Przedmiotem wynalazku jest uklad ograniczenia nadpradowego napedów pólprzewodnikowych z i trycznymi, silnikami pradu stalego o stalym strumieniu magnetycznym, zawierajacy sterowany | tyrystorowy ze sterownikiem, regulatorem i miernikiem predkosci obrotowej. Elektryczne napedy pradu t najczesciej stosuje sie jako silniki pradu stalego ze stalym strumieniem magnetycznym, z 1 z przeksztaltnika tyrystorowego, sterowanego sterownikiem pólprzewodnikowym. Z walem i ka pradu stalego jest polaczony trwale miernik predkosci obrotowej, przykladowo pradnica której sypial wyjsciowy porównuje sie z sygnalem sterujacym na wejsciu regulatora predkosci, predkosci moze miec charakterystyke proporcjonalna, proporcjonakMM^lkujaca Ub proporcjonainoHallaaaco- -rózniczkujaca.Z uwagi na wlasciwosci komutacyjne silników pradu stalego i mozliwosci doboru tyrystorów | sie wprowadzenia ograniczenia pradu rozruchowego twornika oraz pradu przy . Przekroczenie tych wartosci mogloby prowadzic do uszkodzenia napedu U silnika.Do ograniczenia pradu twornikowego stosuje sie w znanych ukladach czujnik pradowy, sluzacy do skutecznej wartosci chwilowej pradu, wlaczony do petli pianowego sprzezenia zwrotnego. Teni pradowy zazwyczaj stanowi badz. wlaczony po stronie pradu pradowy, badz transduktor pomiarowy, wlaczony w obwód pradu stalego na i Znane sa równiez czujnici oparte na innych zasanarh fizycznych, przykladowo oparte na efekcie Hall*a_ Czujnik pradowy musi spelniac zazwyczaj surowe wymagania odnosnie dokladnosci pradu na napiecie, hniowosd tej funkcji, wtófcosd wlasnej stalej czasowej i i mocy i regulacyjnego. W napedach z regulacja predkosci petla i kaskady, jako petla podporzadkowana nadrzednej petli predlasaowego sprzezenia ; irówriolegle z petla tego preolcosciow^2 110625 Wada znanych ukladów ograniczenia nadpradowego jest to, ze opieraja sie one na stosowaniu drogich i skomplikowanych czujników i wymagaja indywidualnej nastawy regulatora pradowego odpowiednio do para¬ metrów regulowanego obwodu. Ta operacja zwana optymalizacjapetli regulacji pradowej, oznaczajaca w zasadzie nastawe wspólczynnika wzmocnienia i wybór stalej czasowej jest pracochlonna i czasochlonna.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu ograniczenia nadpradowego napedu pólprzewodnikowego, który wymaga jedynie uproszczonych dzialan przy uruchomieniu skutecznego ograniczenia pradowego.Istota wynalazku polega na tym, ze wyjscie miernika predkosci obrotowej jest polaczone z jednej strony z wejsciem sprzezenia zwrotnego regulatora predkosci obrotowej, a z drugiej strony z przeksztaltnikiem funkcji, którego pierwsze wyjscie dla sygnalu ograniczajacego prad twornikowy o biegunowosci podstawowej i drugie wyjscie dla sygnalu ograniczajacego prad twornikowy o biegunowosci przeciwnej,jest przylaczone do ograniczni¬ ka sygnalu wyjsciowego regulatora predkosci polaczonego z wejsciem sterownika tyrysorów.Korzystnie przeksztaltnik funkcji zawiera pierwszy wzmacniacz operacyjny, którego wyjscie stanowi pieiwsze wyjscie przeksztaltnika i drugi wzmacniacz operacyjny, którego wyjscie stanowi drugie wyjscie przeksztaltnika. Do wejscia pierwszego wzmacniacza operacyjnego jest przylaczone zródlo ujemnego napiecia odniesienia i pierwsza impedancja sprzezenia zwrotnego, a poprzez pierwsza impedancje wejsciowa-wyjscie rmerraka predkosci obrotowej. Do wejscia drugiego wzmacniacza operacyjnego jest przylaczone zródlo dodatniego napiecia odniesienia i druga impedancja sprzezenia zwrotnego, a poprzezdruga impedancje wejsciowa —wyjscie miernika predkosci obrotowej.Korzystnie miernik predkosci obrotowej stanowi pradnica tachometryczna pradu stalego.Przeksztaltnik funkcji jest wykonany w postaci programowalnej pamieci, przy czym ogranicznik stanowi logiczny obwód ograniczenia wielkosci sygnalu. W tym przypadku, miernik predkosci obrotowej stanowi korzystnie przetwornik impulsowy.Rozwiazanie wedlug wynalazku opiera sie -ma wykorzystaniu zaleznosci miedzy pradem twornika I i róznica pomiedzy sredniawartoscia napiecia Ud prostowników i indukowanym napieciem Uj twornika silnika.Srednia wartosc napiecia Ud prostownika tyrystorowego pracujacego przy przewodzeniu ciaglym stanowi jednoznaczna funkcje kata sterowania stanowiacego kat opóznienia zaplonu tyrystorów wedlug zaleznosci Ud = Udo * cosa w której Md0 oznacza maksymalne napiecie srednie prostownika przy kacie wysterowania a=0. Dla indukowanego napiecia twornika Uj przy stalym strumiemu magnetycznym oDOwiazuje zaieznosc Us = Ce - co, w której Ce oznacza stala napieciowa silnika, a co jego predkosc katowa. Prad twornika silnika jest okreslony zaleznoscia * Udo ' costL— Ce - co Ud—Uj I =¦ ¦ . = ¦ R R w której R oznacza rezystancje zastepcza obwodu twornikowego pradu stalego.Jesli teraz okreslona wartosc najwiekszego dopuszczalnego pradu wystepuja badz jako wartosc stala, badz jako wielkosc zalezna od predkosci obrotowej, to mozna jednoznacznie ograniczyc wielkosc kata sterujacego w zaleznosci od indukowanego napiecia twornika tak, ze zalozona wartosc pradu nie zostanie przekroczona.Korzystnie jest stosowac jako czujnik indukowanego napiecia, bezposrednio miernik predkosci obrotowej, który równoczesnie sluzy do regulacji predkosci obrotowej. Do przetwarzania sygnalu wyjsciowego miernika predkosci na sygnal do ograniczania napiecia wyjsciowego regulatora predkosci obrotowej i tym samym równiez do ograniczenia wielkosci kata sterujacego, sluzy przetwornik funkcji, stanowiacy obwód nieliniowy, którego statyczne charakterystyki przenoszenia wynikaja z przytoczonej zaleznosci pradu twornikowego I.Opisany uklad mozna korzystnie zrealizowac równiez w postaci cyfrowej, w ukladach regulacji impulso¬ wej. W tym przypadku odpowiedni algorytm ograniczenia kata wysterowania tyrystorów w zaleznosci od predkosci obrotowej wprowadza sie do programu numerycznego czlonu korelacyjnego. Mozna tu równiez stosowac szybkie przetworniki cyfrowo-analogowe, które przy wykorzystaniu ograniczenia za pomoca czujników pradu byly dotychczas nie wykorzystane.Uklad wedlug wynalazku w przykladzie wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat blokowy ukladu, fig- 2 — podstawowy schemat przeksztaltnika funkcji, fig. 3 — statyczne charakte- rystyki przenoszenia przeksztaltnika funkcji, fig. 4 — linearyzowane charakterystyki przeksztalnika funkcji.Naped z silnikiem pradu stalego 1 sklada sie z pelnosterowamego przeksztaltnika tyrystorowego 2 i sterownika 3. Generator impulsów sterujacych sterownika 3 jest sterowany regulatorem predkosci 4. Dowejscia sterujacego 5 regulatora predkosci obrotowej 4 doprowadza sie sygnal elektryczny, odpowiadajacy zadanej predkosci obrotowej, a poprzez petle sprzezenia zwrotnego na wejscie 6 podaje sie sygnal miernika predkosci110625 3 obrotowej 7, proporcjonalny do predkosci obrotowej walu silnika 1. Miernikiem predkosci obrotowej jest korzystnie pradnica tachometryczna pradu stalego sprzezona trwale z walem silnika 1.Równolegle do regulatora predkosci obrotowej 4 do wyjscia miernika predkosci obrotowej 7 jest przylaczony przeksztaltnik funkcji 8. W obwodzie tym sygnal U7z miernika predkosci obrotowej 7, którego poziom jest proporcjonalny do rzeczywistej predkosci obrotowej, a wiec do rzeczywistej sily elektromotorycznej silnika 1 przeksztalca sie na sygnal napieciowy U12 lub U22- doprowadzany do ogranicznika 9 sygnalu wyjsciowego regulatora predkosci 4, przylaczonego do jednego z wejsc sterownika 3 tyrystorów.Z uwagi na charakterystyke przenoszenia przeksztaltnika funkcji 8 korzystna jest Imearyzacja charakterys¬ tyki statycznej tego przeksztaltnika, w calym zakresie, lub tylko w zakresie wymaganej dokladnosci ogranicza- nia.Przeksztaltnik funkcji 8 stanowi nieliniowy obwód, zlozony z dwóch czesci, przy czym kazda z tych czesci pracuje dla jednego z kierunków przeplywu pradu twornikowego silnika 1. Pierwsza czesc sklada sie ze wzmacniacza operacyjnego 10 z pierwsza impedancja sprzezenia zwrotnego 11. Na wejscie 13 pierwszego wzmacniacza operacyjnego 10 jest przylaczone zródlo 14 wzorcowego napiecia ujemnego i poprzez pierwsza impedancje wejsciowa 15 — wyjscie miernika predkosci obrotowej 7, dostarczajace sygnalu U7.Wyjscie pierwszego wzmacniacza operacyjnego 10 stanowi wyjscie 12 przeksztaltnika funkcji 8 dla sygnalu ograniczajacego U12 - Druga czesc tego przeksztaltnika 8 zawiera drugi wzmacniacz operacyjny 20 zaopatrzony w druga impedancje sprzezenia zwrotnego 21. Do wejscia 23 drugiego wzmacniacza operacyjnego 20 jest przylaczone zródlo 24 dodatniego napiecia odniesienia i poprzez druga impednacje wejsciowa 25 — wyjscie miernika predkosci obrotowej 7, dostarczajacego sygnalu U7.Wyjscie drugiego wzmacniacza operacyjnego 20 tworzy drugie wyjscie 22 przeksztaltnika funkcji 8, dla sygnalu ograniczajacego prad twornika o polaryzacji przeciwnej do poprzedniej. Napiecia odniesienia pozwalaja na uzyskanie przesuniec wzajemnych napiec ograniczajacych U12 i U22 dla obu kierunków przeplywu pradu twornika.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad ograniczenia nadpradowego napedów pólprzewodnikowych, z elektrycznymi silnikami pradu stalego o stalym strumieniu magnetycznym, zawierajacy sterowany przeksztaltnik tyrystorowy ze sterownikiem, regulatorem i miernikiem predkosci obrotowej, znamiennytymze wyjscie miernika predkosci obrotowej (7) jest polaczone z wejsciem sprzezenia zwrotnego (6) regulatora predkosci obrotowej (4) i jednoczesnie z przeksztaltnikiem funkcji (8), którego pierwsze wyjscie (12) dla sygnalu ograniczajacego prad twornikowy o biegunowosci podstawowej i drugie wyjscie (22) dla sygnalu ograniczajacego prad twornikowy o biegunowosci przeciwnej jest przylaczone do ogranicznika (9) sygnalu wyjsciowego regulatora predkosci (4), polaczonego z wejsciem sterownika tyrystorów (3). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znam ienny tym, ze przeksztaltnik funkcji (8) ma pierwszy wzmacniacz operacyjny (10), którego wyjscie stanowi pierwsze wyjscie (12) przeksztaltnika (8) i drugi wzmacniacz operacyjny (20), którego wyjscie stanowi drugie wyjscie (22) przeksztaltnika (8) pierwszego wzmacniacza operacyjnego (10) jest przylaczone zródlo (14) ujemnego napiecia odniesiania i pierwsza impedancja sprzezenia zwrotnego (11), a poprzez pierwsza impedancje wejsciowa (15) —wyjscie miernika predkosci obrotowej (7), zas do wejscia (23) drugiego wzmacniacza operacyjnego (20) — zródlo (24) dodatniego napiecia odniesienia i druga impedancja sprzezenia zwrotnego (21), a poprzez druga impedancje wejsciowa (25) — wyjscie miernika predkosci obrotowej (7). 3. Uklad wedlug zastrz. 1, afoo 2, znamienny tym, ze miernik predkosci obrotowej (7) stanowi pradnica tachometryczna pradu stalego. 4. Uklad wedlug zastrz. 1,znamienny ty m, ze przeksztaltnik funkcji (8) jestwykonany w postaci programowalnej pamieci, przy czym ogranicznik (9) stanowi logiczny obwód ograniczenia wielkosci sygnalu. 5. Uklad wedlug zastrz. 1, albo 4, znamienny t y m, ze miernik predkosci obrotowej (7) stanowi przetwornik impulsowy.110CS -3" 0 -Ó.Fir %-* ng.3 r~* ft»L Mfrrf. UPP H. iHktal I2D+18 Gbna45zl PL