Способ автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока

Способ автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования угловой скорости электропривода постоянного тока. Цель изобретения - повышение производительности электропривода путем независимой регулировки коэффициента передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки. Согласно способу формируют сигнал, пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость электропривода , масштабируют сигнал угловой скорости, сравнивают и усиливают указанные сигналы , а результат сравнения суммируют с сигналом задания и формируют сигнал управления электроприводом. Цель изобретения достигается расчетом коэффициентов масштабирования и усиление в зависимости от требуемого статизма системы, номинального момента и ряда других параметров. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<яр Н 02 Р 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C)

О

М

Яа

Ku=Ky) KnKq, (21) 4709530/07 (22) 26.06.89 (46) 23,.12.91 Бюл. N. 47 (71) Киевский инст тут автоматики им. ХХЧ съезда КПСС . (72) Ю.А,Тронь (53) 621.316,718,5 (088.8) (56) Сабинин Ю.А. Электромашинные устройства автоматики, — Л.: Энергоатомиздат.

1988, с. 26 и 27, рис. 21.

Чиликин M.Ã, Общий курс электропривода. — M.: Энергоиздат, 1981, с, 246. (54) СПОСОБ АВТО ЛАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования угловой скорости электроИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах регулирования угловой скорости электропривода постоянного тока.

Цель изобретения — повышение производительности электропривода (ЭП) путем независимой регулировки коэффициента передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — семейство механических характеристик, формируемых посредством осуществления способа.

Устройство содержит первый 1 и второй

2 сумматоры, первый 3 и второй 4 усилители, преобразователь 5, ЭП 6, измеритель 7 угло-. вой скорости, первый 8 и второй 9 масштабные преобразователи, причем первые входы первого и второго сумматоров объединены и подключены к входу устройства, „„5d „„170О729 А1 ривода постоянного тока. Цель изобретения — г:овышение производительности алектропривода путем независимой регулировки коэффициента передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки. Согласно способу формируют сигнал, пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость электропривода, мас табируют сигнал угловой скорости, сравнива от и усиливают указанные сигналы, а результат сравнения суммируют с сигналом задания и формируют сигнал управления электроприводом. Цель изобретения достигается расчетом коэффициентов масштабирования и усиление в зависимости от требуемого статизма сиСтемы, номинального момента и ряда других параметров. 2 ил. выход измерителя угловой скорости и второго усилителя подключены к входам первого и второго масштабных преобразователей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам второго и первого сумматоров.

Способ автоматического регулирования скорости ЭП посгоянного тока осуществляется следующим образом, Уравнение механической характеристики ЭП с линейной зависимостью между частотой вращения и моментом нагрузки имеет вид ор=К,Ы вЂ” KMM, (1) где а, U u M — угловая скорость, сигнал управления и внешний момент нагрузки соответственно;

К вЂ” коэффициент передачи по управлению и

1700729

Км — коэффициент передачи по моменту нагрузки, определяющий статизм естественной механической характеристики ЭП.

Rg

Км=—

Сг

Для осуществления предлагаемого способа формируют сигнал г пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость ЭП в соответствии с уравнением

UQj = /3 оу ш, (2) гдеP о1- коэффициент пропорциональности измерителя скорости и масштабного преобразователя, Далее сигнал е сравнивают с сигналом, пропорциональным угловой скорости, результат сравнения усиливают в соответствии с уравнением

U»=K»(< -Ра©), Р)

Сигнал е, пропорциональйый угловой скорости ЭП, алгебраически суммируют с сигналом U» на выходе второго усилителя и формируют сигнал управления U ЭП в соответствии с уравнением

U- =e +uy2Ð () где P — - коэффициент пропорциональности.

На основании (1)-(4) получают систему двух взаимосвязанных уравнений; в Кц Р Оуг=Кце КмМ;- (5)

Ку2 jk0C0 + Uy2 = Ky2 Е, (6)

Решая систему (5) и (6), получают следующие характеристики, характеризующие процессы регулирования в новой структуре:

ы(1+ K„K»,ÇÄä) =

= К.(1+К»P) — К.М; (7)

U» (1 + K„„K» P+ ) == K„2 (1 — К, 4>) е + К» К P M, (8)

Таким образом, в результате осуществления предлагаемого способа, получено два параметрически зависимых функциональных преобразования, одно из которых определяет зависймость скорости ЭП в от сигнала задания е и внешнего момента M и второе- зависимость сигнала0» на выходе второго усилителя от сигнала задания е и момента M. определяемые функциональными преобразованиями (7) и (8), При выполнении условия

КиРси =1, (9) что достигается настройкой первого масштабного преобразователя, а именно выбором j4 — уравнения (7) и (8) соответствуют

Кц следующим выражениям;

Км

rli = аъ — тii p м: (loj

К Км

1+Kóã

Из уравнения (10) следует, что механическая характеристика. соответствующая замкнутому контуру регулирования ЭП, проходит через точку холостого хода, соответст5 вующей естественной механической характеристике, а требуемый статизм системы достигается выбором коэффициента усиления Ку2 второго усилителя, а из уравнения (11) следует, что сигнал Uy2,íà выходе второ10 го усилителя пропорционален внешнему моменту М и инвариантен относительно сигнала задания е .

При этом статизм системы определяется уравнением д —, (12) откуда может быть получено уравнение для определения значения коэффициента К», соответствующее заданному значению ста20 тизма механической характеристики: где Мн — номинальный момент; д — требуемый статизм системы.

На фиг, 2 приведено семейство механических характеристик, полученных при различных значениях коэффициента Куг: естественная механическая характеристика и механические характеристики, получае 0 Mble при Ку21<Ку22<Ку23.

Из приведенных характеристик следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить мощность на валу ЭП как произведение действующего момента на угЗ5 ловую скорость:

М=Мв (14) что повышает производительность системы автоматического регулирования, Устройство автоматического регулиро40 вания скорости ЭП работает следующим образом, При отсутствии внешнего момента M уравнения (10) и (11) имеют вид

Й =КОЕ =ш охх, (15)

U»=O (16)

При приложении к валу ЭП внешнего момента нагрузки M=MH, после окончания переходных процессов, в установившемся режиме, уравнения (10) и (11) записываются

50 в следующей форме:

oJ « Kg B 1 K M

Kì (17)

1+ у2

Uy2 = 1 г К Мн (18)

При- возрастании Мн на величину hM происходит уменьшение скорости ЭП а на величину dt s в соответствии с уравнением (17), что приводит к уменьшению сигнала

Оа измерителя углрвой скорости, Сигнал

1700729

Фиг. I

Ою пропорциональный угловой скорости в

- Ао вычитаясь из сигнала е, вызывает увеличение сигнала Uy2 на выходе второго усилителя в соответствии с уравнением (11).

Таким образом, второй усилитель, формирующий сигнал Up, пропорциональный внешнему моменту, выполняет функцию измерителя внешнего момента нагрузки

ЭП. Далее сигнал Uyg, суммируясь с сигналом задания е, приводит к увеличению сигнала управления U на. входе первого усилителя, что приводит к компенсации внешнего возмущающего момента и восстановлению угловой скорости ЭП в соответствии с заданным статизмом.

При уменьшении момента Мн происходит уменьшение сигнала Uyz, уменьшение сигнала управления U на входе первого усилителя, что обеспечивает поддержание заданной угловой скорости ЭП.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока, заключающийся в том, что формируют сигнал, пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость электродвигателя, масштабируют сигнал угловой скорости, сравнивают и усиливают указанные сигналы, отличающийся тем, что, с целью повышения производи5 тельности электропривода путем независимой регулировки коэффициентов передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки, дополнительно результат сравнения суммируют с сигналом задания и формируют сиг10 нал управления электроприводом, причем коэффициент масштабирования равен

Ф= ; а коэффициент усиления

К

Мн Кг -д Ки 0з где U3 — сигнал задания

Мн — номинальный момент;

К вЂ” коэффициент, определяющий ста20 тизм естественной механической характеристики электропривода;

К вЂ” коэффициент передачи по управлению; д — требуемый статизм системы.

1700729

4Ь2. E

Составитель T.Ðîæêîâà

Техред М.Моргентал Корректор Н:Ревская

Редактор Н. Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4476 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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