Устройство для управления электроприводом постоянного тока

Устройство для управления электроприводом постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккн

Социалистическик

Рест1ублик

ОП ЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А|тОвеиОмм свидительСтВ

1 и 9О()392 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 2Ц0430 (21)2917574/24-07 с присоединением заявки М(23) Прнорнтет(51)М. Кл.

Н 02 Р 5/Э6

ГввуднрстненыИ квинтет

СССР

an делам нзобретеннй н отярытнй

Опубликовано 230 1.82. Бюллетень И3 (53) УДК621 316 .718(088.8) Дата опубликования описания 2301.82

В.В. Аржанов, И.Е. Лифшиц, Ю.В. Семенков, В.М. Степанов и В.С. Фадеев (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательски институт автомат и электромеханики при Томском институте а систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (5") УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО TOKA

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам постоянного тока с подчиненным регулированием параметров, и может быть использовано в системах подач металлорежущих станков.

Известно устройство для управления тиристорным электроприводом, содержащее последовательно соединенные пропорционально-интегральные регуляторы скорости и тока, причем обратная связь регулятора скорости содержит второй конденсатор и замыкающий контакт ключа Ц .

Однако динамические характеристики данного устройства вследствие наличия отрицательной обратной связи по току, уменьшающей ошибку на входе регулятора тока при изменении статического момента нагрузки, для ряда применений недостаточны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является устройство для управления вентильным электроприводом постоянного тока, содержащее последовательно соединенные регуляторы скорости и тока электродвигателя, преобразователь и электродвигатель с датчиком скорости, тока и статической нагрузки электродвигателя Е23.

Однако в известном устройстве улучшение динамических свойств электропривода при возмущающем воздейст1О вии обеспечивается недостаточно полно1 так как сигнал, поступающий с выхода согласующего устройства на вход регулятора тока и на вход сис- темы импульснофазового управления, 15 пропорционален статическому моменту нагрузки и не учитывает характер изменения статического момента нагрузки во времени.

Цель изобретения - улучшение

20 динамических характеристик электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления

0392

1О

15 го

25 зо

4О

3 90 электроприводом постоянного тока введена цепь, составленная из последовательно соединенных между собой дифференцирующего звена, звена с зоной нечувствительности и регулятора коэффициента обратной связи, включенная между выходом датчика статической нагрузки и дополнительным входом регулятора коэффициента обратной связи, а выход датчика тока подключен ко второму входу регулятора коэффициента обратной связи.

Регулятор коэффициента обратной связи контура тока составлен из масштабного усилителя с резистором в цепи обратной связи, инвертора, полевого транзистора и выпрямителя, причем вход инвертора соединен с выходом масштабного усилителя, полевой транзистор подключен параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя, а затвор полевого транзистора соединен с выходом выпрямителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для управления электроприводом постоянного тока; на фиг. 2функциональная схема регулятора коэффициента обратной связи контура тока.

Устройство для управления электроприводом постоянного тока содержит последовательно соединенные регулятор 1 скорости, регулятор 2 тока, преобразователь 3, электродвигатель 4 с датчиком 5 скорости и датчиком 6 тока, датчик 7 статической нагрузки, подключенный через последовательно соединенные дифференцирующее звено

8 и нелинейное звено 9 типа зоны нечувствительности ко второму входу регулятора 10 коэффициента обратной связи контура тока, к первому входу которого подключен датчик 6 тока, а выход этого регулятора соединен со вторым входом регулятора 2 тока. Регулятор 10 коэффициента обратной связи контура тока состоит из масштабного усилителя 11 (фиг. 2) с резистором 12 в цепи обратной связи, инвертора 13, полевого транзистора

14 и выпрямителя 15, причем вход инвертора 13 соединен с выходом масштабного усилителя 11, полевой транзистор 14 подключен параллельно сопротивлению 12 в цепи обратной связи масштабного усилителя ll, а затвор полевого транзистора 14 соединен с выходом выпрямителя 15.

Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме работы электропривода, сопровождающимся малой величиной изменения статического момента нагрузки, выходное напряжение регулятора 2 обеспечивает значение ЭДС преобразователя 3, соответствующее заданному значению скорости вращения двигателя и нагрузки.

При этом на выходе звена 8, соединенного с выходом датчика 7 статической нагрузки и предназначенного для определения скорости изменения величины момента статической нагрузки, сигнал имеет малую величину.

В этом случае выходное напряжение звена 9 равно нулю, так как оно представляет собой звено с нелинейной характеристикой типа зоны нечувствительности.

Выход звена 9 подключен к выпрямителю 15, осуществляющему получение сигнала, пропорционального модулю выходного сигнала звена 9. Выпрямитель 15 соединен с затвором полевого транзистора 14, шунтирующего резистор 12, стоящий в цепи обратной связи масштабного усилителя 11. При этом в режиме работы электропривода полевой транзистор 14 закрыт. Этим обеспечивается максимальный коэффициент масштабного усилителя 11, определяемого как отношение сопротивле. ния резистора 12 обратной связи к

35 выходному сопротивлению масштабного усилителя 11. Выходной сигнал датчика 6 тока поступает на вход масштабного усилителя 11, при этом выходной сигнал последнего подается через инвертор 13 ко второму входу регулятора 2 тока. Коэффициент обратной связи по току определяется из условий ограничения максимально допустимого тока в переходных процессах. В таком режиме работы (при малых скоростях изменения статического момента нагрузки) устройство для управления электроприводом постоянного тока работает как обычная двухконтурная система подчиненного регулирования.

При резком изменении момента статической нагрузки на выходе звена 8 сигнал пропорционален скорости изменения момента статической нагрузки. При этом величина выходного сигнала звена 8 превышает величину зоны нечувствительности звена 9, и ко второму входу регуля1ора 10 ко900392

Формула изобретения

5 эффициента обратной связи контура тока поступает сигнал,т.е. сигнал поступает на вход выпрямителя 15. Выходной сигнал выпрямителя 15 подается на затвор полевого транзистора 14. Он открывается„закорачивая тем самым сопротивл нйе 12 в обратной связи масштабного усилителя 11, коэффициент усиления которого уменьшается за счет того, что эквивалентное сопротивление в цепи обратной связи масштабного усилителя 11 при открытом полевом транзисторе 14 определяется сопротивлением канала стокисток открытого полевого транзйстора 14 (порядка 100- 200 Ом). При этом резко уменьшается коэффициент обратной связи по току, что приводит к увеличению величины ошибки на входе регулятора 2 тока, определяемой разностью сигнала с выхода регулятора 1 скорости и сигнала с выхода регулятора 10 коэффициента обратной связи контура тока. Это позволяет улучшить динамические характеристики электропривода по возмущающему воздействию, т.е. Уменьшить величину динамического провала скорости и уменьшить время переходного процесса при возмущающем воздействии. з

Величина зоны нечувствительности звена 9 выбирается из условия оптимизации минимально заданных значений динамических провалов скорости вращения для заданных условий технологического режима.

Применение устройства в токарных станках с ЧПУ приводит к повышению точности обработки деталей. При этом улучшается качество выпускаемой

4 продукции.

1. Устройство для управления электроприводом постоянного тока, 6 содержащее последовательно соединенные между собой регулятор скорости, регулятор тока, преобразователь, выходом подключенный к электродвига телю, датчик скорости вращения электродвигателя, выход которого подключен к одному из входов регулятора скорости, другой вход которого соединен с блоком задания, датчик о тока электродвигателя и датчик статической нагрузки электродвигателя, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик электропривода, в устройs с т в о в в е д е н а ц е п ь, составленная из последовательно соединенных между собой дифференцирующего звена, звена с зоной нечувствительности и регулятора коэффициента обратной связи, включенная между выходом датчика статической нагрузки и дополнительным входом регулятора коэффициента обратной связи, а выход датчика тока электродвигателя подключен ко второму входу регулятора коэффициента обратной связи.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что регулятор коэффициента обратной связи контура тока составлен из масштабного усилителя с резистором в цепи обратной связи, инвертора, полевого транзистора и выпрямителя, причем вход инвертора соединен с выходом масштаб5 ного усилителя, полевой транзистор подключен параллельно резистору в цепи обратной связи масштабного усилителя, а затвор полевого транзистора соединен с выходом выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР и 479208, кл. H 02 P 5/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР и 492026, кл. H 02 P 5/06, 1975.

900392

Составитель В. Самохин

Редактор Н. Егорова Техред Е.Харитончик

Ре . . орректор . Демчик

К М.

Заказ 12200/71 Тираж 718

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 роектная,