Электропривод постоянного тока

Электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.рддр)g ä МЙА

О П И с А Н И Е „,.„-92001

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДИТВДЬСТВМ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,10,74 (21)2066788/24-07 (51) М. Кло

Н 02 Р 5/06 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания07.0Ъ.V2,.

Государственный комитет

Соаета Ииниотроа СССР по делам изобретений

И OTKPblTHN (53) УДК 621.313.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Дубников и В, П. Валько

Особое конструкторское бюро станкостроения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

-1

Изобретение относится к области автоматического регулирования и предназначено для использования в электроприводах механизмов при работе с резкопеременной нагрузкой.

Известен замкнутый по с орости электропривод постоянного тока с инерционным переключателем, содержащий последовательно соединенные источник задающего напряжения, элемент сравнения, регулятор скорости, блок импульсно-фазового управления, тиристор ный преобразователь цепи якоря исполнительного двигателя и звено обратной связи по скорости, а также звено с зоной нечувствительности и управляющее звено, подключенные через инерционный переключатель направления момента к электродвигателю (1) .

Недостатком известного электропривода является ограниченный диапазон регулирования частоты вращения якоря двигателя при работе с резкопеременной нагрузкой.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования частоты вращения электродвигателя при работе с резкопеременной нагрузкой.

Это достигается подключением к регулятору скорости устройства блокировки, вход которого соединен с управляюшим устройством, и подключением к выходу источника.. задающего напряжения дополнительного элемента сравнения, причем второй вход элемента сравнения через элемент с зоной нечувствительности соединен с выходом звена обратной связи, а выход — со входом управляютцего устройства.

Структурная схема предложенного электропривода приведена на чертеже.

Источник 1 задающего напряжения и звено

2 обратной связи подключены ко входам элемента сравнения 3. К выходу элемента сравнения 3 подключен регулятор скорости 4, состоящий из собственно регулятора 5 и инвертирующего усилителя 6. Звено 7 представляет собой элемент ИЛИ, входные цепи которого подключены к выходу регулятора 5 и к выходу инвертируюшего усилителя б. Выход звена 7 подсое1н динен к входным цепям блока 8 импульснофазового управления тири торного преобразователя 9 цепи якоря двигателя 10 постоянного тока. Обмотка возбуждения двигателя 10 подключена к инерционному переключателю 11 направления момента.

К источнику 1 задающего напряжечия подключена входная цепь дополнительного элемента сравнения 12, второй вход которого через звено 13 с зоной нечувствительности соединен с выходом звена 2 обратной связи по скорости.

Выход дополнительного элемента сравнения

592001 з

12 включен на один из входов управляющего устройства 14. Второй вход управляющего устройства 14 подключен к выходу регулятора

5. Выход управляющего устройства 14 подключен к входным цепям переключателя 11 направления момента и звену 7. С переключателем 11 направления момента соединен также один из входов управляющего устройства 14, а одна из выходных его цепей через устройство блокировки 15 подключена к регулятору 5.

Электропривод работает следующим образом.

Задающее напряжение подается одновременно на вход элемента сравнения 3, на второй вход которого поступает напряжение 3„звена

2 обратной связи по скорости, и на вход дополнительного элемента сравнения 12, на второй вход которого поступает напряжение звена обратной связи по скорости через звено 13 с зоной нечувствительности. Зона нечувствительности в звен,- 13 устанавливается такой величины, при которой при перерегулировании в пусковых режимах и в результате сброса нагрузки знак напряжения рассогласования на выходе элемента 12 не менялся бы. От регулятора скорости 4 на два входа элемента ИЛИ (звено 7) одновременно подаются два напряжения разной полярности, но одинаковые по величине. С выхода звена 7 на вход блока 8 импульсно-фазового управления поступает напряжение только- одного знака. Фаза импульсов на выходе блока 8 определяет угол открытия тиристоров преобразователя 9.

Пусть, например, в установившемся режиме работы электропривода при заданном направлении вращения двигателя 10 напряжение на выходе регулятора 5 имеет положительную полярность, а знак напряжения

U,„, отрицательный; В этом режиме напряжение, поступающее на вход элемента сравнения

12 от звена 2 обратной связи по скорости через звено 13, значительно меньше задающего напряжения. При этом напряжение на выходе элемента 12 отрицательно, и состояние управляющего устройства 14 определяется знаком задающего напряжения. На вход звена 7 поступает отрицательное напряжение с выхода инвертирующего усилителя 6 и положительное напряжение с выхода регулятора 5. На вход блока 8 поступает только отрицательное напряжение. Одновременно напряжение Uq подается на один из входов управляющего устройства 14.

Сигналы от устройства блокировки 15 на выход регулятора 5 и от управляющего устройства

14 на выход звена 7 в установившемся режиме работы не поступают. От управляющего устройства 14 в этом режиме на .вход инерционного переключателя 11 подается сигнал управления, включающий переключатель 11 в положение, соответствующее заданному направлению вращения двигателя 10. От ин,"ционного переключателя 11 подается такжi олокирующий сигнал на один из входов упрай1яюшего устройства 14.

При подтормажива. ии электропривода тормозной режим наст и,1ет в том случае, если задающее напряженш Ц„уменьшается относительно напряжения звена обратной . вязи но с:<>рости на величину. превы,наюшую значс11ие, 5

2Е

55 соответствующее зоне нечувствительности в звене 13. В этом случае меняется знак напряжения на выходе элемента 12, и от управляющего устройства 14 подается сигнал на отключение переключателя 11. Одновременно переключается устройство блокировки 15, которое шунтирует выходную цепь регулятора 5 при положительной полярности напряжения U„. При подтормаживании происходит изменение полярности напряжения U „va входе регулятора 5, и напряжение Uz становится отрицательным.

При этом напряжение положительной полярности от инвертирующего усилителя 6 через звено 7 не проходит. Отрицательное напряжение с выхода регулятора 5, поступающее на вход звена 7, блокируется на входе этого звена сигналом от управляющего устройства 14. После отключения переключателя 11 перестаетпоступать сигнал от этого переключателя на управляющее устройство 14. От управляющего устройства 14 сигнал на включение переключателя 11 в положение, соответствующее тормозному режиму. При этом перестает поступать блокирующий сигнал от управляющего устройства 14 на звено 7, и отрицательное напряжение от регулятора 5 поступает на вход блока 8.

После снижения скорости в процессе торможения до уровня, при котором разность между задающим сигналом и напряжением звена обратной связи по скорости станет меньше величины, определяемой зоной нечувствительности в звене 13, напряжение на выходе элемента

12 вновь станет отрицательным. При этом по сигналу от управляющего устройства 14 переключается устройство блокировки 15, которое зашунтирует выходную цепь регулятора 5, так как напряжение на выходе этого регулятора отрицательно. В результате перестает поступать напряжение от регулятора 5 на вход управляющего устройства 14, которое отключает инерционный переключатель 11, Затем от управляющего устройства 14 подается сигнал на его включение в положение, соответствующее двигательному режиму работы электропривода при заданном направлении вращения. При этом от момента изменения знака рассогласования на выходе элемента 12 до момента, когда скорость станет равной заданному значению, торможение электропривода осуществляется под действием момента нагрузки. Рассмотренный режим имеет место при относительно небольших нагрузках на валу двигателя. При значительных нагрузках подтормаживание осуществляется за счет нагрузки до переключения переключателя направления момента в положение, соответствующее тормозному режиму работы электропривода.

При равенстве скорости электропривода заданному значению напряжение на входе регулятора 5 становится отрицательным, напряжение на выходе регулятора 5 становится положительным.

Устройство блокировки 15 в этом режиме при положительном напряжении на выходе регулятора 5 не шунтирует выходную цепь этого регулятора. Одновременно напряжение с выхода регулятора 5 поступает на вход управляю.цего устройства 14. Привод начинает работать в установившемся режиме с новым значением скорости.

Если в процессе торможения электропривода под действием момента нагрузки скорость привода станет равной заданному значению до переключения инерционного переключателя

11 в положение, соответствующее двигательному режиму работы, то на вход звена 7 будет поступать блокирующий сигнал от управляющего устройства 14, и напряжение от регулятора скорости 4 на вход блока импульсно-фазового управления до момента переключения переключателя 11 не проходит.

При отключении задающего сигнала и торможении электропривода до скорости, соответствующей величине зоны нечувствительности в звене 13, сигнал на выходе дополнительного элемента сравнения становится равным нулю.

При этом блокировку выходной цепи регулятора 5 блокирующим устройством 15 не происходит, и управляющее устройство 14 не меняет своего состояния, так как на его вход продолжает поступать напряжение Б„от регулятора 5. Вследствие этого тормозной режим работы электропривода продолжается до его остановки. После остановки электропривода напряжение U ñòàíîâèòñÿ равным нулю, перестает поступать напряжение на вход блока 8, закрывается тиристорный преобразователь 9, и отключаетсяя переключатель.

При изменении направления вращения электропривода знаки задающего напряжения U„, напряжения обратной связи U,, напряжения

U„, напряжения U, на выходе регулятора 5 и напряжения на выходе элемента 12 в соответствующих режимах меняются на противоположные. В установившемся режиме работы электропривода устройство блокировки 15 подготовлено к шунтированию выходной цепи регулятора 5 при положительном напряжении на

его выходе, а напряжение от регулятора скорости 4 поступает на вход звена 7 непосредственно от регулятора 5. Во всех режимах работа электропривода аналогична описанной выше.

При работе электропривода в режиме. резкопеременной нагрузки вследствие сброса нагрузки наблюдается перерегулирование скорости.

592001 б

При этом меняется знак напряжения U» Hà входе регулятора 5, но знак напряжения на выходе элемента 12 не меняется. В результате при изменении полярности чапряженйя на выходе регулятора 5 его цепь шунтируется устройством блокировки 15, и выходное напряжение регулятора 5 ограничивается на нулевом значении. В результате этого уменьшается динамическое отклонения по скорости, связанное с набросом нагрузки, если этот наброс произошел до того, каК скорость электропривода стала равной заданному значению, т. е. до восстановления полярности напряжения на выходе регулятора скорости. Это позволяет расширить диапазон регулирования скорости при работе электропривода с резкопеременной нагрузкой.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий источник задающего напряжения и датчик

20 скорости, соединенные через элемент сравнения с регулятором скорости, блок импульсно-фазового управления, тиристорный преобразователь цепи якоря электродвигателя, инерционный переключатель направления момента, звено с зоной нечувствительности и управляющее устройство, подключенное через инерционный переключатель к электродвигателю, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения электродвигателя при работе с резкопеременной нагрузкой, элек о тропривод снабжен дополнительным элементом сравнения и устройством блокировки, вход которого соединен с управляющим устройством, а выход — с регулятором скорости, при этом один вход дополнительного элемента сравнения соединен с выходом источника задающего напря 5 жения, второй через звено с зоной нечувствительности — с выходом звена обратной связи по скорости, а выход дополнительного элемента сравнения соединен со входом управляющего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Алексеева Н. А., Андреев Г. И., Морговский Ю. Я. Тиристорные регулируемые электроприводы постоянного тока. М., «Энергия», 1970, с. 74 — 79. т

-r

-,э

Ч. «ю.„ а" и ю

592001

Составитель В. Кузнецова

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж /gal, Подписное

Редактор И. Тимофеева

Заказ 608)50

Ц14 И И П И Государственного комитета Сове-.«L Министров СССР по делам изобретений и открыл нй

113035, Москва, Ж-35, Раугнскан наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4