Способ управления электродвигателем постоянного тока

Способ управления электродвигателем постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Созетсюа

СОцйалмстимасюбх

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (5l) И. Кл, (22) Заявлено 19.09.69 (21) 1363666/24-07

Н 02 Р Stg6 с присоединением заявк» № (23) Приоритет

Государственный нвмнтет

СССР на делам нзобретвннй н аткрытнй

Опубликовано 15.07.79, Бюллетень Ж 26

Дата опубликования описания 15.07.79 (5,"э) УДК

621.3! 6.718.

5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Н, Загальский и М. Я. Палей г

Украинский Государственный проектный институт "Тяжпромэлектропроект" (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электроприводам постоянного тока с большим диапазоном регулирования скорости и может найти применение, например, в металлургии.

Известен способ управления электродвигателем постоянного тока, согласно которому регулируют как угол зажигания вентилей преобразователя, питаюшего двигатель, так и вторич ное напряжение трансформатора, к которому подключен преобразователь (1) .

При этом способе регулирование частоты вра-10 щения двигателя изменением напряжения на его якоре осуществляется в две ступенй: а) для получения низкой частоты вращения напряжение на якоре двигателя регулируется за счет изменения угла регулирования управляемого выпрямителя. При этом питавшее его переменное напряжение минимально, что обеспечивается, например, потенциал-регулятором, положением переключателя отпаек трансформатора и т.п.; б) для получения большой частоты вращения напряжение на якоре двигателя регулируется за счет изменения напряжения на выходе трансформатора, а именно враШением потенциал-регулятора или переключением числ" витicos трансформатора. При этом исключена возможность изменения угла регулирования выпрямителя, т.е. выпрямитель становится неуправляемым и не участвует в регулировании частоты вращения, Таким образом, при управлении двигателем по этому способу определенный диапазон регулирования частоты вращения двигателя достигается при помоши электромеханических устройств, например потенциал-регулятора, переключателя числа витков трансформатора и т.и..

Такое регулирование частоты вращения двигателя совершенно непригодно в современных электроприводах из-за высокой инерционности электромеханических устройств; ограниченной мощности в случае применения потенциал-регуляторов; .дискретности изменения частоты вращения и невозможности изменения ее под нагрузкой в случае применения переключателей числа витков трансформатора, Ближайшим по сущности к изобретению является способ управления двигателем посто674178 тора янного тока, питающимся от регулируемого вентильного преобразователя (2).

В случае необходимости получения болыпого диапазона выпрямленного напряжения используется способ изменения напряжения, питаю- 5 щего преобразователь. Данный способ нашел широкое применение, в частности, при питании электродвигателей непрерывных станов горячей и холодной прокатки, где имеет место большой диапазон регулирования скорости. io

При. этом весь диапазон изменения частоты вращения двигателя обеспечивается изменением-питающего его якорь напряжения, что может быть достигнуто изменением угла регулирования преобразователя.

Однако при длительной работе с пониженной частотой вращения, т.е, при больших углах регулирования, имеет место низкий коэффициент мощности преобразователя, увеличиваются искажения питающей сети, увеличиваются пульсации на якоре двигателя, Для исключения перечисленных недостатков широко используется способ снижения питающего преобразователь напряжения. Это изменение осуществляется при помощи электромеханических устройств 25 (например, контактных переключателей обмоток трансформатора) .

Однако такой способ управления обладает тем недостатком, что вследствие изменения пе1 редаточной функции системы статйческие и . дийамические характеристики электропривода измейяются в зависимости от вторичного напряжения трансформатора.

Передаточная функция разомкнутой системы: 1, регулирования, определяющая статические и ди- З5 йамические параметрЫ системы, записывается в следующем" виде

4 где F< — передаточная функция регулятора; 4О

Fg — передаточная функция вентильного преобразователя, F4 — передаточная функция двигателя;

Fs — передаточная функция обратной связи по регулируемому параметру. 45

Передаточная функция преобразователя записывается в виде: у . 2ЬЫХ д

2 °

U2 — максимальное значение вторичного напряжения.

Окончательно получается:

Pan. Z 2йакс

Таким образом, при изменении вторичного напряжения трансформатора изменяется передаточная функция системы, т. е. статические и динамические параметры системы регулиро вания зависят от вторичного напряжения трансформатора.

Целью изобретения является обеспечение постоянства статических и динамических параметров системы регулирования независимо от величины вторичного напряжения трансформаДанная цель достигается тем, что в способе управления электродвигателем постоянного тока, заключающемся в воздействии на преобразователь, питающийся от трансформатора с регулируемым вторичным напряжением, сигналом, пропорциональным величине скоростной ошибки, дополнительно измеряют указанную величину напряжения и изменяют козффициент усиления системы регулирования обратно пропорционально величине измеренного сигнала.

На чертеже приведена структурная схема системы регулирования, реализующая предложенный способ, на которой приняты следующие обозначения: 1 — регулятор с передаточной функцией Fg 2 — вентильный преобразователь с передаточной функцией F>, 3— трансформатор с переменным вторичным напряжением U 4 — двигатель с передаточной функцией F4, 5 — обратная связь по регулируемому параметру с передаточной функцией

Fs 6 — корректирующее звено с передаточной функцией Рь, 7 — датчик вторичного напряжения трансформатора.

Сигнал U вводят в звено 6 таким обра. эом, чтобы его коэффициент усиления изменялся обратйо пропорционально вторичному на-йряженЖо трансформатор 3, т.е. звено 6 имеет передаточную фуйкцию

2

Тогда, передаточная функция разомкнутой системы регулирования приобретает вид: где А — коэффициент, зависящий от типа преобразователя (схемы выпрямления и схемы управления);

U — вторичное напряжение трансформатора, которое, в свою очеред,, может быть записано как:

Ug - g 2 пташке где V,,— вторичное напряжение трансформатора в относительных единицах; гаь 2 Ф В 6 1 нц с 4 5

Ров .1 24 В 6 и становится не зависимой от вторичного напра жеиия, трайсформатора

В качестве корректирующего звена 6 может быть применено, например, множительно-делительное устройство, осуществляющее операцию

ЯХ ЬЫХ- Ч, 5 где 655 =О,вы„- выходной сигнал регулято

1а 1; ра l; — сигнал, пропорциональный

Ъ вторичному напряжению трансформатора 3, измеряемый при цомощи датчика напряжения 7.

Таким образом, передаточная функция множительно-делительного устройства 6:

1 F — б

Значение сигнала U> на выходе датчика напряжения 7, соответствующее максимальному вторичному напряжению трансформатора 3, принято равным единице.

Составитель В. Кузнецова

Техред А. Богдан Корректор О. Билак

Редактор Д. Мепуришвнлн

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4102/54

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

Формула изобретения

Способ управления электродвигателем посто янного тока, заключающийся в воздействии на

6 преобразователь, питающийся от трансформатора с регулируемым вторичным напряжением сигналом, пропорциональным величине скоростной ошибки, о r л и ч а ю ш и и с s тем, что, с целью обеспечения постоянства статических н динамических параметров системы регулирования независимо от величины вторичного напряжения трансформатора, измеряют указанную величину напряжения и изменяют

io коэффициент усиления системы регулирования обратно пропорционально величине измеренного сигнала.

Источники информацни, rrprrrrsrMe so внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М 946627, кл, Н 2 «J, 1964.

2. Статья "New concepts in drine systems

for not strip mills" — jron end stelt Engi20 neer, К 4, 1956.