CS258919B1 - Regulátor elektrického stejnosměrného pohonu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká uspořádání regulátoru elektrického stejnosměrného pohonu, jehož podstata spočívá v tom, že regulátor rychlostní smyčky je vybaven členem s nelineárním průběhem zesílení, v závislosti na výstupním napětí, uspořádaný tak, že zpětnovazební inpedance operačního zesilovače, tvořícího rychlostní regulátor, není stálá, ale závisí na přiloženém napětí. Se zvětšujícím se výstupním napětím regulátoru, jeho zesílení v pracovním bodě - tj. poměr změny výstupního napětí ke změně vstupního napětí - klesá a má spojitý průběh

Description

Vynález se týká regulátoru elektrického stejnosměrného pohonu.

V současné době je pro regulaci elektrických stejnosměrných motoiů často užíván legulátor využívající fázově řízené usměrňovače s tyristory. Společným znakem takovýchto legulé.toi ύ je skutečnost, že dynamické vlastnosti pohonu tvořeného stejnosměrným motorem a regulátorem, využívajícím fázově řízený usměrňovač, jsou závislé jednak na okamžité střední velikosti napětí, na kotvě motoru, ale zejména na okamžité velikosti středního proudu protékajícího kotvou motoru. V oblasti malých proudu, kdy proud má charakter proudových impulsu, např. přerušovaný proud, vykazuje pohon velmi špatné dynamické vlastnosti, což je charakterizováno velkou časovou konstantou. So zvětšujícím se proudem, kdy se mění šířka proudových impulsů, se zmenšuje časová konstanta pohonu, a to podle konkrétních poměrů v pohonu ve velmi širokém rozmezí. Tato okolnost velmi ztěžuje, a v řadě případů znemožňuje, optimální nastavení regulačních obvodů pohonu i regulátorů nadřazených, např. polohy a v důsledku toho vede k snížení kvality pohonu.

V praxi se tato nepříznivá skutečnost řeší několika způsoby. U tzv. šestipulsních zapojení řízeného usměrňovače se často využívá podřízená proudová smyčka s adaptivním regulátorem proudu. U jednodušších tzv. třípulsních zapojení, kde použití podřízené proudové smyčky je řídké z důvodů funkčních a zejména ekonomických, se používá zapojení s tzv. okruhovými proudy, kdy poměr změny časové konstanty pohonu při velmi malém proudu a proudu jmenovitém je pouze snížen na přijatelnou hodnotu, zatímco regulátor má konstantní parametry. Toto uspořádání neumožňuje optimální nastavení pohonu z hlediska plynulosti otáček a dynamické tuhosti, navíc je nevýhodné z hlediska energetického a přináší zvýšení chvění hřídele motoru.

Mnohé z uvedených nevýhod odstraňuje regulátor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na první vstup impedančního vazebního bloku je připojen výstup napětí, úměrného žádané hodnotě- otáček, na jeho druhý vstup je připojen výstup bloku získání napětí úměrného skutečné rychlosti otáčení. Výstup impedančního vazebního bloku je spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače, na který je zároveň připojen i jeden vývod RC členu. Druhý vývod RC členu je připojen na výstup děliče napětí. Výstup operačního zesilovače je spojen jednak se vstupem Členu s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí a jednak se vstupem spínacího obvodu. Výstup členu s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí je připojen na vstup děliče napětí. Výstup spínacího obvodu je spojen se vstupem výkonového bloku.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je možnost optimálního nastavení regulátoru stejnosměr něho pohonu, využívajícího fázově řízený usměrňovač s tyristory pro různé pracovní režimy a tím podstatné zlepšení jeho statických a dynamických vlastností, dále možnost snížení okruhových proudů, což vede k snížení energetické náročnosti pohonu i zmenšení chvění hřídele motoru.

Na připojeném výkrese je znázorněno uspořádání regulátoru elektrického stejnosměrného pohonu podle vynálezu.

Na první vstup impedančního vazebního bloku 1. je připojeno napětí úměrné žádané hodnotě otáček, na druhý vstup impedančního vazebního bloku 1, je připojen výstup z bloku 2 získání napětí, úměrného skutečné rychlosti otáčení, výstup z impedančního vazebního bloku 1. je připojen na invertující vstup operačního zesilovače 4_, kam je zároveň připojen i jeden vývod RC členu .3/ jehož druhý vývod je připojen na výstup děliče napětí, přičemž výstup operačního zesilovače £ je připojen jednak na vstup členu 5 s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí , jednak na vstup spínacího obvodu 7_, přičemž výstup členu s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí je připojen na vstup děliče,£ napětí a výstup spínacího obvodu 7. í^e připojen na vstup výkonového bloku

Funkce regulátoru je taková, že při malých proudech výkonového bloku £, tj. při malém napětí na výstupu operačního zesilovače 4, je zesílení v rychlostní smyčce zvětšeno tak, aby l'»y3c· optimální vzhledem k časové konstantě pohonu. Při větších proudech výkonového bloku £, tj. pří většin·, napětí na výstupu operačního zesilovače 4_, se zesílení v rychlostní smyčce mění pfisobením členu jj s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí tak, aby pro každý proud bylo nastavení regulátoru pohonu optimální. Dělič £ napětí umožňuje nastavení celkového ztsílení regulátoru tak, aby byla zajištěna stabilita regulační smyčky. RC člen 3 zajišřuje svými přenosovými vlastnostmi optimální regulační chování pohonu, zejména vysokou tuhost a přesnost regulace otáček. Impedanční vazební blok 1. vytváří rozdíl žádané hodnoty otáček a skutečné hodnoty otáček, které jsou získány z bloku 2. získání napětí úměrného skuteč né rychlosti otáčení. Spínací obvod 7. umožňuje odpojení výstupu regulátoru od vstupu výkonového bloku 8.

Regulátoru podle vynálezu lze zejména využít u pohonů posuvů obráběcích strojů a u manipulátorů.

Claims (1)

1. Regulátor elektrického stejnosměrného pohonu vyznačený tím, že na první vstup impedanční ho vazebního bloku (1) je připojen výstup napětí, úměrného žádané hodnotě otáček, na jeho druhý vstup je připojen výstup bloku (2) získání napětí úměrného skutečné rychlosti otáčení, jeho výstup je spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače (4), na který je zároveň připojen i jeden vývod RC členu (3), jehož druhý vývod je připojen na výstup děliče (6) napětí, přičemž výstup operačního zesilovače (4) je spojen jednak se vstupem členu (5) s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí a jednak se vstupem spínacího obvodu (7), zatímco výstup členu (5) s nelineární závislostí impedance na přiloženém napětí je připojen na vstup děliče (6) napětí, zatímco výstup spínacího obvodu (7) je spojen se vstupem výkonového bloku (8).