Вентильный электропривод с периодической нагрузкой

Вентильный электропривод с периодической нагрузкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ

< 1729797

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 281277 (21) 2561975/24-07 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.2

Н 02 P 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25048р Бюллетень Р 15

Дата опубликования описания 260480 (53) УДК 621. 316. .718.5 (088.8) (72) Автор изобретения

В .з

Г

Ш.M. Марголин

Государственный ордена Ленина Союзный институт по проектированию металлургических заводов (ГИПРОМЕЗ) (71) За яв ител ь (54) ВЕНТИЛЬНЫЯ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

НАГРУЗКОЙ

Изобретение относится к металлургической, машиностроительной и цругим отраслям промышленности, в которых применяются регулируемые вентильные электропри воды, работающие с периодической нагрузкой на валу. Подобные электроприводы распространены на прокатных станах, кузнечно-прессовых машинах, машинах непрерывного литья стальных заготовок и т.д.

По технологическим требованиям заданная. скорость электропривода на указанных механизмах должна поддерживаться с высокой точностью, несмотря на периодические возмущения на валу с частотой 1-3 и бо-, лее Гц.

Известны вентильные электроприводы, в которых для поддержания скорости на заданном уровне используется,двукратно интегрирующая система подчиненного регулирования с последовательно включенными регуляторами скорости и тока (1).

Однако при периодических возмущениях на валу двигателя в таких системах возникают значительные вынужденные колебания скорости, существенно увеличивающиеся с ростом угловой частоты возмущающего момента до

2тт где Тт — постоянная времени интег5 рирования контура тока.

Применяемый в известной системе элекгропривода принцип регулирования по отклонению в условиях циклически изменяющейся нагрузки (с

1() частотой 1-3 и более Гц) не может обеспечить требуемую точность стабилизации скорости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

15 известный вентильный электропривод, содержащий тиристорный преобразователь, двигатель постоянного тока,, приводящий через эксцентрик механизм, систему подчиненного регули2О рования с регуляторами и датчиками скорости и тока, сельсинный преобразователь угла поворота эксцентрика в гармонический сигнал, связанный с регулятором тока (2).

25 . Недостатки этого злектропривода заключаются в том, что,он работает со стабильной скоростью лишь при пульсирующем моменте на валу, изменяющемся по закону Мс

3() = É + Мв з4 ЯЛ, и не может эффек-..729797 тивно подавлять колебания скорости при ступенчатом, пилообразном и др, графиках нагрузки на валу. Кроме того, в известном электроприводе с изменением частоты возмущения необходимо вручную подстраивать, фазу компенсирующего сигнала.

Пель. изобретения — уменьшение вынужденных колебаний скорости и тока якоря электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю с системой управл ния, выполненной по принципу подчиненного регулирования с последовательно включенными эадатчиком скорости,регуляторамй скорости и тока якоря и датчиками скорости и тока якоря, соединенными с входами соответствующих регуляторов, введены генератор периодических сигналов и последовательно включенные блок расчета среднеквадратичного значения отклонения скорости, анализатор колебаний параметров электропривода и блок самбнастройки фазы и формы сигналов генератора, при этом выход упомянутого блока самонастройки соединен с входом генератора периодических сигналов, входы анализатора колебаний связаны с датчиками скорости и тока электродвигателя, входные цепи блока расчета среднеквадратичного значения отклонения скорости соединены с задатчиком и датчиком скорости, а выход генератора периодических сигналов подключен к дополнительному входу регулятора тока якоря двигателя.

На чертеже дана принципиальная схема вентильного электропривода, Вентильный электропри вод содержит электродвигатель 1, питающийся от тиристорного преобразователя 2, имеющего си ст ему фаз свого управления 3. Система подчиненного регулирования состоит из регулятора 4 скорости, регулятора 5 тока якоря, эадатчика 6 скорости, обратные связи осуществлены с помощью измерителя скорости, например, тахогенера тора 7, датчика 8 скорости, измерителя 9 тока и датчика 10 тока.

Регулятор 5 тока имеет дополнительный вход, на который через пороговый коммутирующий элемент 11 подается сигнал от генератора 12 периодических сигналов. Генератор

12 имеет блок 13 ручнбй настройки частоты, формы, амплитуды, длительности и фазы выходного напряжения, а также блок 14 самонастройки фазы и формы сигналов генератора с автоматическим поиском, связанный через анализатор 5 колебаний параметров электропривода с блоком 16 расчета среднеквадратичного значения отклонения скорости.

Входы блока 16 соединены с задатчиком 6 и датчиком S скорости . ,На входы анализатора 15 подаются также сигналы датчиков 10 тока и скорости 8 двигателя 1.

Пороговый элемент 11 управляется сигналом датчика 8 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

После подачи сигнала от задатчика 6 скорости на вход регулятора 4 скорости осуществляется пуск электродвигателя 1. Оптимальный характер переходных процессов пуска и тор15 можения обеспечивается настройкой . системы регулирования по симметричному оптимуму . Пропорционально-интегральный регулятор у скорости обусловливает нулевой статизм

2О относительно постоянной составляющей момента на валу привода.

После окончания пуска срабатывает пороговый коммутирующий элемент

11, подключая генератор 12 периодических сигналов к дополнительному входу регулятора 5 тока. В зависимости от вида нагрузки форма периодического сигнала задается блоком

13 Настройки. Этот блок может использоваться также для установки частоты, скважности и амплитуды периодических сигналов.

В автоматическом режиме указанные параметры определяются блоком

14 самонастройки с автоматическим поиском и анализатором 15, которые получают информацию о среднеквадратичном отклонении скорости от блока 16 расчета указанной величины, а также о текущих значениях тока

40 и скорости от выходных датчиков 10 и 8 измерителя тока 9 и тахогенератора 7.

Информация от датчиков 8 и 10 используется для определения частоты периодических сигналов генератора 12 (как правило, пропорциональной скорости двигателя 1) и амплитуды этих сигналов, зависящей от величины момента нагрузки на валу, рассчитываемого по полному току якоря и его динамической составляющей.

Блок 14 самонастройки осуществляет автоматический поиск фазы и находит оптимальную амплитуду и форму выходного напряжения генератора

12, которые обеспечивают создание необходимой компенсирующей периодической составляющей в кривой напряжения тиристорного преобразователя

2 и минимизацию среднеквадратичной ошибки регулкрования, рассчитываемой блоком 16.

Преимущества вентильного электропривода заклю =аются в автоматическом поддержании стабильной скорости

65 вращения при различных видах графи729797

Формула изобретения

Составитель В. Кузнецова

Редактор Н. Катаманина Техред N.Êóýüìà Корректор О. Ковинская

Заказ 132 4/52 Тираж 7 83

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4 ка периодической нагрузки . При этом, благодаря использованию принципа компенсации возмушения, существенно уменьшаются пики тока якоря в условиях резкопеременной нагрузки, соответственно расход электроэнергии и нагрев двигателя и преобразователя, Вентильный электропривод с периодической нагрузкой, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю с системой управления, выполненной по принципу подчиненного регулирования с последовательно включенная задатчиком скорости, регуляторами скорости и тока якоря и датчиками скорости и тока якоря, соединенными с входами соответствующих регуляторов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вынужденных колебаний скорости и тока якоря, в него введены генератор периодических сигналов и последовательно включенные блок расчета среднеквадратичного значения отклонения скорости, анализатор колебаний параметров электропривода и блок самонастройки фазы и формы сигналов генератора, при этом выход упомянутого блока самонастройки соединен с входом генератора периодических сигналов, входы анализатора колебаний связаны с датчиками скорости и тока электродвигателя, входные цепи блока расчета среднеквадратичного значения отклонения,скорости соединены с задатчиком и датчиком скорости, а выход генератора периодических сигналов подключен к дополнительному входу регулятора тока якоря электродвигателя.

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе

Я 1. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. М., Энергия, 1970, с. 96-97.

2. Патент США 9 3671829, кл. 318-264, 1972.