PL55825B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.VIII.1968 55825 KI. 21 c, 59/01 MKP H 02 A .s/to Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Ludger Szklarski, dr inz. Bogdan Fijalkowski, mgr inz. Andrzej Skalny, mgr inz. Janusz Zawilinski Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Elektrotech¬ niki Górniczej), Kraków (Polska) Sposób automatycznego sterowania i regulacji predkosci pierscieniowego silnika asynchronicznego oraz uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób automa¬ tycznego sterowania i regulacji predkosci pier¬ scieniowego silnika asynchronicznego oraz uklajd do isjtoisiowamia tego sposobu, majacy zastosowanie zwlasziciza do napedu maszyn wyciagowych, dzwi¬ gów, suwnic, przenlosników, wiiind osobowych i to¬ warowych i innych.W dotychczas znanych sposobach i ukladach do zmiany predkosci obrotowej pierscieniowych sil- $ ników asynchronicznych stosuje sie nastawniki walcowe lub krzywkowe bezposrednio przelacza¬ jace sekcje opornicy, umieszczonej w obwodzie wirnika silnika, wzglednie sterowniki walcowe lub krzywkowe posrednio przelaczajace wspomniane sekcje opornicy przy zastosowaniu przekazników stykowych lub bezstykowych. Sposoby te sa sto¬ sowane maj czesciej do sterowiainiia recznego, a rzad¬ ko w regulacji automatycznej, gdyz wymagaja zbyt skomplikowanych i trudnych do wykonania ukla¬ dów majczesciej elektromechanicznych opartych na silnikiach wykoniawiczych. Zniame sposjoby i uklady nie zapewniaja ma drtodze wylacznie elektrycznej pelnego zauflomatylzowajnliia pracy pierscieniowego silnika asynchronicznego. Pelne raautjomjatyzowanie pracy isUlnfiJka obejmuje iaaitoim]a|tycizniy jego rozruch i hamowanie oraz regulacje jego predkosci obro¬ towej przez utrzymywanie jej ma poziomie zada¬ nym programem, niezaleznie od zaklócen spowo¬ dowanych ma przyklad zmianami obciazenia sil¬ nika. 15 25 30 Tych wad nie ma sposób automatycznego ste¬ rowania i regulacji predkosci pierscieniowego sil¬ nika asynchronicznego wedlug wynalazku, polega¬ jacy ma porównywianliu sygnalu predkosci zada¬ nej z sygnalem predkosci rzeczywistej, celem au¬ tomatycznej regulacji predkosci silnika w czasie jego rozruchu, pracy i hamowania. Do stosowanlia tego sposobu wykorzystuje sie zamkniety uklad automatycznego sterowania i regulacji , zawiera¬ jacy pólprzewodnikowy dyskryminator napiecia, przelaczajacy sekcje opornicy regulacyjmo-roziru- chowej, umieszczonej w obwodzie wirnika pier¬ scieniowego silnika asynchronicznego. Dyskrymi- matoir ten sklada isfie dlia 'okreslonej ilosci sekcji opornicy rozruchowej, z dwóch specjalnie wyko¬ nanych oporników, -okreslonej ilosci diod Zenera lub diod lawinowych oraz przekazników wzglednie styczników, przelaczajacych odpowiednie sekcje opornicy regulacyjno-rozruchowej.Uklad automatycznego sterowania i regulacji predkosci pierscieniowego silnika asynchronicznego wedlug wynalazku jest przeds(tawion|y w przykla¬ dowym rozwiazaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat strukturalny tego ukladu, a fig. 2 schemat polaczen pólprzewodnikowego dy- skrymimatora napiecia.Sposób automatycznego sterowania i regulacji predkosci pierscieniowego silnika asynchronicz¬ nego polega na tym, ze zadana predkosc wybiera sie sterownicza dzwignia 8 powodujaca zmiane kata 55 8253 55 825 4 wychylenia wirnika bezstykowego zadaj nika pred¬ kosci 7a, który posrednio przez generator funkcji 6a i element modulu 5a, formuje sygnal bezwzgled¬ nej wartosci zadanej predkosci (co*) (fig. 1). Sy¬ gnal predkosci zadanej (co*) zostaje porównany w wezle sumacyjnym A z sygnalem bezwzglednej wartosci rzeczywistej predkosci (co) silnika, uzy¬ skanej za pomoca pradnicy tachometrycznej Ta poprzez element modulu 4a. W wyniku tego porów¬ nania uzyskuje sie sygnal bledu predkosci Aco, który za posrednictwem regulatora 3a, wysterowuje pólprzewodnikowy dyskryminator 1 zalaczajacy wzglednie wylaczajacy odpowiednie siekcje oponni- oy-^Rf-umieszczono w obwodzie wirnika silnika My pbwodujac zmiane jego predkosci wirowania.Pólpnzewodniilkowy dyskrymiilnaitloir napiecia skla¬ da sie przykladowio dla dziesieciu sekcji opornicy regtilacyjno-rozruchowej ze specjalnie wykonanych oporników Ri i R* (fig. 2). Stycznik hamowania dynaimdiazniego w stainlie otwartym plotwladuje swo¬ imi piomolcniiczynii stykaimi h zamkniecie doplywu napiecia Ud sygnalu bledu predkosci do oporni¬ ka Ri, a odlaczenie sygnalu bledu Ud lod opor¬ nika R2. Natomiast w sitanlie zamknietym stycz¬ nik swoimi pomocniczymi stykami h otwiera do¬ plyw napiecia Ud od opornika Rit a zamyka doplyw napiecia Ud od opiornlika R2.Od opornika Ri jest (Odprowadzonych 10 galezi z 110 diodami Zenera do 10 przekazników ozna¬ czonych od I do X, przelaczajacych sekcje opor¬ nicy regulacyjno-rozruchowej silnika (fig. 1 i fig. 2). Natomiast od opornika R* jest odprowa¬ dzonych 10 galezi z 55 diodami Zenera do tych samych przekazników I do X. Zespól diod Zenera przyporzadkowany opornikowi Ri, w zaleznosci od sygnalu napiecia Ud, wykonuje za posrednictwem przekazników I do X zwieranie i rozwieranie od¬ powiednich sekcji opornicy regulacyjno-rozrucho- wej w celu regulacji predkosci silnika w czasie jego rozruchu, pracy i zwalniania. Zespól diod Zenera przyporzadkowany opornikowi Rs, w za¬ leznosci od sygnalu napiecia Ud powoduje analo¬ gicznie jak poprzednio zwieranie lub rozwieranie odpowiednich sekcji opornicy regulacyjno-rozru- chowej w czasie hamowania dynamicznego silnika.Wymagany kierunek obrotów wirnika silnika M uzyskuje sie przez wychylenie dzwigni 8 w kie¬ runku pozycji p lub 1 (fig. 1). Wychylenie dzwigni 8 na przyklad w kierunku pozycji p powoduje pojawienie sie za generatorem funkcji 6a dodat¬ niego sygnialu zadanej predkosci co\ którego znak dodatni wysterowuje, za posrednictwem dedek- tora 9 i elementu przelaczajacego 10, zalaczenie stycznika P prawego kierunku wirowania wirnika silnika M.Wychylenie dzwigni 8 w kierunku pozycji 1, ana¬ logicznie; jak poprzednio, powoduje pojawienie sie za generatorem funkcji 6a ujemnego sygnalu pred¬ kosci zadanej co*t którego znak ujemny wystero¬ wuje zalaczenie stycznika L lewego kierunku wi¬ rowania wirnika silnika M. Przelaczajacy element 19 zadaje wymagane wspóldzialanie elektryczne styczników P i L z wylacznikiem mocy W* Prócz omówionej automatycznej zmiany predkosci silni¬ ka a wiec i jej zwalniania pod wplywem ruchu dzwigni 8 w kierunku pozycji 0, istnieje równiez mozliwosc szybkiego zmniejszania predkosci sil¬ nika przez hamowanie dynamiczne. Celem przej¬ scia na hamowanie dynamiczne zamyka sie lacz- 5 nik L i wychyla dzwignie 8 w kierunku pozycji 0.Wychylenie dzwigni 8 w kierunku pozycji 0 po¬ woduje pojawienie sie w wezle sumacyjnym A ujemnego sygnalu bledu Aco, który swoim zna¬ kiem, przechodzac przez zamkniety lacznik L i 10 dedektor izniaku 9 pciwloduje iza posrednictwem prze¬ laczaj acegio elementu 10 otwarcie wylacznika W i styczników P i L kierunku wirowania, a zam¬ kniecie stycznika hamowania dynamicznego H, którego styki pomocnicze h równoczesnie prze- 15 laczaja uklad dyskryminatora 1 na sekcje diod hamowania dynamicznego. Zamkniecie stycznika hamowania dynamicznego H powoduje zalaczenie do ujzwlojen sticijiana silnika M stcipnia hamowania dynamicznego 2, stanowiacego zródlo pradu sta- 20 lego o posrednio regulowanym napieciu dzwignia 8, równoczesnie z regulacja obrotów silnika.Wychylenie dzwigni 8 w kierunku pozycji 0, w 'Obwodzie hamowania dynamicznego powoduje zmiane kata wychylenia wirnika bezstykowego za- 25 dajnika predkosci 7b, który posrednio przez ge- ¦ nerator funkcji 6b i element modulu 5b, formuje sygnal bezwzglednej wartosci zadanej predkosci (to*). Sygnal bezwzglednej wartosci zlatanej pred¬ kosci (co*) zostaje porównany w wezle sumacyj- 30 nym B z sygnalem bezwzglednej wartosci rzeczy¬ wistej predkosci (co) silnika, uzyskanej za pomoca tachometrycznej pradnicy Tb poprzez element mo¬ dulu 4b.W wyniku tego porównania uzyskuje sie sygnal 35 bledu predkosci Acot który za posrednictwem re¬ gulatora 3b wysterowuje stopien hamowania dy¬ namicznego 2. Jaklo stopien mocy hamowania 2 stosuje sie przetwornice wirujaca,. amplidyne, ^wzmacniiia/ctz magnetycizny, statyczny przeksztaltnik 40 rteciowy lub pólprzewodnikowy i inne. Jako re¬ gulatory 3a i 3b stosuje sie amplidyne, wzmac¬ niacz magnetyczny, wzmacniacz laimptowy, wzmac¬ niacz tranzystorowy i inne.Sposób automatycznego sterowania i regulacji 45 predkosci pierscieniowego silnika asynchroniczne¬ go, oraz uklad do stosowania tego sposobu wedlug wynalazku cechuje mozliwosc zmiany predkosci ob¬ rotów od zera do wartosci nominalnej omaz utrzy¬ mywanie predkosci na zadanym poziomie, niezalez- 50 nie od kierunku wirowania i obciazenia silnika.Sposób ten poza normalnym zwalnianiem predko¬ sci obrotowej, zapewnia równiez mozliwosc hamo¬ wania dynamicznego silnika.Dzieki zastosowaniu pólprzewodnikowego dy- 55 skryminatora, regulacja predkosci oraz hamowanie dynamiczne, pierscieniowego silnika asynchro¬ nicznego sa zrealizowane w zamknietym ukladzie automatycznego sterowania i regulacji na drodze wylacznie elektrycznej, w zaleznosci od wartosci 60 sygnalu bledu, równego róznicy miedzy sygnalem wartosci zadanej i sygnalem wartosci rzeczywistej predkosci wirowania silnika. Ponadto przy zasto¬ sowaniu statycznego przeksztaltnika tyrystorowego jako stopnia mocy hamowania dynamicznego, 65 uklad jest praktycznie bezkiercyjny.5 55 825 6 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe U. Sposób automatycznego sterowania i regulacji predkosci pierscieniowego silnika asynchronicz¬ nego, znamienny tym, ze zadawany sygnal pred¬ kosci wykorzystuje sie do sterowania opornica regulacyjno-rozruchowa (R) silnika (M), za po¬ moca pólprzewodnikowego dysikryminatotra (1) w zamknietym ukladzie regulacji, w którym bezwzgledna wartosc zadanej predkosci porów¬ nuje sie w wezle sumacyjnym (A) z bezwz¬ gledna wartoscia predkosci rzeczywistej sil¬ nika, przy czym kierunek obrotów silnika jest sterowany znakiem sygnalu predkosci zadanej za piomioca dzwigni (8) przez dedektior znaku (9), który równoczesnie w zaleznosci od znaku u- chybu regulacji predkosci, podanego za po¬ srednictwem lacznika (L) powoduje zalaczenie silnika na hamowanie dynamiczne, zas czlonem hamowania dynamicznego (2) steruje sie rów¬ noczesnie zadawanym sygnalem predkosci w m zamknietym obwodzie regulaicji, w którym bezwzgledna wartosc zadanego sygnalu porów- nywuje sie w wezle sumacyjnym (B) z bez¬ wzgledna wartoscia sygnalu rzeczywistej pred¬ kosci silnika. r

2. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, skladajacy sie z bezstykowych zadajmików predkosci, generatorów funkcji, elementów mo¬ dulu, regulatorów, pradnic tachometrycznych, stopnia hamowania dynamicznego, dedektora znaku, elementu przelaczajacego, styczników, pierscieniowego silnika asynchronicznego i o- pomiicy regulacyjnej, znamienny tym, ze de- dektor znaku (9) polaczony z elementem prze¬ laczajacym (10) jest sterowany równoczesnie znakiem sygnalu bledu z sumacyjnego wezla (A) i zniakiem sygmalu predkosci zadanej z gene¬ ratora funkcji (6a), a element przelaczajacy sekcje regulacyjnej opornicy (R) jest pólprze¬ wodnikowym dyskryminatorem (1) sterowanym równoczesnie regulatorem predkosci (3a) i stycz- 5 niikiem hamowania dynamicznego (H), przy czym zadajniki predkosci (7a i 7b), generatory funkcji (6a i 6b), elementy modulu (5a i 5b) sa laczone do wezlów sumacyjnych (A i B) sta- nlawiiacych elemenity dwóch zamknietych lobiwio- 10 dów regulacji, z których jeden zawiera kolejne polaczenie silnika (M) tachometrycznej pradnicy (Ta), elementu modulu (4a), regulatora (3a), pólprzewodnikowego . dyskryminatora (1) i re¬ gulacyjnej opornicy (R), a obwód drugi zawiera 15 kolejne polaczenie silnika (M), tachometrycz¬ nej pradnicy (Tb) elementu modulu (4b), sumia- cyjnego wezla (B), regulatora (3b) stopniala- mowanlia dynamicznego (2) i stycznlikia hamlo- wania dynamicznego (H). 20

3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze pólprzewodnikowy dyskryminator (1) ma wej¬ scie przelaczane pomocniczymi stykami (h) stycznika hamowania dynamicznego do dwóch oporów (Ri i Rg), z których od oporu (Ri) jest 25 odprowadzona dla okreslonej ilosci sekcji opor¬ nicy taka sama ilosc galezi z jednakowa iloscia dla kazdej galezi diod Zenera lub lawinowych, z wzrastajaca iloscia diod, wlaczonych prze- ciwsobnie szeregowo w kazdej galezi odpowied- 30 nio do wzrostu numeru galezi, a od oporu (Rg) jest odprowadzona taka sama ilosc galezi jak dilia opioru (Ri) z wzrastajaca iloscia w kazdej galezi diod Zenera lub lawinowych, wlaczonych zgodnie szeregowo, odpowiednio do wzrostu nu- 35 meru galezi, przy czym wszystkie galezie dio-: dowe sa wlaczone do przekazników przelaczaja¬ cych sekcje regulacyjnej opornicy (R) silni¬ ka (M).KI. 21 c, 59/01 76 i^-O- a 7q FigA 66 £ 55 825 56 * H2) -J M 6a fa 3 ul ^ lwi M ~&hH A MKP H 02 d 36 ~r HI f* * ^ 3Q bfl ± U (t-<5- 4 Kia tir *^ 0 */ - ®®®@©@®®®®© ^ C -^£- ca- @©©© -@@©®@@®©©®® -^)@@©@@@©@@@ @©@©©@@©@@® ©©©,©©©©©©©© ©®© ®©®®©©@© @®@®®®@®©©© ©@®®©®®@®©@ . @©@@®@®@@@© ca C23 CZ1 CZ P Fig.2 *2 m -e- yr w YU vm -e-®- @@®— ® ®@® . ®©®@@— i. ©®@®©© ©©®®@©© ©©@®®©®® ®®©®©©®®© ®®@®©©©©®® Bltk 1891/68 530 egz. A4~, PL