Электропривод с подчиненным регулированием параметров

Электропривод с подчиненным регулированием параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iu 997215

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i ) Дополнительное н авт. саид-ву И 8)6733 (22)Заявлено 06.03.81 (2!) 3255872/24-07 с присоединением заявки № (5I )M. Кл.

Н 02 Р 5/06

Гесяйрстеекиый кемитет

СССР ле делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15 . 02 . 83 . Бюллетень № 6 (53) УДК62-83:

:621.314.5 (088.8) Дата опубликования описания 15 .02 .83

В, В. Аржанов, В. А. Бейнарович и B. С. Фадеев (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт авто и электромеханики при Томском институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники с

1 (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подач металлорежущих станков.

Ilo .основному авт. св. я". 896733 известен электропривод с подчиненным регулированием параметров, содержащий последовательно включенные регулятор частоты вращения, репуто лятор тока, вентильный преобразователь, двигатель, датчик частоты вращения, подключенный к входу регулятора частоты вращения, датчик тока, подсоединенный к делителю напряжения, т5 управляющий вход которого подключен к выходу сумматора, первым входом соединенного через нелинейный элемент с выходом регулятора частоты вращения, а вторым входом через второй нелинейный элемент - с выходом датчика тока (1 ).

Недостатком указанного weктропривода являются неудовлетворительные

2 динамические характеристики, прояв.ляющиеся при малых амплитудах и больших скоростях изменения управ-ляющего и возмущающего воздействий, Это объясняется тем, что в электроприводе при малых частотах вращения двигателя в динамических режимах мала величина скорости нарастания тока якоря двигателя, которая, в основном, определяется при разомкнутом токовом контуре регулирования (за счет делителя напряжения) постоянной интегрирования регулятора тока, электромагнитной постоянной якоря двигателя, а также типом и параметрами вентильного преобравователя. Особенно этот недостаток проявляется в электроприводах с широким диапазоном регулирования частоты вращения (более 10000) в нижней части диапазона регулирования частоты вращения и при использовании малоинерционных и высокомоментных двигателей постоянного тока (ПБВ, 997215

50

ДК, ПГТ), допускающих большие скорости нарастания тока якоря.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик электропривода с подчиненным регулированием параметрор путем оптимизации процесса регулирования скорости нарастания тока якоря двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в электропривод с подчиненным ре- 10 гулированием параметров дополнительно введены элемент НЕ и последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй делитель напряжения, при этом вход элемента НЕ

15 соединен с выходом сумматора, вход инвертирующего училителя подключен к датчику тока, а выход делителя н пряжения, управляющим входом связанного с выходом элемента НЕ, соединен с входом регулятора тока, На чертеже изображена схема электропривода.

Электропривод содержит последовательно включенные регулятор 1 частоты вращения, регулятор 1 тока якоря, реверсивный вентильный преобразователь 3, двигатель 4, датчик 5 частоты вращения, подключенный к входу регулятора 1 частоты вращения, датчик 6 тока якоря, подсоединенный к делителю 7 напряжения, управляющий вход которого подключен к выходу сумматора 8, первым входом соединенного через нелинейный элемент 9 и вып35 рямитель 10 с выходом регулятора

1 частоты вращения, а вторым входом через второй нелинейный элемент 11 и выпрямитель 12 - с выходом датчика

6 тока. Электропривод содержит также элемент HE 13 и последовательно соединенные инвертирующий усилитель

14 и делитель 15 напряжения, при этом вход элемента НЕ 13 соединен с выходом сумматора 8, вход инвертирующего усилителя 14 подключен к датчику .6 тока якоря, а выход делителя 15 напряжения, управляющим входом связанного с выходом элемента НЕ 13, соединен с входом регулятора 2 тока якоря.

Электропривод работает следующим образом.

Двигатель 4 питается от реверсивного вентильного преобразователя .3. Система регулирования с последовательным включением регулятора 1 частоты вращения и регулятора 2 тока является двухконтурной. Внешний

1 контур регулирования частоты вращения двигателя 4 состоит из пропорционально-интегрального регулятора 1 частоты вращения и датчика 5 частоты вращения. Внутренний подчиненный контур регулирования тока якоря содержит датчик 6 тока якоря, преобразующий сигнал > который посту пает от шунта в силовой цепи двигателя 4, и пропорционально-интегральный регулятор 2 тока якоря. На вход регулятора 2 тока поступает сигнал с выхода регулятора t частоты вращения и сигнал обратной связи по току, величина и знак которого определяются режимом работы электропривода .

Режим работы электропривода с подчиненным регулированием параметров определяется величиной задания на ток двигателя и величиной тока якоря двигателя. При воздействиях в электроприводе, меньших по величине зоны нечувствительности нелинейных элементов 9 и 11, сигнал на выходе сумматора 8 равен нулю.

При этом делитель 7 напряжения включен, и величина отрицательной обра ной связи по току равна нулю.

Выходной сигнал сумматора 8 также поступает на элемент HE 13, осуществляющий инвертирование выходного сигнала сумматора 8. При этом элемент НЕ 13 выдает сигнал "1", поступающий на управляющий вход второго делителя 15 напряжения, на вход которого подается сигнал положительной обратной связи по току с выхода инвертирующего усилителя 14, подключенного к выходу датчика тока. При этом второй делитель 15 напряжения выключен и на вход регулятора 2 тока поступает с этого делителя сигнал положительной обратной связи по току.

Настройка требуемой величины положительной обратной связи по току определяется исходя из обеспечения в электроприводе максимальной скорости нарастания тока якоря двигателя и минимизации величины динамического провала скорости при набросе момента статической нагрузки, а также обеспечения динамической устойчивой работы электропривода во всем диапазоне регулирования частоты вращения и нагрузок электродвигателя . При этом в электроприводе скорость нарастания тока якоря двигателя максимальна и динамические характеристики

S 9972 электропривода с подчиненным регулированием параметров близки к предельным как по управляющему, так и по возмущающему воздействию.

При увеличении воздействий в . s электроприводе с подчиненным регули- рованием параметров, т.е. выходных сигналов датчика 6 тока или регулятора 1 частоты вращения,превышающих величину зоны нечувствительности нелинейного элемента 9 или не."линейного элемента 11, сигналы поступают на вход сумматора 8, и на выходе сумматора 8 сигнал равен "1".

При этом делитель 7 напряжения выключается, тем самым подается сигнал отрицательной обратной связи по току на вход регулятора 2 тока.

На выходе элемента НЕ 13 сигнал равен нулю в связи с тем, что на 26 выходе сумматора 8 сигнал "1" и второй делитель напряжения 15 включается, тем самым сигнал положительной обратной связи по току равен нулю.

И в этом режиме в электроприводе на вход регулятора 2 тока подается сигнал отрицательной обратной свя" зи по току, обеспечивающий эффективное ограничение скорости нарастания тока якоря двигателя и ограни- Зв чение максимально допустимого тока якоря двигателя на заданном уровне.

Таким образом, происходит формирование оптимальной токовой диаграммы в электроприводе в динамических

15 d режимах. При малых изменениях задачия на ток якоря двигателя и при малых значениях тока якоря двигателя скорость нарастания тока якоря двигателя имеет максимальное значение, что является допустимым. При этом в электроприводе с подчиненным регулированием параметров формируется. максимальный по быстродейст- вию и оптимальный по перерегулирова нию переходный процесс, причем динамические характеристики стабильны в широком диапазоне регулирования частоты вращения двигателя.

Формула изобретения

Злектропривод с подчиненным регулированием параметров по авт . св.

Ю 896733, отличающийся тем, что, с целью улучшения динами" ческих характеристик, в него введены элемент HE и последовательно соединенные инвертирующий усилитель и делитель напряжения, при этом вход элемента HE соединен с выходом сумматора, вход инвертирующего усилителн подключен к датчику тока, а выход делителя напряжения, управляющим в дом связанного с выходом элемента Hf, соединен с входом регулятора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 896733, кл.- H 02 P 5/06, 1980.

997215

Составитель В. Кузнецова

Техред.М.Костик Корректор С. Шекмар

Редактор Л. Алексеенко филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4

Заказ 956/76 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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