Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()780132

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Соцналкстнческнн

Республнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 02.02.78 (21) 2575344/24-07 (51)М. KA.

3 с присоединением заявки ¹

Государственный комнтет

Н 02 P 3/12

Н 02 P 5/16 (23) Приоритет СССР

Опубликовано 15.11.80, Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 18.11.80 до делан наооретеннй и аткоытий (5З) УДК 621.313. .2-58 (088.8) Г. В. Новиков, А. Ф. Шатров, А. Н. Лесовой, А. В. Устинов и А. В. Сафронов (72.) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энерт етический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

ССТОЯННОГО ТОКА (31 (, т

Изобретение относится к системе автоматического регулирования тяговых электроприводов, преимущественно приводов постоянного тока с двигателями последовательного, независимого ипн смешанного возбуждения.

Известно устройство дпя управления электродвигателем постоянного тока, в котором датчики и вычислительные блоки измеряют непосредственно или вычисляют ве- о личины тока возбуждения, напряжения, тока якори, частоты вращения двигателя, реактивной ЭДС, межпамельного напряжения и т.д., а затем стабилизируют максимапьнуто иэ этих величии в каждый моьтент 15 . времени путем воздействия регулятором на возбуждение электродвигателя или каких-либо других устройств тича вольтодобавочного генератора j1)

Устройство это весьма сложно и трудоемко в изготовлении и наладке.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство дпя управления влектродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенные логический элемент ИЛИ,элемент сравнения, усилитель и регулятор тока возбуждения, ко входам логического элемента ИЛИ подключены датчики то ка, напряжения, скорости и сигнала уста вки 2 Для ограничения тока возбуждения двигатели на высоких скоростях движения по величине реактивной ЭДС в устройстве применен функциональный блок на основе множительного устройства, паремножающий сигналы, пропорциональные частоте вращения двигателя и его току, Применение этого вычислительного блока для осуществления отсечки реактивной !

ЭДС существенно улучшает характеристи-. ки привода, но вместе с тем усложняет устройство, ухудшает динамику привода на высоких частотах и заметно затрудняет как изготовление и настрсйку системы регулирования, так и общую надежность устройства.

7801

Белью иаобретения является упрощение устройства и улучшение динамики привода., Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено пропорционально-пороговым элементом, входы которого соединены с датчиками наиряжения якоря, уставки и скорости, а выход - с одним иа входов логического элемента

ИЛИ;

На фиг, l представлена блок-схема; на фиг. 2 — принципиальная схема одного иа возможных исполнений устройства ав тбМатического регулирования привода постоянного тока.

Электродвигатель постоянного тока 1 (фиг 1 ) соединен с тормозным реостатом

2, Током воабуждения 1в в обмотке 3 возбуждения двигателя 1 управляет регулятор 4, соединенный с обмоткой 3 возбуждения и с усилителем 5 сигнала рассоглесования, связанным с элементом 6 сравнения опорного сигнала с сигналом обратной свяаи. Последний формируется связанным с елементом 6 логическим злементом 7 ИЛИ, со входом которого свя- 25 вани датчик 8 тока возбуждения, сумматор 9, связанный с датчиком 10 сигнала задания, с датчиком 8 и с датчиком ll частоты вращения двигателя 1, и сумма-. .тор 12, соединенный с датчиком 13 нап- yg ряжения (или тока якоря) и пропорциональн -пороговым элементом 14, связанным

М с датчиком 11 частоты вращения. Сумма- тор 9 соединен нормально-закрытыми контактами 15 переключателя с датчиком 8 и нормально-открытыми контактами 16с датчиком 11.

Блок-схеме соответствует принципиальная схема фиг. 2, где функции блоков 4-6 выполняет магнитный усилитель 17, а да- ® тчика 8 тока возбуждения » сама обмот ка 3 возбуждения, падение напряжения на которой пропорционально току возбуждения, В схеме фиг. 2 нет,как таковых сумматоров 9 и 12, а суммирование осуществляет ся благодаря последовательному соединению соответствующих блоков. Логический . элемент 7 сравнения ИЛИ реализован диоаной сборкой на диодах 18-20, датчик сигнала задания представляет собой последовательно соединенные регулируемый 21 и нерегулируемый 22 резисторы, подключенные к выпрямителю 23 и соединенные с диодом 19 схемы ИЛИ и посредством контактов 15 и 16 переключателя - с об55 моткой 3 воабуждения и тахогенератором

11, являющимся тут датчиком частоты вращения . Летчик 13 напряжения соединен с диодом 20 злемента ИЛИ и с про

32 4 порционально-пороговым элементом, состоящим иэ тахогенератора 11, соединенного последовательно с диодом 24 и с реаистором 25, к которому подключен посредством выпрямительного моста 26 ис-. точник регулируемого потенциометром 27 напряжения. Параллельно элементам 11, 24 и 25 подключен диод 28.

Устройство работает следующим образом в

Логический элемент 7 ИЛИ на диодах

18«20 непрерывно сравнивает три сигнала обратной связи: пропорциональный току возбуждения двигателя, иамеренному в обмотке 3 воабуждения двигателя 1, пропорциональный сумме сигналов задания и сигнала, пропорционального току возбуждения или частоте вращения двигателя и пропорциональный напряжению или сумме сигналов, пропорционального скорости, и напряжению. Наибольший из этих сигналов проходит на вход магнитного усилителя

17 и сравнивается в нем с опорным сигна лом и сигналом рассогласования, усиливается, вследствие чего система автоматического регулирования стабилизирует в каждый момент времени наибольший иа укааанных сигналов. Белочка из сумматора 9, датчика 10 .сигнала задания и соединяемых с ним контактами 15 и 16 дач чиков З и 11 служит для регулирования на частичных характеристиках и при регулировании по предельной характеристике не оказывает влияния на регулирование.

При низких частотах вращения наибольшим. является сигнал, пропорциональный току . возбуждения, при средних частотах - напряжению САР, стабилизирует при этом величину тока воабуждения двигателя (проводит диод 18) или его напряжения и тока. якоря. В пссжднем случае проводит диод

20 и сигнал на входе усилителя 17 пропорционален напряжению. Йиод 28 шунтирует элементы 11, 24 и 25 пропорционально-порогового элемента 14. Напряжение тахогенератора 11 меньше падения напряжения на реаисторе 25, цоэтому диод

24 заперт и напряжение на выходе элемента 14 равно нулю, точнее, падению напряжения,на открытом диоде 28.

При некоторой частоте вращения двигателя реактивная ЭЙС двигателя достигает граничного значения. При этой частоте напряжение тахогенератора сравнивается с падением напряжения на резисторе 25. При более высоких частотах вращения двигателя напряжение тахогенератора больше падения напряжения на реаисторе 25. flag

5 7SOl действием разности этих напряжений о крывается диод 24 и запирается диод 28, и равность напряжений складывается с сягналом датчика 13 напряжения на входе диода 20 логического элемента ИЛИ.

Таким образом, элемент 14, построенный в схеме фиг. 2 на датчике 11 частоты вращения, диоде 24, резисторе 25, выпрямительном мосте 26 и потенциомегре 27, представляет собой пропорционально-0 пороговый элемент, выходной сигнал которого равен нулю при частотах вращения двигателя ниже пороговой и пропорционален разности текущей и пороговой частот вращения при частотах вращения выше гранич- 5 ных. При последовательном соединении этого элемента с датчиком напряжения или тока суммарный сигнал на связанном с ними входе схемы ИЛИ пропорционален напряжению при частотах вращения ниже пороговой, .0 а при частотах выше пороговой доля напря« жения в суммарном сигнале уменьшается линейно с увеличением частоты вращения двигателя. CAP стабилизирует величину это го суммарного сигнала, вследствие чего 5 напряжение и ток якоря двигателя 1 при больших частотах вращения оказываются меньше граничных, причем тем меньше, чем . больше частота, что соответствует приблизительно ограничению максимальной вели- 30 чины реактивной ЭПС двигателя.

Начало регулирования напряжения и тока на ограничение реактивной ЭДС может подрегулироваться потенциометром 27 при настройке САР. 35

Фундаментальный элемент системы автоматического регулирования — пропорцио° нально-пороговый элемент 14 является элементом безинерционным в отличие от. замененного или множительного элемента с фильтром в устройстве-прототипе, что

32 6 благоприятно сказывается на динамических свойствах системы автоматического регулирования в зоне высоких скоростей, Предложенное устройство преднаэначе;» но в основном для автоматического регулирования двигателя постоянного тока при реостатном торможении, но может быть применено и для управления паулем двигателя в режиме тяги.

Применение устройства позволит получить экономический эффект за счет упрощения системы автоматического регулиро вания при расширении диапазона частот вращения двигателя и улучшения динамических характеристик привода на высоких скоростях движения.

Формула изобретения

Устройство для управления электродвигателем постоянного тока с. независимым возбуждением, содержащее последовател но соединенные логическкй элемент ИЛИ, элемент сравнения, усилитель и регулятор тока возбуждения, причем ко входам логического элемента ИЛИ подключены датччки тока, напряжения, скорости и сигнала уставки, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения надежности, оно снабжено пропорционально-пороговым элементом, входы которого соединены с датчиками напряжения якоря, уставки и ско» рости, а выход - с однкм иэ входов логического элемента ИЛИ.

Источникк информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

% 383187, кл. Н 02 P 5/22, 1969, 2. Авторское свидетельство СССР

Хе 647821, кл. Н 02 Р 3/12, 1976 (прс тотип) .