CS242424B1 - Otáčkový regulátor pohonu se stejnosměrným elektromotorem s konstantním magnetickým tokem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká otáčkového regulátoru pohonu se stejnosměrným elektromotorem s konstantním magnetickým tokem, opatřeného řízeným tyristorovým usměrňovačem, generátorem zapalovacích impulsů, otáčkovým regulátorem, čidly otáček a proudu kotvy elektromotoru. Účelem řešení je dosažení vysokojakostní dynamiky při nízkých otáčkách a malých zatěžovacích momentech. Toho je dosaženo tím, že na první vstup operačního zesilovače s proměnným zesílením je připojen zdroj řídicího signálu žádaných otáček, na jeho druhý vstup je připojen výstup čidla otáček, na jeho třetí vstup je připojen výstup obvodu řízení zesílení a jeho výstup je připojen ke vstupu generátoru zapalovacích impulsů, první vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem prvního funkčního měniče, k jehož vstupu je připojen výstup prvního obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s druhým vstupem zesilovače, druhý vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem druhého funkčního měniče, k jehož vstupu Je připojen výstup druhého obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s výstupem čidla proudu.

Description

(⁵⁴) Otáčkový regulátor pohonu se stejnosměrným elektromotorem s konstantním magnetickým tokem

Řešení se týká otáčkového regulátoru pohonu se stejnosměrným elektromotorem s konstantním magnetickým tokem, opatřeného řízeným tyristorovým usměrňovačem, generátorem zapalovacích impulsů, otáčkovým regulátorem, čidly otáček a proudu kotvy elektromotoru. Účelem řešení je dosažení vysokojakostní dynamiky při nízkých otáčkách a malých zatěžovacích momentech.

Toho je dosaženo tím, že na první vstup operačního zesilovače s proměnným zesílením je připojen zdroj řídicího signálu žádaných otáček, na jeho druhý vstup je připojen výstup čidla otáček, na jeho třetí vstup je připojen výstup obvodu řízení zesílení a jeho výstup je připojen ke vstupu generátoru zapalovacích impulsů, první vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem prvního funkčního měniče, k jehož vstupu je připojen výstup prvního obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s druhým vstupem zesilovače, druhý vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem druhého funkčního měniče, k jehož vstupu Je připojen výstup druhého obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s výstupem čidla proudu.

242 424

242 424

Vynález se týká otáčkového regulátoru pohonu se stejnoe směrným,elektromotorem s konstantním magnetickým tokem, opatřeného řazeným tyristorovým usměrňovačem připojeným ke generátoru zapalovacích impulsů pro tyristory, otáčkovým regulátorem, čidlem otáček a čidlem proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru·

Stejnosměrný pohon obvykle sestává ze stejnosměrného elektromotoru s namontovaným čidlem otáček, tyristorového usměrňovače, generátoru zapalovaoích impulsů pro tyristory a regulátoru otáček, který porovnává žádanou a skutečnou hodnotu otáček stejnosměrného elektromotoru· Regulátor otáček je obvykle realizován Jako operační zesilovač s proporcionální, proporcionálně integrační nebo proporcionálně integračně derivační vazbou.

Struktura i parametry otáčkového regulátoru jsou zpravidla pevně nastaveny tak, aby zajiěíovaly přibližně optimální průběh přechodných dějů. To však není možné v případě, když pracovní oblast elektromotoru zahrnuje přerušované i spojité proudy, například při širokém rozsahu regulace, při zatěžování v okolí nulového momentu a při malé indukčností v obvodu kotvy· V tomto přígadě se mění ve značném rozsahu zejména zesílení soustavy. Důsledkem je nízká kvalita dynamiky pohonu v oblasti velmi nízkých otáček a velmi malých zatěžovacích momentů.

Uvedený nedostatek je odstraněn u otáčkového regulátoru pohonu se stejnosměrným elektromotorem s konstantním magnetickým tokem podle vynálezu, jehož podstatou je, že na první

- 2 242 424 vstup operačního zesilovače s proměnným zesílením je připojen zdroj řídicího signálu žádané hodnoty otáček, na druhý vstup operačního zesilovače je připojen výstup čidla otáček, na třetí vstup operačního zesilovače je připojen výstup obvodu řízení zesílení a výstup operačního zesilovače je připojen ke vstupu generátoru zapalovacích impulsů, první vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem prvního funkčního měniče, k jehož vstupu je připojen výstup prvního obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s druhým vstupem operačního zesilovače, druhý vstup obvodu řízení zesílení je spojen s výstupem druhého funkčního měniče, k jehož vstupu je připojen výstup druhého obvodu absolutní hodnoty, jehož vstup je spojen s výstupem čidla proudu kotvy stejnosměrného elektromotomu·

Výhodou vynálezu je, že zesílení otáčlcového regulátoru se mění obvodem změny zesílení v závislosti na absolutní velikosti otáček a proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru· Tím je dosažena vysoká jakost dynamiky v oblasti velmi nízkých otáček a velmi malých zatěžovacích momentů·

Příklad provedení otáčkového regulátoru pohonu podle vynálezu je zobrazen na výkresech, na nichž znázorňuje obr· 1 blokové schéma elektrického pohonů s regulátorem otáček, obr· blokové schéma regulátoru otáček podle vynálezu, obr. 3 otáčkové zatěžovací charakteristiky Stejnosměrného elektromotoru a obr. 4 statické převodní charakteristiky prvního a druhého funkčního měniče.

Podle obr· 1 sestává elektrický pohon ze stejnosměrného elektromotoru £, připojeného k tyristorovému usměrňovači 2» spojenému s generátorem 2 zapalovacích impulsů pro tyristory, jehož vstup je připojen k výstupu otáčkového regulátoru 2 s proměnným zesílením, připojeným jednak k neznázorněnému zdroji signálu žádané hodnoty otáček stejnosměrného elektromotoru £, jednak k výstupu čidla 2 otáček, poskytujícího signál odpovídající skutečným otáčkám stejnosměrného elektromotoru £· Dále je otáčkový regulátor 2 spojen s čidlem 6 proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru 4» ^z něhož se do otáčkového regulátoru 2 přivádí signál odpovídající skutečné hodnotě proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru 2·

- 3 242 424

Podle obr. 2 je na vstupu otáčkového regulátoru χ operační zesilovač 10 s proměnným zesílením, mající první vstup 11 spojen s nezakresleným zdrojem signálu odpovídajícího žádané hodnotě otáček stejnosměrného elektromotoru χ, druhý vstup 12 spojen s výstupem čidla 2 otáček a třetí vstup 15 spojen s výstupem 23 obvodu 20 řízení zesílení. Výstup 14 operačního zesilovače 10 je spojen se vstupem generátoru χ zapalovacích impulsů.

První vstup 21 obvodu 20 řízení zesílení je spojen a výstupem 32 prvního funkčního měniče 20, k jehož vstupu 31 .1e připojen výstup 52 prvního obvodu 50 absolutní hodnoty, jehož vstup 51 je spojen s druhým vstupem 12 operačního zesilovače 10.

Druhý vstup 22 obvodu 20 řízení zesílení je spojen s výstupem 42 druhého funkčního měniče 40, k jehož vstupu 41 je připojen výstup 62 < druhého obvodu 60 absolutní hodnoty, jehož vstup 13 je spojen s výstupem čidla 6 proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru £»

Na první vstup 11 operačního zesilovače 10 se přivádí řídicí signály odpovídající žádané hodnotě otáček stejnosměrného elektromotoru 4, kdežto na druhý vstup 12 operačního zesilovače 10 se přivádí signál odpovídající skutečné hodnotě otáček stejnosměrného elektromotoru 4, přičemž na třetí vstup 15 operačního zesilovače 10 se přivádí signál změny zesílení, který je výstupním signálem na výstupu 23 obvodu 20 řízení zesílení. Signál skutečné hodnoty otáček stejnosměrného elektromotoru X se přivádí rovněž na vstup 51 prvního obvodu 50 absolutní hodnoty. Na vstup 13 druhého obvodu 60 absolutní hodnoty se pak přivádí signál skutečné hodnoty proudu kotvy'stejnosměrného elektromotoru 4.

Princip vynálezu spočívá v řízení zesílení otáčkového regulátoru χ takovým způsobem, aby v každém pracovním bodě, určeném otáčkami a proudem kotvy stejnosměrného elektromotoru χ, bylo celkové zesílení regulační smyčky, dané součinem zesílení otáčkového regulátoru χ a regulované soustavy^ přibližně konstantní. Zesílení regulované soustavy je dáno sklonem mecha— 4 —

242 424 nických otáčkových charakteristik, to jest závislostí otáček stejnosměrného elektromotoru 4 na zatěžovacím proudu při konstantním zapalovacím úhlu tyristorů, zobrazených na obr. kde na vodorovné ose je nanesen proud i kotvy stejnosměrného elektromotoru £ a na svislé ose jsou naneseny otáčky n stejnosměrného elektromotoru 4. Každému bodu o souřadnicích n a i lze přiřadit hodnotu zesílení regulované soustavy, a tedy i stanovit potřebnou hodnotu zesílení otáčkového regulátoru

4.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1« Otáčkový regulátor pohonu se stejnosměrným,elektromotorem s konstantním magnetickým tokem, opatřený řízeným tyriátorovým usměrňovačem připojeným ke generátoru zapalovacích impulsů pro tyristory, otáčkovým regulátorem· čidlem otáček a čidlem proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru, vyznačující se tím, že na první vstup (11) operačního zesilovače (10) s proměnným zesílením je připojen zdroj řídicího signálu žádané hodnoty otáček, na druhý vstup (12) operačního zesilovače (10) je připojen vstup čidla (5) otáček, na třetí vstup (15) operačního zesilovače (10) je připojen výstup (23) obvodu (20) řízení zesílení a výstup operačního zesilovače (10) je připojen ke vstupu generátoru (2) zapalovacích impulsů, první vstup (21) obvodu(20) řízení zesílení je spojen s výstupem (32) prvního funkčního měniče (30), k jehož vstupu (31) je připojen výstup (52) prvního obvodu (50) absolutní hodnoty, jehož vstup (51) je spojen s druhým vstupem (12) operačního zesilovače (10), druhý vstup (22) obvodu (20) řízení zesílení je spojen s výstupem (42) druhého funkčního měniče (40), k jehož vstupu(41) je připojen výstup (62) druhého obvodu (60) absolutní hodnoty, jehož vstup (13) je spojen s výstupem čidla (6) proudu kotvy stejnosměrného elektromotoru (4)·
2. 2. Otáčkový regulátor podle bodu 1, vyznačující se tím, že ve zpětnovazebním obvodu operačního zesilovače (10) je zapojen polem řízený tranzistor pro proměnné zesilování operačního zesilovače (10).
3. 3· Otáčkový regulátor podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že obvod (20) řízení zesílení obsahuje napěíově řízený generátor pulsů s šířkovou modulací.