Устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока

Устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 921011 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070879 (21) 2842626/24-07

/$1}М К11 3

Н 02 P 5/06 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,04,82. Бюллетень № 14 (3.3} УДК 621.316.71 (088.8) Дата опубликования описания 15. 04. 82 (72) Авторы изобретения

В.Б.Медзеновский, Э.N ßêóáîâè÷ и И.И. Кри (71) Заявитель

Одесский, технологический институт холодил промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводам постоянного тока, выполненным по системе генератор - двигатель.

Известно устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока в системе генератор — двигатель с нелинейными обратными связями по скорости, возмуще-. ниям и их производным (1).

Недостатком устройства является малый диапазон регулирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стабилизации скорос- ти электродвигателя постоянног тока в системе генератор -. двига-. тель, содержащее сумматор, входы . которого подключены к резистору, включенному последовательно в цепь якорей генератора и двигателя, и выходу источника задающего напряже-, ния, и тахогенератор, установлен" ный на валу электродвигателя (2) . .Это устройство при более широком диапазоне регулирования скорости обеспечивает недостаточную точность стабилизации скорости электродвигателя при изменениях возмущающих воздействий.

Цель изобретения — повышение точ ности стабилизации скорости электродвигателя °

Цель достигается эа счет того, что в устройство дополнительно введены второй тахогенератор, установленный на валу генератора, блок умножения, включенный между выходом второго тахогенератора и входом сумматора, последовательная цепь иэ интегратора и нелинейного функционального преобразователя, включенная между выходом сумматора и вторым входом блока умножения, последовательная цепь из второго сумматора и усилителя, включенная между выходом интегратора и обмоткой возбуждения генератора, и третий сумматор, входы которого соединены с выходами источника задающего напряжения и первого тахогенератора, а выход — со вторым входом второго сумматора.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенную . замкнутую цепь из блока 1, умножения, сумматора 2, интегратора 3 и нелинейного функционального преобразователя 4 ° Выход

921011 где

15 интегратора 3 соединен через после довательно соединенную цепь иэ второго сумматора 5 и усилителя 6 с обмоткой 7 возбуждения генератора, якорь 8 которого соединен последовательно с якорем 9 двигателя и резистором 10, соединенным с первым входом сумматора 2. Генератор 8 приводится в действие первичным двигателем 11 и снабжен тахогенератором

12, подключенным к первому входу блока 1 умножения. Якорь 9 электродвигателя с независимым возбуждением от обмотки 13 через нагрузку 14 связан с тахогенератором 15, подключенным ко второму входу третьего сумматора 16, выход которого соединен со вторым входом сумматора 5. Третий вход сумматора 2 и первый вход сумматора 16 соединены с источни-ком задающего напряжения Uz (не показан).

Устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока в .системе генератор — двигатель работает следующим образом.

Скорость двигателя постоянного тока в установившемся режиме определяется формулой

nq.—

-3 Ra (1)

cq. (Ч где Up — напряжение генератора, приложенное к якорным зажимам двигателя; ток нагрузки двигателя постоянного тока;

R — сопротивление якорной цепи двигателя;

Сд — постоянная двигателя; магнитный поток обмотки возбуждения двигателя. ,Поскольку в рассматриваемом случае Сои Фоявляются постоянными,то введя обозначение

1 с

3 формула (1) переписывается в следующем виде:

n q. = K1 U г — K 3 J Rq,. (2)

Напряжение на зажимах генератора определяется формулой

Пг = Er — Rr 3, (3) .где E — напряжение холостого хода

l генератора;

R — сопротивление якорной цепи

Г генератора.

Напряжение холостого хода генератора равно

C m„n« (4) где Сг — постоянная генератора;

n "- скорость генератора; фг — магнитный поток обмотки возбуждения генератора.

Отношение

Enr =(:„Ф„(5) с точностью до постоянного мнбжителя С представляет собой магнитную характеристику генератора, ко- торая в зависимости от напряжения возбуждения Ug имеет нелинейный характер, т.е.

С,; Ф,= f(Ug) . (6)

Формулу (2) с учетом изложенного

:можно переписать в следующем виде: пЪ = K > f (Пь) nr К4 (Вг + Rq) 3 (7)

Для постоянства скорости двигателя постоянного тока необходимо соблюдать следующее условие:

nq = nag = 0 (8) п — зйданная скорость двигателя.

Формулу (8) с учетом формулы (7) можно записать в таком виде:

К f(П8) n — К„ (R„ + Rq) J — nqp0 (9)

Последнее выражение описывает

20 поведение предлагаемого устройства стабилизации частоты вращения двигателя постоянного тока в установившемся режиме, В динамическом ре-. жиме устройство стабилизации описы25 вается следующим дифференциальным уравнением:

U =-В(к f(U)) n„— К (R + R ) -п..}рО) где К вЂ” коэффициент усиления интегратора 3.

30 Коэффициент К выбирается намного большим величины 1/Тг, где Т постоянная времени генератора постоянного тока.

С выхода интегратора 3 снимается

З5 необходимое напряжение возбуждения генератора Vg c последующей подачей на сумматор 5.

Первое слагаемое формулы (9) реализуется блоком 1 умножения, на входы которого поступают сигналы о ско40 рости генератора с тахогенератора

12 и К ° и (Щ),формируемый нелинейным фуйкциональным преобразователем

4. На сумматоре 2 реализуется вычитание сигнала К (R< + ky) J, обра45 зующегося на резисторе 10, и задающего сигнала Ug, пропорционального заданной скорости neo двигателя.

Полученный сигнал ошибки интегрируется интегратором 3 до тех пор, 50 пока он не обратится в нуль. из-за воздействия интегратора 3 через сумматор 5 и усилитель 6 на поле возбуждения генератора, создаваемое обмоткой 7. При этом устанавлива55 ется и нулевой сигнал на выходе сумматора 16.

При отклонении скорости электродвигателя от заданного значения в переходных режимах соответствующий сигнал отклонения появляется на выходе сумматора 16 до тех пор, пока система регулирования не придет в новое состояние равновесия, Этот сигнал, являющийся сигналом пропорцио65 нальной обратной связи по скорости, 921011

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 2374/70 Тираж 719 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 воздействуя через сумматор 5 и усилитель 6 на поле возбуждения генератора, улучшает динамические свойства устройства в переходных режимах.

Таким образом, преимуществами 5 устройства являются высокая точность стабилизации скорости электродвигателя и его инвариантность при глубоких возмущающих воздействиях.

Устройство для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока в системе генератор - двигатель, содержащее сумматор, входы которого подключены к резистору, включенному последовательно в цепь якорей генератора и двигателя, и выходу источника задающего напряжения и тахогенератор, установленный на валу электродвигателя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации, в уст-. ройство дополнительно введены вто-. рой тахогенератор, установленный на валу генератора, блок умножения, включенный между выходом второго тахогенератора и входом сумматора, последовательная цепь иэ интегратора и нелинейного функционального преобразователя, включенная между выходом сумматора и вторым входом блока умножения, последовательная цепь из второго сумматора и усилителя, включенная между выходом интегратора и обмоткой возбуждения генератора, и третий сумматор, входы которого соединены с выходами источника задающего напряжения и первого тахогенератора, а выход - co вторым входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кринецкий И.И. Судовая автоматика. М., Пищевая промышлен ность, 197В.

2 ° Кухтенко A.È. Проблеммы инвариантности в автоматике. Тех.лит.

УССР. Киев, Госиздат, 1963,с.40-41.