RU1831764C - Способ автоматического регулировани скорости нереверсивного вентильного электропривода и нереверсивный электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: может быть использовано в специальных и общепромышленных электроприводах посто нного тока. Сущность: согласно данному способу сигнал задани  снимают с входа контура тока, когда сигнал ошибки регулировани  скорости превышает установленную величину. Если интегральна  составл юща  напр жени  регул тора скорости уменьшаетс  до определенной величины, то ее фиксируют на этом уровне и, когда сигнал ошибки регулировани  скорости меньше установленной величины , прекращают фиксировать интегральную составл ющую и подают сигнал задани  на вход контура тока. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к автоматическому регулированию скорости электроприводов, и может быть использовано в специальных и общепромышленных электроприводах посто нного тока..

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества регулировани  и повышение надежности системы регулировани  скорости путем снижени  колебательности и повышени  помехозащищенности системы. В результате увеличиваетс  быстродействие при формировании благопри тной динамической ситуации в системе регулировани  дл  приложени  нагрузки, сокращаютс  паузы между технологическими операци ми, повышаетс  производительность механизма , снижаютс  динамические нагрузки, в электромеханической системе привода, за счет чего и расшир ютс  технологические возможности нереверсивного вентильного электропривода.

На чертеже показана блок-схема устройства дл  осуществлени  способа автома- тического регулировани  скорости нереверсивного вентильного электропривода - нереверсивный вентильный электропривод посто нного тока.

Устройство содержит источник 1 сигнала задани  скорости, традиционную двух- контурную систему подчиненного регулировани  скорости, включающую внутренний контур 2 регулировани  тока электродвигател  3 посто нного тока, и внешний контур регулировани  скорости, содержащий пропорционально-интегральный регул тор 4 скорости. Кроме того, устройство дополнительно снабжено логическим блоком 5 управлени .

Итак, устройство содержит соединенные последовательно источник 1 сигнала задани  скорости, первый узел 6 сравнени , регул тор 4 скорости, первый управл емый ключ 7. второй узел 8 сравнени , регул тор

Ё

00

ь

4J

О

fcb

Сл

9 тока, нереверсивный вентильный преобразователь 10 и электродвигатель 3 посто нного тока, а также датчики тока 11 и скорости 12, выходы которых подключены соответственно к узлам 8, 6 сравнени . В цепи обратной св зи операционного усилител  13 регул тора 4 скорости с выхода на вход последовательно включены резистор 14, управл емый ключ 15 и конденсатор 16.

Логический блок 5 управлени  содержит два релейных элемента 18 и 19, входы которых соединены соответственно через первый и второй входы блока 5с выходом третьего узла 21 сравнени , входы которого соединены с входами первого узла 6 сравнени , и с точкой соединени  резистора 14 ключа 15. Выход релейного элемента 18 подключен к управл ющему электроду ключа 7 и к входу схемы 20 ИЛИ, другой вход которой соединен с выходом релейного элемента 19, а выход - с управл ющим электродом ключа 15,

Способ автоматического регулировани  скорости нереверсивного вентильного электропривода осуществл етс  следующим образом . Сигнал задани  скорости с выхода источника сигнала 1 подают на вход узла 6 и сравнивают с сигналом с датчика 12 скорости , который пропорционален угловой скорости электродвигател  3, и разность этих сигналов подают на вход регул тора 4 скорости, где осуществл ют преобразование сигнала ошибки регулировани  скорости в соответствии с пропорционально-интегральным законом. Затем с выхода регул тора 4 скорости сигнал задани  тока подают на вход замкнутого контура 2 тока.

При перерегулировании скорости сигнал ошибки регулировани  имеет отрицательную пол рность, а интегральна  составл юща  напр жени  регул тора скорости уменьшаетс , то есть происходит разр д конденсатора 16 цепи обратной св зи усилител  13, и, когда сигнал мгновенного значени  скорости двигател  увеличиваетс  больше заданного значени  на величину, например, определ емую по формуле д .п.1хКт/Крс, снимают сигнал задани  с входа контура тока. Ток электродвигател  3 уменьшаетс  до нул , и электропривод тормозитс  под воздействием момента статического сопротивлени  привода, и, когда ошибка регулировани  скорости уменьшаетс  до установленной величины 5, сигнал задани  тока с выхода регул тора скорости 4 подают на вход замкнутого контура 2 регулировани  тока двигател  3.

На холостом ходу торможение происходит под действием момента холостого хода электропривода, и, когда интегральна  составл юща  напр жени  регул тора скорости уменьшаетс  до значени  определ емого по формуле UH 5.Крс, ее фиксируют при помощи размыкани  цепи зар да конденсатора 16 ключом 15 по сигналу из блока 5. Когда сигнал ошибки регулировани 

0 скорости уменьшаетс  до установленной величины д, прекращают фиксировать интегральную составл ющую напр жени  регул тора , то есть восстанавливают цепь обратной св зи операционного усилител 

5 13 и одновременно подают сигнал задани 

на вход контура 2 тока через замкнутые

контакты ключа 7, что достигаетс  при по мощи воздействи  блока 5 на управл ющие

электроды ключей, 15, Таким образом пре0 кращают воздействовать на пропорционально-интегральный закон регулировани  скорости системы подчиненного регулировани , и электропривод плавно переходит в режим установившегос  холостого хода без

5 колебаний тока и скорости.

На холостом ходу электропривода амплитуда сигнала помех и пульсаций выходных сигналов датчиков не превосходит установленный порог срабатывани  пер0 вого релейного элемента, вследствие чего исключаетс  их воздействие на пропорционально-интегральный закон регулировани  скорости. Таким образом увеличиваетс  помехозащищенность системы, то есть улуч5

0

шаетс  качество регулировани  скорости

при отработке системой перерегулировани  и переходе электропривода в режим установившегос  холостого хода, а также повышаетс  надежность системы регулировани  скорости в целом:

Нереверсивный вентильный электропривод посто нного тока работает следующим образом. Например, рассмотрим работу нереверсивного вентильного элект5 ро при во да валков клети непрерывного прокатного стана, который работает в режиме стабилизации заданной скорости электродвигател . Итак, дигнал задани  скорости двига0 тел  во врем  технологического процесса прокатки металла не измен етс . Следовательно , когда металл находитс  в прокатной клети в установившемс  режиме прокатки, электромагнитный момент двигател  3 при5 близительно равен моменту прокатки, а ошибка регулировани  скорости на выходе первого и третьего узлов 6, 21 сравнени  равна нулю. При резком уменьшении момента прокатки нарушаетс  баланс моментов , воздействующих на вращающиес  массы электропривода. Скорость электродвигател  3 и сигнал ошибки регулировки скорости на выходе узлов 6, 21 сравнени  увеличиваютс , конденсатор 16 цепи обрат- ной св зи начинает разр жатьс , а напр жение на выходе регул тора 4 скорости уменьшаетс . Когда сигнал ошибки регулировани  скорости на выходе третьего узла 21 сравнени  становитс  больше установ- ленной величины, определ емой, например , по формуле д 2.п.1хКт/Крс, срабатывает первый релейный элемент 18, и на первом входе схемы ИЛИ 20, первом выходе логического блока управлени  5 и управл ющем электроде ключа 7 напр жение скачком уменьшаетс  до нул , и управл емый ключ 7 напр жение скачком уменьшаетс  до нул , и управл емый ключ 7 разрывает цепь, соедин ющую выход ре- гул тора 4 скорости со входом контура 2 тока. Таким образом осуществл етс  сн тие сигнала задани  тока с входа узла 8 сравнени . Сигнал задани  тока скачком уменьшаетс  до нул , вследствие чего, ток резко уменьшаетс , и скорость не возрастает и под действием момента прокатки снижаетс  до заданного значени . Когда ошибка регулировани  скорости уменьшаетс  до установленной величины на выходе релейно- го элемента 18 и на управл ющем электроде ключа 7 по витс  сигнал логической единицы и ключ 7 выход регул тора 4 со входом узла 8 сравнени , и сигнал задани  тока подают на вход контура 2 регулировани  тока.,

При перерегулировании скорости на холостом ходу электропривод тормозитс  на выбеге под действием момента сил трени  в подшипниках. А так как, когда ток умень- шаетс  до нул , пропорциональна  составл юща  напр жени  регул тора 9 тока отсутствует, то в контуре тока автоматиче ски формируютс  нулевые начальные услови  дл  текущего значени  скорости электродвигател  3. Во врем  торможени  электропривода на выбеге сигнал задани  тока на входе узла 8 сравнени  равен нулю, и контур тока, содержащий нереверсивный тиристорный преобразователь, не размыка- етс  и отрабатывает заданное воздействие, а напр жение на выходе регул тора 9 тока измен етс  в соответствии с ЭДС двигател  3. Одновременно происходит разр д конденсатора 16, и, когда напр жение на нем уменьшаетс  до значени , определ емого из соотношени  UH д Крс, срабатывает релейный элемент 19. и напр жение на его выходе уменьшаетс  до нул . Сигнал на выходе схемы ИЛИ 20 и на управл ющем входе ключа 15 тоже уменьшаетс  до нул , ключ 15 срабатывает и разрывает цепь перезар да конденсатора 16. Разр д конденсатора 16 прекращаетс  и разность потенциалов на его выходе остаетс  равной напр жению на нем в момент размыкани  ключа 15, то есть интегральна  составл юща  напр жени  регул тора скорости фиксируетс . Обрыв цепи обратной св зи операционного усилител  13 регул тора скорости вызывает скачкообразное увеличение напр жени  на выходе регул торе скорости до напр жени  питани  усилител . Это напр жение положительной пол рности с выхода регул тора через резистор 14 подаетс  на вход второго релейного элемента 19, и на его выходе напр жение равно логическому нулю, то есть его состо ние не измен етс . Когда сигнал ошибки регулировани  скорости на выходе узлов 6, 21 сравнени  уменьшаетс  до величины, определ емой , например, по формуле (5 2.п.1хКт/Крс, сигнал на выходе релейного элемента 18. на первом входе схемы ИЛИ 20, на ее выходе и на управл ющих электро- .дах ключей 7, 15 скачком увеличиваетс  до значени  логической единицы, и оба управл емых ключа замыкаютс . В результате выход регул тора скорости подключаетс  к входу узла 8 сравнени , а цепь обратной св зи усилител  13 обретает исходную конфигурацию . Таким образом восстанавливаетс  традиционна  структура системы подчиненного регулировани  скорости,.и электропривод плавно переходит в режим установившегос  холостого хода без колебаний тока и скорости двигател , так как напр жение на конденсаторе 16 уменьшаетс  до значени  напр жени  на нем в уста- новившемс  режиме холостого хода, равного UH° хКт, одновременно с уменьшением сигнала ошибки регулировани  скорости до нул . Поэтому, когда ток в силовой цепи электропривода увеличиваетс  до установившегос  значени , начальные услови  в системе регулировани  приблизительно равны установившимс  значени м на холостом ходу электропривода . Дл  разных типов электроприводов в зависимости от характера помех в системе регулировани  и величины пульсаций выходного напр жени  датчика скорости настроечный параметр д может варьироватьс  в пределах (0,54-1,0) д.

Когда металл входит в клеть, регулирование скорости осуществл етс  традиционным способом подчиненного регулировани , а нереверсивный вентильный электропривод работает также как и во врем  прокатки металла.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1, Способ автоматического регулировани  скорости нереверсивного вентильного электропривода, осуществл емый при помощи двукратно-интегрирующей системы подчиненного регулировани , согласно которому измер ют угловую скорость электродвигател , сравнивают ее с заданным значением и ошибку регулировани  подают на вход регул тора скорости, преобразуют ее в соответствии с пропорцмонально-ин- тегральным законом и подают на вход замкнутого контура тока электродвигател , причем если скорость двигател  больше заданного значени  и интегральна  составл юща  напр жени  регул тора скорости уменьшаетс  до установленной величины, снимают сигнал задани  с входа контура тока и затормаживают изменение интегральной составл ющей, и когда ошибка регулировани  скорости уменьшаетс  до нул  прекращают воздействовать на закон ре- гулировани  и подают сигнал задани  на вход контура, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества регулировани  и повышени  надежности системы регулировани  скорости путем снижени  колебательности и повышени  помехоза- щищенности системы, дополнительно снимают сигнал задани  с входа контура тока, когда скорость двигател  больше заданного значени  на величину, определ емую по формуле д 2.п.1хКт/Крс, где п 2 при на- стройке контура скорости на симметричный оптимум; 1Х - ток холостого хода электропривода; Кт - коэффициент передачи цепи обратной св зи тока; Крс - коэффициент усилени  регул тора скорости, и когда интег- ральна  составл юща  напр жение регул тора скорости уменьшаетс  до значени  равного Уи 3 Крс фиксируют ее, когда же ошибка регулировани  скорости уменьшаетс  до установленного значени  д, пре- кращают фиксировать интегральную составл ющую и подают сигнал задани  на вход контура тока.
2. 2. Нереверсивный вентильный электропривод посто нного тока, содержащий последовательно включенные источник сигнала задани  скорости, первый узел сравнени , пропорционально-интегральный регул тор скорости, первый управл емый ключ, второй узел сравнени , регул тор тока, нереверсивный вентильный преобразователь , электродвигатель посто нного тока и датчики скорости и тока, выходы которых подсоединены к входам первого и второго узлов сравнени , а также второй управл емый ключ, св занный с выходом регул тора скорости, и третий узел сравнени , отличаю щи и с   тем, что, с целью улучшени  качества регулировани  и повышени  надежности системы регулировани  скорости путем снижени  колебательности и повышени  помехозащищенности системы , в него дополнительно введен логический блок управлени  ключами, выходы которого соединены с управл ющими электродами ключей, а цепь обратной св зи регул тора скорости образуют подключенные последовательно с выхода на вход регул тора резистор, второй управл емый ключ и конденсатор, а точка соединени  резистора и ключа св зана с вторым входом логического блока управлени , первый вход которого подсоединен к выходу третьего узла сравнени , входы которого соединены с входами первого узла сравнени , причем логический блок управлени  осуществл ет преобразование входных сигналов в соответствии с логической функцией

   Ueb,xi-() (); ивых2-();

   где 1)вых1,2 - сигналы на выходах логического блока управлени ;

   UH - напр жение на конденсаторе цепи обратной св зи операционного усилител  регул тора скорости;

   д-сигналы ошибки регулировани  скорости .

   Uni, 2 - напр жение срабатывани  релейных элементов.