Opublikowano: 10.11.1969 56 594 KI. 31 c, 59/01 MKP H02p 9M^ Wspóltwórcy wynalazku: prof. mgr inz. Jan Manitius, dr inz. Henryk Zygmunt, mgr inz. Piotr Macko, mgr inz. Je¬ rzy Wyzga, mgr inz. Andrzej Zur Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Elektrotech¬ niki Hutniczej), Kraków (Polska) Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nienawrotnego z hamowaniem inwertorowym Przedmiotem wynalazku jest uklad regulacji na¬ pedu przeksztaltnikowego nienawrotnego z hamo¬ waniem inwertorowym, znajdujacy zastosowanie do automatycznej regulacji predkosci i pradu w nienawrotnych napedach przeksztaltnikowych, w których jest wymagane hamowanie inwertorowe.Uklad sluzy do utrzymywania z duza dokladnoscia zadanej predkosci, ograniczenia pradu przeciaze¬ nia napedu oraz utrzymywania stalej wartosci pra¬ du rozruchu i hamowania inwertorowego.Znane dotychczas uklady regulacji napedów przeksztaltnikowych, z hamowaniem inwertoro¬ wym, przez przelaczanie kierunku strumienia silnika dla sterowania przebiegiem procesu hamowania, zawieraja stykowe elementy przekaznikowe. Ze wzgledu na to, ze styki te znajduja sie w obwo¬ dach wejsciowych regulatorów pradu i predkosci, o duzej czulosci i wrazliwosci na zaklócenia, oraz ze styki przekazników latwo ulegaja zanieczy¬ szczeniu, przelaczenie ich powoduje zaklócenia w pracy regulatorów i napedu.Tych wad nie ma uklad regulacji napedu prze¬ ksztaltnikowego nienawrotnego z hamowaniem in¬ wertorowym wedlug wynalazku, w którym prze¬ laczanie regulatora predkosci i pradu z pracy sil¬ nikowej napedu na-hamowanie i odwrotnie, odby¬ wa sie za posrednictwem elementów bezstykowych sterowanych obwodem modelujacym bezwladnosc obwodu wzbudzenia silnika.Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nie- 2 nawrotnego z hamowaniem inwertorowym wedlug wynalazku jest uwidoczniony w przykladowym rozwiazaniu na rysunku, który przedstawia jego schemat. 5 Uklad wedlug wynalazku zawiera regulator 1 predkosci, który jest polaczony swoimi wejsciami z potencjometrem wzorca 2 predkosci i tachogenera- torem 3. Regulator 1 jest symetrycznym wzmac¬ niaczem pradu stalego o duzej czulosci, objetym 10 sprzezeniem zwrotnym, nadajacym transmitancji re¬ gulatora charakter proporcjonalny lub proporcjo- nalno-calkujacy. Wyjscie Wl regulatora 1 predko¬ sci jest polaczone poprzez diode Dl i potencjometr Rl z wejsciem regulatora 4 pradu. Wyjscie W2 re- 15 gulatora 1 predkosci jest polaczone poprzez tran¬ zystor Tl i diode D2 oraz potencjometr R2 z wej¬ sciem regulatora 4 pradu. Pomiedzy zaciski wyj¬ sciowe Wl i W2 regulatora 1 predkosci jest wla¬ czony obwód modelujacy bezwladnosc obwodu 20 wzbudzenia, zlozony z potencjometru R3 i pojem¬ nosci Cl, przy czym z pojemnoscia Cl jest pola¬ czona równolegle dioda D3.Baza tranzystora Tl jest polaczona z potencjo¬ metrem R3 poprzez diode Zenera DZ, wlaczona za- 25 porowo dla kierunku przeplywu pradu bazy. Po¬ nadto wyjscie Wl regulatora 1 predkosci jest po¬ laczone z obwodem 5 przelaczania wzbudzenia. Re¬ gulator 4 pradu jest symetrycznym wzmacniaczem pradu stalego o duzej czulosci, objetym sprzeze- 30 niem zwrotnym, nadajacym transmitancji regula- 56 59456 594 3 4 tora charakter proporcjonalno-calkujacy. Wyjscie regulatora 4 pradu jest polaczone ze wzmacnia¬ czem mocy 6, który poprzez ograniczajacy element 7 i generatory 8 impulsów laczy sie z przeksztalt¬ nikiem 9, zasilajacym twornik silnika 10. Wejscie regulatora 4 pradu jest polaczone z przetworni¬ kiem 11, z którego jest odbierany sygnal propor¬ cjonalny do pradu silnika 10.Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego we¬ dlug wynalazku dziala w ten sposób, ze regulator 1. predkosci porównuje przylozone na jego wej- ti% napiecie wzorca 2 predkosci oraz tachogene- ltora 3 i ksztaltuje sygnal wyjsciowy odpowied¬ nio do charakteru transmitancji. Sygnal ten jest podawany na wejscie, regulatora 4 pradu, jednocze¬ snie na wejscie regpjafora 4 pradu podaje sie sy¬ gnal proporcjonalny $o aktualnej wartosci pradu silnika 10. W zakresie pracy silnikowej napedu, gdy 'nafciecte wzorca 2 jest wieksze od napiecia tachogeneratora 3, napiecie wejsciowe regulatora 1 predkosci na wyjsciu Wl jest dodatnie i regu¬ lator 4 pradu jest skierowany poprzez diode Dl i potencjometr Rl, sluzacy do nastawiania pulapu pradu. W tym samym zakresie pracy napedu na¬ piecie na wyjsciu W2 jest ujemne i skierowane przeciwnie do kierunku przewodzenia diody D2, która odcina ten sygnal od wejscia regulatora 4 pradu. W przypadku gdy napiecie wzorca 2 pred¬ kosci jest nizsze od napiecia tachogeneratora 3 na¬ piecie na wyjsciu Wl jest ujemne i skierowane przeciwnie do kierunku przewodzenia diody Dl, która odcina ten sygnal od wejscia regulatora 4 pradu, a napiecie na wyjsciu W2 jest dodatnie.Ujemny sygnal z wyjscia Wl powoduje poprzez obwód 5 przelaczania wzbudzenia, przelaczenie kierunku napiecia, zasilajacego uzwojenie wzbu¬ dzenia silnika 10. Prad wzbudzenia zmienia kie¬ runek po czasie zaleznym od inercji obwodu wzbu¬ dzenia. Dla ujemnych wartosci napiecia na wyj¬ sciu Wl, pojemnosc Cl laduje sie przez potencjo¬ metr R3. Napiecie na pojemnosci Cl narasta ze stala czasu, okreslona wartosciami opornosci R3 i pojemnosci Cl tak dobranymi, ze osiaga wartosc napiecia diody Zenera DZ po czasie, potrzebnym do zmiany kierunku pradu wzbudzenia.Tranzystor Tl sterowany napieciem na pojem¬ nosci Cl jest zablokowany do chwili, gdy napiecie to przekroczy wartosc napiecia diody Zenera DZ.W tym okresie sygnaly wejsciowe regulatora 4 pradu sa odciete przez diode Dl i tranzystor Tl, a zatem prad silnika 10 jest równy zero. Czas od¬ ciecia jest nastawiany w sposób ciagly potencjo¬ metrem R3, odpowiednio do parametrów obwodu wzbudzenia.Po przekroczeniu napiecia diody Zenera DZ tranzystor Tl zostaje zalaczony i laczy wyjscie W2 z wejsciem regulatora 4 pradu poprzez poten¬ cjometr R2, który sluzy do nastawiania pulapu pradu hamowania. W rezultacie prad w obwodzie twornika silnika 10 pojawia sie po zmianie kie¬ runku strumienia, a tym samym kierunku sily ele¬ ktromotorycznej silnika 10, co oznacza zmiane kie¬ runku momentu silnika, a wiec hamowanie t na¬ pedu. W wyniku zmiany kierunku sily elektromo¬ torycznej silnika 10 przy nie zmienionym kierunku predkosci i pradu, przeksztaltnik 9 pracuje jako inwertor. W wyniku hamowania predkosc zmniej¬ sza sie do wartosci zadanej wzorcem 2 predkosci.W chwili, gdy napiecie tachogeneratora 3 zmniej¬ szy sie nieco ponizej wartosci napiecia wzorca 2 nastepuje przesterowanie regulatora 1 predkosci, tak ze na wyjsciu Wl pojawia sie sygnal dodatni, a na wyjsciu W2 sygnal ujemny. Powoduje to prze¬ laczenie kierunku napiecia wzbudzenia silnika 10 i naped powraca w zakres pracy silnikowej. W przypadku zmniejszenia napiecia wzorca 2 do zera naped zostaje zatrzymany.Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nie- nawrotnego z hamowaniem inwertorowym wedlug wynalazku nie wymaga przy zmianie zakresu pra¬ cy z silnikowej na hamowanie i odwrotnie, prze¬ laczania sygnalów wejsciowych regulatorów pred¬ kosci, a wiec wzorca predkosci i tachogeneratora, celem zmiany ich biegunowosci. Zaleta ukladu jest równiez i to, ze opóznienie pojawienia sie pradu przy przejsciu napedu w zakres pracy hamulco¬ wej, odbywa sie bezstykowo, przy czym nastawie¬ nie tego opóznienia w sposób ciagly, w odpowie¬ dnio dobranym zakresie umozliwia dostosowanie ukladu do pracy z dowolnym silnikiem. Ponadto pulapy pradu dla pracy silnikowej i hamulcowej sa nastawiane niezaleznie.Uklad wedlug wynalazku jest znacznie prostszy od dotychczas znanych i nie zawiera elementów stykowych w obwodach sterowania, co zwieksza niezawodnosc pracy w warunkach przemyslowych. PL PL