Электропривод постоянного тока

Электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

gsj3005256 (61) Дополнительное к авт. -свид-ву

{22) Заявлено 27 ° 04 ° 8I () 3278822/24-07

fgq) + g 3

Н 02 P 5/04 с присоединением заявки М(23) Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень М 10 (Щ УДК 62-83:

:621.316 ° 718

{088.8) Дата опубликования описания 15.03.83

П.Н.Кунинин, В.В,Лопатин, A.Â.Ãîëoùàïîâ и А.К.Мурышкин

F к, д

1,", Сибирский ордена Трудового Красного Знаме и металлургический институт им. Серго Орджо икидзе=, и Западно-Сибирский ордена Ленина металлу,цЧВСКИй завод им. 50-летия Великого Октября (72) Авторы изобретения

I (71)(Заявители (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуСка и стабилизации скорости двигателя на заданном уровне при по.стоянном потоке возбуждения и .заданном темпе изменения тока и скорости.

Известен электропривод постоянного тока, выполненный по принципу подчиненного регулирования; содержащий последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор производной тока и регулятор тока с подклю.

:ченными к их входам соответственно датчиками скорости, производной тока и тока, а также тиристорный преобразователь, к выходу которого подклю чен якорь электродвигателя постоянного тока 1 .

К основным недостаткам этого элект. ропривода следует отнести повышенную инерционность, обусловленную наличием контура регулирования производной тока,а также существенное влияние на качество регулирования внутренней обратной связи по противо-ЗДС элект- . родвигателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электропривод постоянного тока, содержащий электро двигатель и последовательно соединенные регулятор скорости- с узлом ограничения, первый регулятор тока с узлом ограничения, второй пропорционально-интегральный регулятор. тока и тиристорный преобразователь, пи-тающий якорную цепь электрбдвигателя, а также подключенные к входам регулятора скорости задатчик и датчик скорости и подключенный к входу первого регулятора тока датчик тока С23.

Недостатками такого электропривода являются. снижение качества регулирования в системе при колебательном объекте управления, а также неудовлетворительная токовая диаграмма при пуске двигателя.

Цель изобретения — улучшение ка" чества регулирования и более полное использование элеткродвигателя.

Цель достигается тем, что в. электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и последовательно соединенные регулятор скорости с узлом ограничения, первый регулятор тока с узлом ограничейия, второй пропорционально-интегральный регулятор тока и тиристорный преобразователь, питающий якорную цепь

1005256

U=E+ I R+

Й (Ж г.+

Е где U п

Следовательно, для того, чтобы сформировать заданный. (линейный) закон изменения якорного тока двигателя, на вход преобразователя необходимо подать сумму напряжений Б и

U . Напряжение U пропорционально

3 2 измеренному значению ЭДС двигателя электродвигателя, а также подключенные к входам регулятора скорости эадатчик и датчик скорости и подключенный к входу первого регулятора тока датчик тока, введены регупятор пускового тока с узлом ограни- 5 чения и два встречно-параллельно соединенных диода, при этом входы регулятора пускового тока соединены с эадатчиком и датчиком скорости, а

его выход через упомянутые диоды 10 подключены к входу первого регулятора тока, и выход датчика скорости сое- динен дополнительно с входом тиристорного преобразователя.

На чертеже изображена функцио- 15 нальная схема электропривода.

Электропривод содержит последовательно соединенные регулятор 1 скорости с узлом 2 ограничения, первый регулятор 3 тока с узлом 4 ограничения, второй пропорционально-интегральный регулятор 5 тока и тиристорный преобразователь 6, питаюший якорную цепь электродвигателя 7, а также подключенные к входам регулятора

1 скорости задатчик 8 и датчик 9 скорости и подключенный к входу первого регулятора 3 тока датчик 10 тока.

В электропривод также введены ре» гулятор 11 пускового тока с узлом 12 огранйчения и два встречно-параллельно соединенных диода 13, при этом входы регулятора пускового тока соединены с задатчиком 8 и датчиком 9 скорости, а его выход через упомянутые диоды 13 подключен к входу первого регулятора 3 тока. Выход датчика 9 скорости соединен дополнительно со входом тиристорного преобразователя б. Узлы 2,4 и 12 ограничения регуляторов 1,3 и ll облацают релей- 40 ной характеристикой.

Электропривод работает следуюшим образом.

Во входных цепях регулятора 1 ,скорости сравниваются заданная и измеренная скорости электродвигателя.

В силу релейности характеристики регулятора 1 скорости возможно получение следуюших его выходных сигналов: нулевого,: если сравниваемые сигналы одинаковы, и стабильного, полярность которого определяется знаком рассогласования между сравниваемыми сигналами, а величина не зависит от величины рассогласования.. Аналогичное рассогласование выделяется на входе

55 регулятора 11 пускового тока, усиливается, инвертируется, ограничивается и поступает на диоды 1 3. Если величина выходного сигнала регулятора 11 превышает прямое падение напря- 60 жения на диодах 13, то она поступает на вход первого регулятора 3 тока, где суммируется с выходным сигналом датчика 10 тока и вычитается из выходного сигнала регулятора 1 скорос- 65 тн. Выходной сигнал регулятора 3 тока одновременно масштабируется и интегрируется вторым регулятором 5 тока и суммируется на входе тиристорного преобразователя б с выходным сигналом датчика 9 скорости.

Процессы в якорной цепи двигателя постоянного тока при неизменном потоке возбуждения описываются уравнением где U — напряжение на выходе преобразователя,"

Š— ЭДС двигателя;

I — ток якорной цепи;

Rat L — активное сопротивление и индуктивность якорной цепи двигателя.

Не допуская существенной погрешности, можно считать тиристорный преобразователь безынерционным звеном с коэффициентом передачи К„, поэтому! . K„U,=Etlgtq+t „- + () для случая линейного изменения тока якоря двигателя с заданным, допусти- мым по условиям коммутации на кол" лекторе, темпом

a - =const, а ъ где знак + соответствует ускорению, а - торможению двигателя.

При этом

1д =>i(O), (М где I (о) — начальное значение тока якоря.

Разделив (1) на К с учетом (2) . получим

+ îoR о я я) х к„ к„Я 4®х„

Ь4 где I

9 R

Уравнение (3) можно представить в виде

0 iВ а. т, ) (Кв, o" t

X„ 9 „— К„

1005256 и представляет собой выходное напря,жение соответствующего датчика в определенном масштабе.

Напряжение U> может быть сформи,ровано интегрально-пропорциональным регулятбром 5 тока при скачкообразном входном воздействии, обеспечиваемом регуляторами 3 и 1 тока н скорости. Изменение уровня обратной связи регулятора 3 или уровня ограничения выходного напряжения регулятора 1 вызывает изменение максимальной величины тока якоря. Изменением уровня ограничения выходного напряжения регулятора 3 можно управлять темпом изменения тока якоря. 35

Пуск двигателя в системе путем подачи на .вход ступенчатого задающего сигнала осуществляется на максимальном допустимом уровне тока (ограничение регулятора 1) с заданными темпом его нарастания.

Для возможности пуска двигателя с заданным темпом изменения скорости меньшим, чем максимально допустимый, и формирования соответствую- р5 щей этому темпу токовой диаграммы в систему введены регулятор 11 и дио-. ды 13. Регулятор 11 пускового тока, как видно из схемы, является пропорциональным и по сравнению с регулятором 1 обладает меньшим коэффициентом и более низким уровнем ограничения выходного сигнала. При пуске двигателя в .этом случае на входе регулятора 3 действует разность сигналов с выходов регуляторов 1 и: 11, что соответствует пониженному уровню задания тока, меньшему току и-меньшему темпу его нарастания. Назначение диодов 13 - исключить действие регулятора пускового тока в режиме от- 40 работки возмущений по нагрузке. Высокое быстродействие системы обеспечивает малое изменение скорости (ЭДС) двигателя при приложении нагрузки,.что вызывает незначительное 45 изменение выходного напряжения регулятора 11 пускового тока, которое полностью гасится на прямом сопротивлении диодов.. 13.

Реализация предлагаемого устройства позволяет повысить производитель-. ность механизма, оснащенного подобным приводом, за счет более полного использования габаритной мощности двигателя. Выбором настроек регуляторов режим эксплуатации электрической машины можно приблизить к.предельному не опасаясь возможных перегрузок и преждевременногоизноса коллектора.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель и последовательно соединенные регулятор скорости с узлом ограничения, первый регулятор тока е узлом ограничения, второй пропорционально-интегральный регулятор тока и тиристорный преобразователь, питающий якорную цепь электродвигателя, а также подключенные к входам регулятора скорости эадатчик и датчик скорости и под,ключенный к входу первого регулятора тока датчик тока., о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и более полного использования электродвигателя, в него введены регулятор пускового тока с узлом ограничения и два встречно-параллельно соединен-ных диода, при этом входы регулято- . ра..пускового .тока соединены с за,датчиком и датчиком скорости, а его выход через упомянутые диоды подклю-.. чен к входу первого регулятора. тока, и выход датчика скорости соединен дополнительно с входом тиристорного преобразователя.

Источники информации, -принятые so внимание при экспертизе

1. Чиликин H.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. И., Энергия, 1979 ° с.516-517;

2. Гарнов В.К., Рабинович В.Б., Вишневецкий Л.И. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. _#_. Металлургия, 1977, с.127-128.

1005256

Составитель В.Кузнецова

Редактор М. Петрова Техред Т. Фанта: Корректор М.Демчик

Заказ 1921/74 Тираж 685. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4