Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.11.1969 56863 KI. 21 c, 59/10 MKP H 02 p 5HI iiilioteka] Wspóltwórcy wynalazku: prof. Jan Manitius, dr inz. Henryk Zygmunt, mgr inz. Piotr Macko, mgr inz. Jerzy Wyzga, mgr inz. Andrzej Zur Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Elektrotech¬ niki Hutniczej) Kraków, (Polska) Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nienawrotnego Przedmiotem wynalazku jest uklad regulacji na¬ pedu przeksztaltnikowego nienawrotnego, stosowa¬ ny do automatycznej nienawrotnej re2nlani Soni¬ ka, zasilanego ze sterowanych prostowników jono¬ wych lub sterowanych prostowników pólprzewo¬ dnikowych.Uklad ten sluzy do automatycznej nienawrotnej regulacji i utrzymywania z duza dokladnoscia predkosci silnika, w stosunku do predkosci nasta¬ wionej, podczas zmian napiecia sieci i zmian obcia¬ zenia. Zadaniem ukladu jest równiez utrzymywa¬ nie w okreslonych granicach pulapów pradu silni¬ ka, po^rzas nienawrotnej jego pracy i w stanach przejsciowych.Znane uklady nienawrotne z równoleglym lacze¬ niem regulatorów predkosci i pradu silnika maja dlugie czasy regulacji, a w stanach przejsciowych duze przeregulowania pradu, wzglednie duze dyna¬ miczne spadki predkosci. Uklady z szeregowym la¬ czeniem regulatorów predkosci i pradu silnika, da¬ ja, przy zerowym sygnale zadajacym, niekontrolo¬ wane wysterowania przeksztaltników, spowodowa¬ ne sygnalami niezrównowazenia wzmacniaczy.W znanych ukladach, wymagane odizolowanie regulatora pradu od obwodu glównego, jest reali¬ zowane przez zastosowanie hallotronowych lub transduktorowych mierników pradu. Mierniki hal- lotronowe pradu posiadaja mala dokladnosc oraz zmieniaja swoje parametry w trakcie uplywu cza¬ su i pod wplywem róznych czynników ubocznych. 10 15 20 25 30 Mierniki transduktorowe natomiast wprowadzaja dodatkowe opóznienia, pogarszajace wlasnosci re¬ gulacyjne ukladu.Znane sposoby zadawania predkosci silnika, bezposrednio przy pomocy potencjometru, konden¬ satora opózniajacego lub przesuwnika fazowego, nie daja mozliwosci programowania narastania predkosci w czasie rozruchu i uniemozliwiaja szybka operacyjna zmiane zadanej predkosci.Tych wad nie ma uklad regulacji napedu prze¬ ksztaltnikowego nienawrotnego wedlug wynalaz¬ ku, zawierajacy polaczenie wzorca predkosci z re¬ gulatorem predkosci dwiema drogami, z których jedna biegnie przez czlon formujacy dla zadawa¬ nia podstawowej predkosci silnika, a druga jest bezposrednim polaczeniem dla szybkiej operacyj¬ nej regulacji predkosci. Ponadto regulator pred¬ kosci jest polaczony z regulatorem pradu za po¬ srednictwem potencjometru, a bocznik pradowy umieszczony w obwodzie silnika jest równiez po¬ laczony z regulatorem pradu, lecz za posrednic¬ twem wzmacniacza separacyjnego. Wzmacniacze regulatora predkosci i regulatora pradu sa objete nieliniowymi sprzezeniami zwrotnymi, dla uzy¬ skania transmitancji, dostosowanych do parame¬ trów napedu.Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nienawrotnego wedlug wynalazku jest uwidocznio¬ ny w przykladowym rozwiazaniu na rysunku, któ- 5686356862 3 ry przedstawia schemat ukladu z uwzglednieniem polaczen regulatora z napedem.Wzorzec 1 predkosci skladajacy sie ze stabilizo¬ wanego zasilacza Z i potencjometrów Rl i R2 jest polaczony z regulatorem 3 predkosci, dwiema rów¬ noleglymi liniami. Jedna linie stanowi polaczenie potencjometru Rl za posrednictwem czlonu 2, for¬ mujacego zadawany sygnal, z jednym wejsciem regulatora 3, a druga linie stanowi bezposrednie polaczenie potencjometru R2 z drugim wejsciem regulatora 3. Trzecie wejscie regulatora 3 jest po- •? laczone z tachogeneratorem TG. Wyjscie regula¬ tora 3 jest polaczone za posrednictwem potencjo¬ metru R4 z jednym, wejsciem regulatora 4 pradu, którego drugie wfcjj&cie jest polaczone za posred¬ nictwem wzmacniacza WS sygnalu pradowego z pomiarowym bocznikiem B, umieszczonym w obwodzie silnika S. Wyjscie regulatora 4 pradu jest polaczone za posrednictwem wzmacniacza WM mocy z generatorem GI impulsów, który steruje prostownikami P silnika S.Formujacy czlon 2 jest zbudowany z trzech równoleglych galezi, z których dwie zawieraja nieliniowe elementy D, zasilane wstepnie napie¬ ciem stalym przylozonym do zacisków K— i K+.Trzecia galaz natomiast sklada sie z opornika R i kondensatora C. Pod wplywem dzialania nieli¬ niowych elementów D, po przylozeniu sygnalu na zaciski wejsciowe, kondensator C • jest ladowany pradem o stalej wartosci.Ladowanie to konczy sie w momencie zrównania napiecia sygnalu wejsciowego czlonu 2 z jego na¬ pieciem wyjsciowym, równym napieciu kondensa¬ tora C. Regulator 3 predkosci sklada sie: z wzmac¬ niacza Wl pradu stalego o duzej czulosci, rzedu 5-106 V/A, nieliniowego obwodu R3, Dl sprzezenia zwrotnego oraz z zawady Zll sprzezenia zwrotne¬ go i trzech wejsciowych zawad ZM', Z01", Z01'".Wymienione zawady Zll, Z01', Z01", Z01'" i ob¬ wód R3, Dl nadaja transmitancji regulatora 3 charakter proporcjonalny lub proporcjonalno-cal- kujacy.Regulator 4 pradu sklada sie z wzmacniacza W2 o duzej czulosci, rzedu 5«106 V/A, nieliniowego ob¬ wodu R5, D2 sprzezenia zwrotnego, oraz z zawady Z12 sprzezenia zwrotnego i dwóch wejsciowych zawad Z02' i Z02". Obwód R5, D2 i zawady Z02', Z02", Z12 nadaja transmitancji regulatora 4 cha¬ rakter proporcjonalno-calkujacy.Wzmacniacz WS sygnalu pradowego jest wzmac¬ niaczem pradu stalego z przetwarzaniem, o wyj¬ sciu izolowanym od wejscia. Wzmacniacz WM mo¬ cy jest symetrycznym wzmacniaczem pradu sta¬ lego ze stabilizacja punktu pracy. Generator GI impulsów jest generatorem wytwarzajacym pro¬ stokatne impulsy siatkowe, których faza moze byc zmieniana wielkoscia napiecia wejsciowego w granicach ±90°.Uklad regulacji wedlug wynalazku dziala w ten sposób, ze sygnal predkosci z wzorca 1 w postaci napiecia na potencjometrze Rl, jest przekazany do formujacego czlonu 2. W czlonie 2 sygnal pred¬ kosci o dowolnej zmiennosci w czasie, na przy¬ klad^ skokowej, zostaje przeksztalcony w sygnal o oddzielnie uformowanym zboczu narastania 15 20 29 predkosci i zboczu jej opadania. Uformowany w ten sposób sygnal jest doprowadzony do regulato¬ ra 3, równoczesnie z sygnalem z potencjometru R2, skierowanym przeciwnie i dzialajacym bez opóz- nienia, a sluzacym do szybkiej zmiany zadanej predkosci.Regulator 3 formuje swoja transmitancja sygnal, powstaly z róznicy sygnalów wzorca 1 i sygnalu z tachogeneratora TG, oraz podaje ten sygnal do 10 regulatora 4 pradu. Regulator 4 formuje swoja transmitancja sygnal, powstajacy z róznicy sygna¬ lów regulatora 3 i sygnalu wzmacniacza WS. Pro¬ porcjonalno-calkujacy charakter transmitancji ge¬ neratora 4 zapewnia optymalizacje przebiegów w stanach nieustalonych. Nieliniowe sprzezenie zwrotne, zlozone z diody D2 i opornosci R5, powo¬ duje zmniejszenie sygnalu niezrównowazenia na wyjsciu regulatora 4, przez uzaleznienia wspól¬ czynnika wzmocnienia od znaku sygnalu wejscio¬ wego. Sygnal z regulatora 4 jest podany za po¬ srednictwem wzmacniacza WM mocy i generatora GI impulsów, wytwarzajacego prostokatne impulsy siatkowe o fazie regulowanej wielkoscia napiecia wejsciowego generatora GI, do sterowanych pro¬ stowników P, zasilajacych silnik S.Uklad regulacji napedu przeksztaltnikowego nienawrotnego wedlug wynalazku zapewnia opty¬ malne przebiegi pradu i predkosci w stanach nie¬ ustalonych napedu oraz mozliwosc nastawiania ograniczenia pulapu pradu obwodu glównego sil¬ nika. Umozliwia równiez uzyskiwanie duzej do¬ kladnosci regulacji predkosci. Uklad regulacji ma duza stabilnosc pracy w czasie, jak równiez przy zmianach temperatury otoczenia, a to dzieki wy¬ eliminowaniu wplywów sygnalów niezrównowaze- 35 nia wzmacniaczy. Zastosowanie ukladu zapewnia lagodny rozruch napedu i umozliwia szybkie na¬ stawienie operacyjne predkosci z dostateczna do¬ kladnoscia, oraz pozwala zwiekszyc wydajnosc urzadzen technologicznych, na przyklad walcarek 40 nienawrotnych. PL PL