Pierwszenstwo — Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 07.05.1975 74875 KI. 21c,59/01 MKP H02p 5/16 CZYTELNIA PlMilJ RM17-...Twórca wynalazku: Józef Strycharz Uprawniony z patentu tymczasowego: Akademia Górniczo-Hutnicza im.Stanislawa Staszica, Kraków (Polska) Sposób analogowo-czeslotliwosciowego sterowania silnika pradu stalego oraz uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób analogowo- -czestotliwosciowego sterowania silnika pradu sta¬ lego oraz uklad do stosowania tego sposobu, znaj¬ dujacy zastosowanie szczególnie do silnika obco- wzbudnego, w napedach elektrycznych, gdzie jest wymagany szeroki zakres regulacji predkosci obrotowej, niezaleznej od momentu obciazenia.Znany jest uklad sterujacy tyrystorowy impul¬ sowy do stabilizacji predkosci obrotowej szerego¬ wego silnika pradu stalego z polskiego opisu pa¬ tentowego wedlug patentu nr 59 732. Uklad ten zawiera dwa obwody elektryczne, z których w sklad jednego wchodzi silnik szeregowy pradu sta¬ lego z polaczona równolegle dioda i polaczony w szereg z tym silnikiem tyrystor glówny.W sklad drugiego obwodu wchodza polaczone ze soba: cewka indukcyjna, tyrystor pomocniczy i tyrystor gaszacy. Miedz|y tymi dwoma obwoda¬ mi, polaczonymi równolegle jest umieszczony kon¬ densator blokowy, przylaczony do anod tyrystora glównego i gaszacego. Obwody te zasilane sa na¬ pieciem ze zródla pradu stalego. Do sterowania praca ukladu zastosowany jest przekaznik steru¬ jacy, do którego zacisków przylaczone sa bramki tyrystorów: glównego, gaszacego i pomocniczego.Ponadto uklad zawiera pradnice tachometryczna, sprzegnieta mechanicznie z silnikiem szeregowym pradu stalego i polaczona elektrycznie z wejsciem przekaznika sterujacego. Przekaznik ten podaje impulsy na bramki tyrystorów, których czestotli¬ wosc jest utrzymywana jako stala na tych bram¬ kach. Czas pomiedzy pojawieniem sie impulsów na bramkach tyrystorów uzalezniony jest od na¬ stawionej predkosci obrotowej silnika, którego 5 funkcja jest napiecie pradnicy tachometrycznej.Inny znany uklad stabilizacji predkosci obroto¬ wej silnika pradu stalego z polskiego opisu pa¬ tentowego, wedlug patentu nr 54 217, ma analo¬ gowy obwód regulacji zgrubnej o sprzezeniu zwrot- 10 nym predkosciowym lub napieciowym, lub prado- wo-napieciowym i obwód synchronizacji.W obwodzie synchronizacji sa porównywane fa¬ zy przebiegu napieciowego, otrzymywanego z do¬ wolnego zródla czestotliwosci wzorcowej i prze¬ biegu napieciowego, otrzymywanego z ukladu po¬ miarowego, na przyklad z pradnicy tachometrycz¬ nej pradu zmiennego, selsyna lub induktosyna.Sygnal uchybu fazowego jest sumowany z sygna¬ lem uchybu, otrzymywanym z obwodu regulacji zgrubnej. Wypadkowy sygnal uchybu oddzialywu- je poprzez dowolny uklad regulacyjny i zasilaja¬ cy na wartosc napiecia twornika lub pradu wzbu¬ dzenia silnika pradu stalego.Celem wynalazku jest uniezaleznienie obrotów 25 silnika od zmian obciazenia, oraz uproszczenie konstrukcji ukladu regulacji predkosci obrotowej.Cel ten osiaga sie za pomoca sposobu, polega¬ jacego na tym, ze ustala sie odpowiednia czesto¬ tliwosc sygnalu zadajacego, który porównuje sie 30 z sygnalem czestotliwosciowym sprzezenia zwrot- 15 20 74 8753 74 875 4 nego, proporcjonalnym do rzeczywistej predkosci obrotowej. W wyniku porównania tych sygnalów, otrzymuje sie dyskretny sygnal przesuniecia fa¬ zowego, proporcjonalny do wymaganej wartosci momentu elektrycznego silnika, który posrednio steruje tyrystorami w obwodzie twornika silnika.Uklad do analogowo-czestotliwosciowego sterowa¬ nia silnika pradu stalego, wedlug wynalazku ma blok porównania sygnalów, którego wyjscia sa polaczone równolegle poprzez monostabilne bloki zaplonowe z przetwornikiem tyrystorowym.Zaleta sposobu analogowo-czestotliwosciowego sterowania silnika pradu stalego oraz ukladu do stosowania tego sposobu, wedlug wynalazku jest to, ze uzyskuje sie sztywne charakterystyki me¬ chaniczne. Ponadto uklad odznacza sie prosta konstrukcja, eliminujaca sprzezenie pradowe i na¬ pieciowe oraz wzmacniacze operacyjne, wchodza¬ ce w sklad dotychczasowego ukladu.Sposób analogowo-czestotliwosciowego sterowa¬ nia silnika pradu stalego, wedlug wynalazku jest zilustrowany na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia wykresy sygnalów napieciowych i prado¬ wych, przy zachowaniu tej samej predkosci po zmianie momentu obciazenia, a fig. 2 — wykresy sygnalów pradowych i napieciowych przy zacho¬ waniu momentu po zmianie predkosci. Przy za¬ lozeniu, ze silnik pracuje z ustalona predkoscia, której odpowiada czestotliwosc napiecia zadaja¬ cego a i odpowiadajace tej czestotliwosci impulsy sterujace c, oraz taka sama czestotliwosc sygnalu napiecia sprzezenia zwrotnego b, wtedy prosto¬ katy e, odpowiadaja impulsom pradowym, prze¬ plywajacym przez silnik (fig. 1).Przy zwiekszeniu momentu obciazenia silnika, silnik wykazuje tendencje do zmniejszenia obro¬ tów, a wiec do zmniejszenia czestotliwosci sygna¬ lu napiecia sprzezenia zwrotnego b) i do przesu¬ niecia impulsu d. W wyniku tego nastepuje zwiek¬ szenie czasu przeplywu impulsu pradowego e przez silnik, oraz wzrost wartosci momentu sil¬ nika. Przy ustaleniu przebiegu, po zwiekszeniu momentu silnika, predkosc obrotowa pozostaje ta sama.Przy zalozeniu zachowania dowolnej wartosci momentu obciazenia silnika na przyklad w celu zwiekszenia predkosci, zwieksza sie zadana czesto¬ tliwosc a, co powoduje przesuniecia odpowiada¬ jacych jej impulsów sterujacych c (fig. 2). W wy¬ niku tego nastepuje zwiekszenie czasu przeplywu impulsu pradowego e przez silnik, a wiec zwiek¬ szenie momentu i predkosci obrotowej. Na skutek tego zwieksza sie czestotliwosc sygnalu napiecia sprzezenia zwrotnego b, co powoduje przesuniecie odpowiadajacych jej impulsów 4* W wyniku tego nastepuje skrócenie czasu przeplywu pradu przez silnik do poprzedniej wartosci, przy zwiekszonych jego obrotach.Uklad do sterowania silnika pradu stalego, spo¬ sobem wedlug wynalazku, jest uwidoczniony w B przykladowym rozwiazaniu na rysunku, na któ¬ rym przedstawiono schematyczne polaczenia blo¬ ków ukladu.W ukladzie jedno z wejsc bloku porównania sygnalów 1 jest polaczone poprzez generator 2 z zadajnikiem $. Drugie wejscie bloku porówna¬ nia 1 jest polaczone poprzez blok pomiarowy 4 z czujnikiem pomiarowym 5. Dwa wyjscia bloku porównania sygnalów 1 sa polaczone równolegle poprzez monostabilne bloki zaplonowe 6 i 7 z prze¬ twornikiem tyrystorowym % wlaczonym w obwód twornika silnika pradu stalego M.Dzialanie ukladu do sterowania silnika pradu stalego, sposobem wedlug wynalazku, polega na tym, ze zadajnik 3 zadaje wartosc napiecia, be¬ daca odwzorowaniem wartosci zadanej predkosci obrotowej silnika, do generatora 2. W generato¬ rze 2 nastepuje przetwarzanie zadanego sygnalu napiecia na sygnal czestotliwosci, bedacej funkcja zadanego sygnalu, który jest podawany do bloku porównania sygnalów 1* Mierzona wartosc sygna¬ lu predkosci obrotowej silnika M przez czujnik pomiarowy 5 jest podawana do bloku pomiaro¬ wego, gdzie sygnal ten jest zamieniony na sygnal czestotliwosci proporcjonalnej do predkosci silni¬ ka M i podawany do bloku porównania sygnalów h Sygnaly te sa porównywane w bloku porów¬ nania 1. PL