжения, суммирующий усилитель, два ключевых элемента, инвертор знака и два диода, причем выход пропорционального усилителя подключен к входу суммирующего усилителя через первый ключевой элемент и через последовао тельно соединенные инвертор знака и второй ключевой элемент, а выход датчика ЭДС двигателя подключен к входу суммирующего усилителя и через первый и второй диоды — к управляющим входам соответственно первого и второго ключевых элементов. На входе пропорционального усилителя осуществляется операция алгебраического суммирования напряжений выхода нелинейного преобразователя и источника постоянного напряжения. В результате на выходе пропорционального усилителя формируется напряжение, пропорциональное составляющей скорости за счет ослабления потока двигателя. Далее выходное напряжение пропорционального усилителя по одному из двух каналов через первый ключевой элемент или через инвертор знака и второй ключевой элемент поступает на вход суммирующего усилителя, где алгебраически суммируется с выходным напряжением датчика

ЭДС. Выходом устройства является выход суммирующего усилителя(2 ) .

В известном устройстве наличие суммирующего усилителя с двумя входами, на которые поступают сигналы с первого или второго ключевых элементов, а также с выхода датчика ЭДС, усложняет устройство.

Цель изобретения - упрощение устройства.

01399 4

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения ско-. рости двигателя в электроприводе с двухзонным регулированием, содержащем датчик ЭДС двигателя, датчик тока возбуждения, последовательно соединенный с ним нелинейный преобразователь, пропорциональный усилитель, подключенный первым входом к выходу нелинейного преобразователя, а вторым входом - к источнику постоянного напряжения, два ключевых элемента, инвертор знака и два диода, причем выход пропорционального усилителя соединен с инвертором знака и первым ключевым элементом, второй ключевой элемент подключен к выходу инвертора знака, а выход датчика ЭДС двигателя через первый и второй диоды подключен к управляющим входам соответственно первого и второго ключевых элементов, катод первого диода дополнительно соединен с третьим входом пропорционального усилителя, а анод второго диода — со вторым входом инвертора знака.

На .чертеже представлена блок-схема устройства для определения скорости двигателя в электроприводе с двухзонным регулированием.

Предлагаемое устройство содержит датчик 1 тока возбуждения, соединенный последовательно с нелинейным пре35 образователем 2, выход которого подключен к первому входу пропорционального усилителя 3, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения. Выход пропорционального уси. лителя 3 подключен к первому ключевому элементу 4 и через инвертор знака

5 - ко второму ключевому элементу 6.

Выход датчика 7 ЭДС двигателя через первый диод 8 соединен с третьим вхо дом пропорционального усилителя 3 и управляющим входом первого ключевого элемента 4, а через второй диод 9— со вторым входом инвертора знака 5 и управляющим входом второго ключевого элемента б.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства для измерения скорости заключается в измерении и суммировании двух составляющих: пропорциональной ЭДС двигателя и пропорциональной приращению скорости при изменении потока возбуждения двигателя.

5 10013

Скорость двигателя до основной, :т.е. с неизменным потоком возбуждения, пропорциональна ЭДС двигателя и . может быть определена следующим обра.зом 5

I где Ог - текущее значение скорости двигателя до основной;

ЭДС двигателя;

ЧН - номинальный поток двигателя.

При регулировании скорости выше основной, т.е. при постоянстве ЭДС двигателя, приращение скорости зави-, сит от степени ослабления потока возбуждения двигателя и может быть определена как Д( и вциом.

Ч 20 где,дцу" - приращение скорости выше основной; номинальная ЭДС двигателя; текущее значение потока возбуждения; Ф„о„ вЂ” номинальная скорость двигателя., Общее выражение для скорости в пер вой и второй зонах регулирования имеет вид

Сигнал датчика 1 тока возбуждения поступает на вход нелинейного преобразователя 2. Напряжение с выхода нелинейного преобразователя 2, пропорциональное потоку двигателя, поступает на первый вход пропорционального усилителя 3, на второй вход которого поступает напряжение источника опорного напряжения. В результате алгебраического суммирования этих двух на. пряжений реализуется зависимость в

45 соответствии с выражением (3). На третий вход пропорционального усилителя через первый диод 8 поступает сигнал датчика ЗДС 7, имеющий полярность "+", в результате на выходе

50 пропорционального усилителя 3 реализуется зависимость в соответствии с выражением (4) для положительного значения ЭДС двигателя, что справедливо при вращении двигателя в одну сторону.

При вращении двигателя в другую сторону сигнал датчика 7 ЭДС изменяет полярность на "-", первый диод 8 за99 6 йирается, второй диод 9 открывается и сигнал датчика 7 ЭДС поступает на второй вход инвертора знака 5. На первый вход инвертора знака 5 поступает выходной сигнал пропорционального усилителя 3. Таким образом осущес твляется алгебраическое суммирование сигналов на входе инвертора знака 5 в соответствии с выражением (4) для отрицательного значения ЗДС двигателя. В этом случае сигнал пропорционального усилителя 3 соответствует приращению скорости во второй зоне за счет ослабления потока возбуждения по выражению (3).

Для получения сигналов по скорости обоих знаков выход пропорционального усилителя 3 соединен со входом первого ключевого элемента 4, а выход инвертора знака 5 - со входом второго ключевого элемента 6, причем выходы обоих ключевых элементов соединены вместе. Ключевые элементы управляются автоматически с помощью диодов

8 и 9 в зависимости от полярности ЭДС.

Причем при положительной полярности

ЗДС s открытом диоде 8, открывается ключевой элемент 4, а выходной сигнал устройства формируется пропорциональным усилителем 3 путем алгебраического суммирования трех сигналов в соответствии с выражением (4).

При отрицательной полярности ЭДС и открытом диоде 9 открывается ключевой элемент 6, а выходной сигнал устройства формируется инвертором знака

5 путем алгебраического суммирования сигналов на входе в соответствии с выражением (4).

В обоих случаях, т.е. независимо от полярности ЭДС двигателя, на выходе инвертора знака 5 формируется сигнал скорости по модулю "+". в соответствии с выражением (4).

В предлагаемом устройстве по срав- нению с известным отсутствует суммирующий усилитель, что упрощает устройство. Небольшой порог по напряжению, создаваемый диодами 8 и 9 при суммировании сигналов на входах пропорционального усилителя 3 и инвертора знака 5, может быть достаточно просто скомпенсирован схемой компенсации падения напряжений в Р-и-переходах. Кроме того, суммирование сигнала, пропорционального ЭДС двигателя, и сигнала, пропорционального приращению скорости во второй зоне, осуществляется один раз или на входе пропорСоставитель В. Кузнецова

Редактор Л. Пчелинская Техред Т. фанта Корректор А. Дзятко

Заказ 1440/71

Тираж 685 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

7 1001399 8 ционального усилителя 3 при положитель- знака и первым ключевым .элементом, ной полярности ЭДС или на входе инвер второй ключевой элемент подключен к тора знака 5 при отрицательной поляр- выходу инвертора знака, а выход датности ЭДС. чика ЭДС двигателя через первый и второй диоды подключен к управляющим входам соответственно первого и втоформула изобретения рого ключевых элементов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощеУстройство для определения скорос- ния, в нем катод первого диода подти двигателя в электроприводе с двух- 10 ключен к третьему входу пропорциональзонным регулированием, содержащее дат- ного усилителя, а анод второго диодачик ЭДС двигателя, датчик тока возбу- ко второму входу инвертора знака. ждения, последовательно соединенный с ним нелинейный преобразователь, про Источники информации, порциональный усилитель, подключенный !5 принятые во внимание при экспертизе первым входом к выходу нелинейного 1 ° Гарнов, В.К. и др. Унифицированпреобразователя, а вторым входом - к ные системы автоуправления электроприисточнику постоянного напряжения, два водам в металлургии. М., "Металлурключевых элемента, инвертор знака и гия", 1971, с. 180- 182. два диода, причем выход пропорциональна 2. Авторское свидетельство СССР ного усилителя . соединен с инвертором N 748752, кл. Н 02 P 5/00, 1978.