Opis patentowy opublikowano: 31.12.1977 94648 MKP H02p 5/06 Int. Cl2. H02P 6/06 CZYTELNIA Urzedu F-^oP^-jgo hk-.aj i.-;,-. ?; LjM Twórcywynalazku: Andrzej Kanik, Wojciech Kiejnich, Lechoslaw Putek/ Jerzy Olszewski Uprawniony z patentu: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Niskiego Napiecia, Bielsko-Biala (Polska) Uklad regulatora predkosci tyrystorowego napedu silnika pradu stalego Dziedzina techniki. Wynalazek dotyczy ukladu regulatora predkosci tyrystorowego napedu silnika pradu stalego, zasilanego z przeksztaltnika tyrystorowego, który przeksztalca zasilajace go napiecie zmienne na napiecie stale o regulowanej wartosci. Przeksztaltnik tyrystorowy pracuje w ukladzie nawrotnym.Tyrystorowy naped silnika pradu stalego, stosowany Jest wszedzie tam, gdzie wymagana jest plynna regulacja obrotów, duza dokladnosc statycznej regulacji, wysoka dynamika napedu, znaczna glebokosc regulacji obrotów, czeste zmiany kierunku obrotów silnika. Napedy takie sa stosowane w obrabiarkach, maszynach papierniczych, hutniczych i innych.Regulatory predkosci pracujace w ukladzie sterowania tyrystorowych napedów silników pradu stalego sa zwykle prostym czlonem proporcjonalnym lub proporcjonalno-calkujacym i zapewniaja uzyskanie glebokosci regulacji obrotów silnika rzedu 1 :300.W celu uzyskania glebokosci regulacji znacznie wiekszych niz 1 :300, stosuje sie regulatory predkosci o rozbudowanej strukturze. Oprócz czlonu proporcjonalnego lub proporcjonalno-calkujacego zawieraja ona specjalne uklady adaptacyjne (w których trzeba stosowac elementy nieliniowe np. elementy mnozace), pozwalajace na samoczynna zmiane, w sposób ciagly, charakterystycznych parametrów regulatora predkosci, tj. wzmocnienia i stalej calkowania.Znane sa równiez rozwiazania ukladów regulatora predkosci, w których dokonuje sie zmian jego parametrów charakterystycznych w sposób skokowy w poszczególnych zakresach obrotu. Nie zapewnia to jednak uzyskania wysokich parametrów w calym zakresie regulacji.Istota wynalazku. W celu uzyskania duzej glebokosci regulacji obrotów silnika pradu stalego zasilanego z przeksztaltnika tyrystorowego, w jego ukladzie sterowania zastosowano uklad regulatora predkosci o strukturze umozliwiajacej ciagla zmiane jego parametrów, tj. wzmocnienia i stalej calkowania.Te charakterystyczne parametry regulatora predkosci wedlug wynalazku sa funkcja sygnalu zadajacego obroty silnika. Zmiane wzmocnienia regulatora predkosci osiagnieto przez zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych o regulowanym wzmocnieniu za pomoca ukladów kluczowania.Zmiane stalej calkowania osiagnieto przez szeregowe r: .-¦ anie kilku wzmacniaczy operacyjnych i integratora o stalych parametrach, przy czym wzmacniacze maja nitowane wzmocnienie równiez za pomoca2 94 648 ukladów kluczowania. Przy zwartym ukladzie kluczowania wzmocnienie zastosowanego wzmacniacza jest maksymalne. Uklady kluczowania regulujace wzmocnienie wzmacniaczy sa sterowane impulsami o stalej, odpowiednio duzej czestotliwosci, a o zmiennej szerokosci zaleznej od wartosci sygnalu zadajacego obroty silnika. Ilosc zastosowanych wzmacniaczy, a tym samym ukladów kluczowania, jest zalezna od przyjetego stopnia aproksymacji wymaganej zaleznosci stalej calkowania i wzmocnienia regulatora predkosci, w zaleznosci od rzeczywistych obrotów. Przy maksymalnym sygnale zadajacym obroty silnika regulator predkosci ma minimalne wzmocnienie, a stala calkowania ma wartosc maksymalna. Przy minimalnych obrotach silnika wzmocnienie regulatora predkosci jest maksymalne, a stala calkowania ma wartosc minimalna. Zmieniajace sie w ten sposób parametry regulatora predkosci zapewniaja osiagniecie wysokiej dynamiki napedu w calym zakresla obrotów, przy glebokosci regulacji obrotów rzedu 1 : 5000.Uklad regulatora predkosci wedlug wynalazku pokazano w przykladzie wykonania na rysunku. Na wejscie wzmacniacza 7, który stanowi czlon proporcjonalny regulatora predkosci podany jest sygnal U1 zadajacy Obroty oraz sygnal U2 sprzezenia zwrotnego, proporcjonalny do rzeczywistych obrotów silnika* Sygnal U1 doprowadzony jest równiez na wejscie generatorów 9 i 10 impulsów kluczujacych. Wyjscie generatora 0 impulsów kluczujacych polaczone jest z wejsciem ukladu kluczowania 8 i ukladu kluczowania 6. Wyjscia generatora 10 impulsów kluczujacych polaczone jest z wejsciem kluczowania 4. Uklad kluczowania 8 wlaczony jest pomiedzy mase ukladu a potencjometr nieuwidoczniony na rysunku, a podlaczony na wyjscia wzmacniacza 7. 2 czesci tego potencjometru uzyskuje sie dla wzmacniacza 7 sygnal jego ujemnego sprzezenia zwrotnego. Wyjscie wzmacniacza 7 polaczone jest z wejsciem wzmacniacza 5 oraz z wejsciem sumatora 1, Wyjscie wzmacniacza 5 polaczone jest z wejsciem wzmacniacza 3. Wyjscie wzmacniacza 3 polaczone Jest z wejsciem integratora 2, Wyjs¬ cie integratora 2 polaczone jest z wejsciem sumatora 1.Uklad kluczowania 6 wlaczony jest pomiedzy mase ukladu a potencjometr nieuwidoczniony na rysunku, a podlaczony na wyjscie wzmacniacza 5. Z czesci tego potencjometru uzyskuje sie dla wzmacniacza 6 sygnal jego ujemnego sprzezenia zwrotnego.Uklad kluczowania 4 wlaczony jest pomiedzy mase ukladu a potencjometr nieuwidoczniony na rysunku, a podlaczony na wyjscie wzmacniacza 3. Z czesci tego potencjometru uzyskuje sie dla wzmacniacza 3 sygnal jego ujemnego sprzezenia zwrotnego.Szeregowo polaczone wzmacniacze 5 i 3 oraz integrator 2 stanowia czlon calkujacy regulatora predkosci.Na wyjsciu sumatora 1 otrzymuje sie sygnal U3, który jest sygnalem wyjsciowym regulatora predkosci Wzmocnienie wzmacniacza 7, który stanowi czlon proporcjonalny regulatora predkosci zalezy od stanu pracy ukladu kluczowania 8, sterowanego z generatora 9 impulsów kluczujacych.Gdy sygnal zadajacy obroty U1 jest równy zero, uklad kluczowania 8 jest zwarty, a wzmocnienie czlonu proporcjonalnego regulatora predkosci jest maksymalne. Gdy sygnal U1 zadajacy obroty rosnie, czas zwarcia ukladu kluczowania 8, zmienia siej (przy stalej czestotliwosci kluczowania). W ten sposób srednia wartosc wzmocnienia maleje* Przy odpowiednim sygnale U1 zadajacym obroty generator 9 impulsów kluczujacych przyjmuje stan trwaly, taki, ze uklad kluczowania 8 jest stale rozwarty. Wtedy wzmocnienie czlonu proporcjonalnego regulatora predkosci jest minimalne.Stala calkowania czlonu calkujacego regulatora predkosci, który tworza szeregowo polaczone wzmacniacze 5 i 3 oraz integrator 2 zalezny od stanu pracy ukladów kluczowania 4 i 6 sterowanych z generatorów 9 i 10 impulsów kluczujacych. Stan pracy ukladów kluczowania 4 i 6 wplywa na wzmocnienie wzmacniaczy 3 i 5 podobnie jak opisano powyzej dla wzmacniacza 7. Zmiana wzmocnienia wzmacniaczy 3 i 5 szeregowo polaczonych z integratorem 2 wplywa na zmiane stalej calkowania regulatora predkosci.Gdy sygnal U1 zadajacy obroty jest równy zero, uklady kluczowania 4 i 6 sa zwarte, wzmacniacze 3 i 8 maja maksymalne wzmocnienie, ale caly czlon calkujacy regulatora predkosci ma minimalna stala calkowania.Gdy sygnal U1 zadajacy obroty zwieksza sie, to sredni czas zwarcia ukladów kluczowania 4 i 6 (przy stalej czestotliwosci kluczowania) maleje, a konsekwencja tego jest zwiekszanie sie stalej czasowej czlonu calkujacego regulatora predkosci. Przy odpowiednich dla danego napedu poziomach sygnalu U1 zadajacego obroty, generatory 9 i 10 impulsów kluczujacych przyjmuja trwaly stan, taki ze uklady kluczowania 4 i 6 sa rozwarte i stala calkowania regulatora predkosci jest maksymalna.Nastawiajac odpowiednio zakresy pracy generatorów 9 i 10 impulsów kluczujacych, w zaleznosci od wartosci sygnalu U1 zadajacego obroty, mozna uzyskac plynna zmiane parametrów regulatora predkosci, to jest wzmocnienia i stalej calkowania, wymagana dla osiagniecia wysokich parametrów regulacyjnych calego napedu tyrystorowego. PL