SU1034139A1

SU1034139A1 - Two-zone-controlled-velocity electric drive with excitation reverse

Info

Publication number: SU1034139A1
Application number: SU823403943A
Authority: SU
Inventors: Михаил Ефимович Бергал
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1983-08-07

Abstract

I. ДВУХЗОЧНОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕВЕРСОМ ВОЗВУЖДЕНИЯ , содержащий электродвигатель и соединенный с корем электродвигател нереверсивный тиристорный преобразователь , вход которого через первый блок согласовани знака соединен с выходом регул тора скорости, тахогенератрр, подключенный к управл ющему входу блока обратной св зи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразовател и входом регул тора ЭДС, задающий вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходом регул тора скорости, выход регул тора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразовател , выход которого соединен с обмоткой возбуждени электродвигател , и датчик направлени тока нагрузки, о тли чающий с тем, что, с целью повышени быстродействи и улучшени качества переходного про цесса по скорости при торможении, в него введены логический блок, второй блок согласовани знака, релейный элемент и элемент НЕ, причем выход блока обратной св зи по ЭДС через последовательно соединенные второй блок согласовани знака, релейный элемент и элемент НЕ соединен с первьм входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу датчика направлени тока нагрузки, а выход - к входам управлени первого и второго блоков i согласовани знака. 2. Электропривод по п. 1, о тличающийс тем, что логический блок выполнен из четырех элементов И-НЕ, причем первые входы первого и второго элементов И-НЕ, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока, второй вход которого образован вторьм входом первого элемента И-НЕ, соединенного своим выходом с вторым :о входом второго элемента И-НЕ и первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого, вл сь выходом логического блока, подклю .чен к первому входу четвертого эле: ;о мента И-НЕ, соединенного своим вторым входом с выходом второго- элемента И-НЕ, а выходом - с вторьм входом третьего элемента И-НЕ.I. TWO-REGULATED ELECTRIC DRIVE WITH REVERSE REVERSE containing a motor and an irreversible thyristor converter connected to the motor core, the input of which through the first sign matching unit is connected to the output of the speed regulator, tachogenerator connected to the control module, which is connected to the output of the speed control, connected to the control module, which is connected to the control head, which is connected to the control module, which is connected to the control head, which is connected to the control unit, which is connected to the control head, which is connected to the control head, which is connected to the control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module, which is connected to the speed control module. non-reversible thyristor converter and the input of the EMF regulator, the input of which is connected to the output of the speed regulator through the emf setting unit, the output of the the emulator is connected to the input of a reversible thyristor converter, the output of which is connected to the excitation winding of the electric motor, and a load current direction sensor, which contributes, in order to improve speed and improve the quality of the transition process in terms of deceleration, a logical unit, a second sign matching unit, a relay element and a NOT element, with the output of the feedback unit by EMF through the second connected sign matching unit, a relay element and an element t is NOT connected to the first input of the logic unit, the second input of which is connected to the output of the load current direction sensor, and the output to the control inputs of the first and second sign matching blocks i. 2. The drive according to claim 1, differing in that the logic unit is made of four AND-NOT elements, with the first inputs of the first and second AND-NOT elements connected in parallel forming the first input of the logic unit, the second input of which is formed by the second input of the first an AND-NOT element connected by its output to the second: on the input of the second AND-NOT element and the first input of the third AND-NOT element, whose output, being the output of the logic unit, is connected to the first input of the fourth ale:; NOT connected to its second input from the output Ode second-element AND-NOT, and the output - with the second input of the third element AND-NOT.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к реверсивным тиристорным электроприводам посто нного тока с двухэонным регулирование скорости, Известен двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени содержащий элekтpoдвигaтeль и соединенный с корем электродвигател нереверсивный тиристорный преобразова тель, св занный с регул тором, соед ненным с тахогенератором, реверсивный тиристорный преобразователь соединенный выходом с обмоткой возбуж дени , а входом - с регул тором воз . буждени til. Недостатком электропривода вл етс необходимость индивидуальной подстройки схемы электропривода дл каждого электродвигател , примен емого в электроприводе с целью устра нени вли ни гистерезиса магнитной системы электродвигател на качество переходного процесса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс двухзоннорёгулируемый электропривод с реверсом возбуждени , содержащий электродвигатель и соединенный с ко рем электродвигател нереверсивный тиристорный преобразователь, вход которого через блок согласовани знака соединен с выходом регул тора скорости, тахогенератор, подключенный к управл ющему.входу блока обрат ной св зи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразовател и входом регул тора ЭДС, задающий вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходом регул тора скорости, выход регул тора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразовател , выход которого соединен с oбмoJTKoй возбуждени электродвигател и датчик направлени тока нагрузки 23, Однако такой электропривод характеризуетс низким быстродействием и плохим качеством переходного процесса при рекуперативном торможении. Цель изобретени - повшиение быст родействи электропривода и улучшение качества переходного процесса по скорости при торможении Поставленна цель достигаетс тем что в двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени , содер жащий электродвигатель и соединенный с корем электродвигател нереверсив ный тиристорный преобразователь, вход которого через блок согласовани знака соединен с выходом регул тора скорости, тахогенератор, подключенный к управл ющему входу блока обратной св зи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразовател и входом регул тора ЭДС, задакхций вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходс 1 регул тора скорости, выход регул тора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразова тел , выход которого соединен с обмоткой возбуждени электродвигател и датчик направлени тока нагрузки, введены логический блок, второй блок согласовани знака, релейный элемент и элемент НЕ, причем выход блока обратной св зи по ЭДС. через последовательно соединенные второй блок согласовани знака, релейный элемент, элемент НЕ соединен с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу датчика направлени тока нагрузки, реверсивного тиристорного преобразовател , а выход - к входам управлени первого и второго блоков согласовани знака. Кроме того, логический блок выполнен из четырех элементов И-НЕ, причем первые вхойы первого и второго элементов И-НЕ, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока , второй вход которого образован вторые входом первого элемента И-НЕ, соединенного своим выходом с вторым входом второго элемента И-НЕ и пер- . вьм входом третьего элемента И-НЕ, выход которого, вл сь выходом логического блока, подключен к первому входу четвертого элемента И-НЕ, соединенного своим вторьм входом с выходом второго элемента И-НЕ, а выходом - с вторым входом третьего элемента И-НЕ, На фиг. 1 представлен двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени ; на фиг, 2 - диаграмма его работы. Двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени содержит электродвигатель, корь 1 которого подключен к нереверсивному тиристорному преобразователю 2, вход которого , через первый блок 3 согласовани знака соединен с выходом регул тора 4 скорости, Тахогенератор 5 подключен к входу обратной св зи регул тора 4 скорости и к управл ющему входу блока б обратной св зи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразовател 2 и входом обратной св зи регул тора ЭДС, Задаслдий вход регул тора 7 ЭДС через задатчик 8 ЭДС соединен с выходом регул тора 4 скорости.Реверсивный тиристорный преобразователь 9,питающий обмотку 10 возбуждени электродвигател подключен своим входом к выходу регул тора 7 ЭДС,Датчик 11 направлени тока нагрузки реверсивного тиристорного преобразовател 9,логический блок 12,блок 13 согласовани знака,релейный элемент 14 и элемент НЕ Выход датчика 11 направлени The invention relates to electrical engineering, namely, to reversible thyristor electric drives of direct current with two-element speed control. the transducer connected to the output winding of the excitation, and the input - with the regulator of the air. til. The disadvantage of the electric drive is the need for individual adjustment of the electric drive circuit for each electric motor used in the electric drive to eliminate the effect of the hysteresis of the magnetic system of the electric motor on the quality of the transient process. The closest in technical essence to the present invention is a dual-regulating electric drive with an excitation reversal, containing an electric motor and an irreversible thyristor converter connected to the motor terminal, the input of which through the sign matching unit is connected to the output of the speed regulator, a tachogenerator connected to the control. connection according to the EMF connected between the output of an irreversible thyristor converter and the input of the EMF regulator, whose master input is through the set points Emf regulator connected to the output speed of the torus, the emf regulator output coupled to an input reverse thyristor converter, whose output is connected to the drive motor and obmoJTKoy direction of the load current sensor 23, however, such a drive has a low speed and bad quality transition from the regenerative braking. The purpose of the invention is to increase the speed of the electric drive and improve the quality of the transient process in terms of braking. The goal is achieved by the fact that the dual-zone electric drive with excitation reversal, containing an electric motor and an irreversible thyristor converter connected to the electric motor, whose input is connected to the output through a sign matching unit speed controller, tachogenerator connected to the control input of the feedback unit via EMF connected between the output of the ner A versatile thyristor converter and an input of an emf regulator, the input of which through the emf setting unit is connected to the output 1 of the speed regulator, the output of the emf regulator is connected to the input of the reverse thyristor converter, the output of which is connected to the motor winding and the load current direction sensor, a logical the block, the second sign matching unit, the relay element and the NOT element, the output of the feedback unit by EMF. through a serially connected second sign matching unit, a relay element, the element is NOT connected to the first input of the logic unit, the second input of which is connected to the output of the load current direction sensor, a reversible thyristor converter, and the output to the control inputs of the first and second sign matching blocks. In addition, the logic block is made of four NAND elements, the first inputs of the first and second NAND elements connected in parallel form the first input of the logic unit, the second input of which is formed by the second input of the first NAND element connected by its output to the second the input of the second element AND-NOT and first-. vm input of the third NAND element, the output of which, being the output of a logic unit, is connected to the first input of the fourth NAND element, connected by its second input to the output of the second NAND element, and the output to the second input of the third NAND element , FIG. 1 shows a dual-zone electric drive with excitation reverse; fig 2 is a diagram of his work. A two-zone-controlled electric drive with excitation reverse contains an electric motor, the measles 1 of which is connected to an irreversible thyristor converter 2, the input of which is connected to the output of the speed regulator 4 through the first sign matching unit 3, the tachogenerator 5 is connected to the feedback input of the speed controller 4 and to the input of the block b feedback by the EMF connected between the output of the non-reversible thyristor converter 2 and the feedback input of the EMF regulator, Task of the input of the regulator 7 EMF through set The 8 EMF pickup is connected to the output of the speed controller 4. A reverse thyristor converter 9 that supplies the excitation winding 10 of the electric motor is connected to the output of the EMF regulator 7, Sensor 11 of the load current of the reverse thyristor converter 9, logic unit 12, sign matching unit 13, relay element 14 and element NOT Directional sensor output 11

тока нагрузки реверсивного тиристорного преобразовател 9 соединен с вторым входе логического блока 12, рыход которого подключен.к входам управлени блоков 3 и 13 согласовани знака. Выход блока 6 обратной св зи по ЭДС через цепочку, состо щую из последовательно включенных: блока 13 согласовани знака, релейного элемента 14, элемента НЕ 15 соединен с первым входом логического блока 12. Логический блок 12 состоит из четырех элементов И-НЕ 16, 17, 18 и 19. Первые входы элементов И-НЕ 16 и 17, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока 12, вторым входом которого вл етс второй вход элемента И-НЕ 16, соединенного своим -выходом с вторым входом элемента И-НЕ 17 и первым входом элемента И-НЕ 18, выход которого, в л сь выходом логического блока 12, подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, соединенного своим вторым входом с выходом элемента И-НЕ 17, а выходом - с вторым входом элемента И-НЕ 18.the load current of the reverse thyristor converter 9 is connected to the second input of logic unit 12, the output of which is connected to the control inputs of the blocks 3 and 13 of the sign matching. The output of the feedback unit 6 via the EMF through a chain consisting of the following in series: a sign matching unit 13, a relay element 14, a NOT element 15 is connected to the first input of a logic unit 12. A logic unit 12 consists of four AND 16, 17 elements , 18 and 19. The first inputs of the AND-HEY elements 16 and 17, connected in parallel, form the first input of the logic unit 12, the second input of which is the second input of the IS-NOT element 16, connected by its output to the second input of the IS-NOT element 17 and the first input of the element AND NOT 18, the output of which, in l you Odom logic block 12 is connected to a first input of AND-NO element 19 is connected to its second input to an output of AND-NO element 17, and output - with a second input of AND-NO element 18.

Двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени работает следующим образом.A dual-zone electric drive with excitation reverse works as follows.

Элементы И-НЕ 18 и 19, соединенны между собой по схеме R -триггера, управл ютс нулевым сигналом по входам R и S (соответственно первый вход элемента И-НЕ 18 и второй вход элемента И-НЕ 19). При одновременной подаче на эти входы сигнала логической единицы с выходов элементов И-НЕ 16 и 17 RS-триггер остаетс в состо нии, предшествующем моменту подачи. Такой режим возможен при поступлении с выхода элемента НЕ 15 на первый вход логического блока 12 сигнала логического нул . Если ,же на этом входе присутствует логическа единица, то состо ние на выходе RS-триггера, а значит и логического блока 12, однозначно зависит от того, какой логический сигнал поступает в данный момент с выхода датчика 11 направлени тока нагрузки на второй вход логического блока 12. В момент времени t- на задающий вход регул тора 4 скорости подают положительное напр жение задани 0, соответствующее разгону до максимальной скорости (фиг. 2). При этом начинаетс разгон привода вправо с нарастающим током возбуждени Dg , который в момент ti достигает установившегос значени , соответствующего скорости привода ниже номинальной . В момент Ч% измен ют пол рность задающего сигнала Uj, при этом исчезает сигнал и на входе нереверсивного преобразовател , ток кор 1 спадает до нул , ток возбуждени Dj.начинает уменьшатьс . При переходе- тока возбуждени 7g через нуль (момент t4.)Ha выходе датчика 11 направлени тока нагрузки по вл етс напр жение логического нул , однако переключение логического блока 12 задерживаетс из-за отсутстви сигнала логической единицы на первом ,входе этого устройства. В момент -, времени tj, когда ЭДС электродвигател мен ет свой знак, этот сигнал по вл етс , и практически одновременно (момент tg) логический блок 12 переключаетс . Переключа сь, он воздействует на блок 13 согласовани знака; напр жение на выходе этого блока мен ет свой знак на положительный , что приводит к по влению на первом входе логического блока 12 вновь .сигнала логического нул . Одновременно , воздейству на управл кмций вход блока 3 согласовани знака логический блок 12 вызывает изменение его состо ни . При этом на входе нереверсивного преобразовател 2 по вл етс положительный сигнал (Jo,, привод щий к по влению тока рекуперативного торможени электродвигател . Торможение начинаетс с нарастающей интенсивностью , и когда ток возбуждени IJg достигает максимального значени (момент -Ьт), интенсивность становитс максимальной. В момент-fcg скорость мен ет свой знак, при этом происходит изменение знака коэффициента передачи блока 6 обратной св зи по ЭДС от воздействи сигнала тахогенератора на управл ющий вход этого блока. После того, как электродвигатель начинает вращатьс влево, однако не достигает еще установив-, шейс скорости, в момент tg снимают напр жение задани . Процесс торможени протекает аналогично вышеописанному . Электродвигатель останавливаетс (момент 4 И ток возбудени спадает до нул (момент -t,((;).The AND-HEY elements 18 and 19, interconnected according to the R-trigger scheme, are controlled by a zero signal at the R and S inputs (respectively, the first input of the AND-HI element 18 and the second input of the IS-19 element). When a signal of a logical unit from the outputs of the IS-NE 16 and 17 elements is simultaneously applied to these inputs, the RS-flip-flop remains in the state preceding the feeding moment. Such a mode is possible when the input element NO 15 arrives at the first input of logic unit 12 of a logical zero signal. If, on this input, there is a logical unit, then the state at the output of the RS flip-flop, and hence logic unit 12, uniquely depends on what logical signal is currently received from the output of the load current sensor 11 to the second input of the logic unit 12. At the moment of time t - a positive voltage of reference 0, corresponding to acceleration up to the maximum speed (Fig. 2), is applied to the driver input of the speed controller 4. In this case, the drive starts acceleration to the right with the increasing excitation current Dg, which at the time ti reaches a steady-state value corresponding to the drive speed below nominal. At the instant of H%, the polarity of the driving signal Uj is changed, the signal disappears and at the input of the non-reversing converter, the current cor 1 drops to zero, the excitation current Dj begins to decrease. When the excitation current flows through zero (time t4.) Ha, the output of the sensor 11 for the direction of the load current appears to be a logic zero, but the switching of the logic unit 12 is delayed due to the absence of a signal from the logical unit on the first input of this device. At the moment -, time tj, when the electromotive force of the electric motor changes its sign, this signal appears, and almost simultaneously (moment tg) the logic unit 12 switches. Switching, it acts on the sign matching unit 13; the voltage at the output of this block changes its sign to positive, which results in the appearance at the first input of logic block 12 again. the signal of the logical zero. At the same time, affecting the control of the input of the sign matching unit 3, the logic unit 12 causes a change in its state. At the same time, a positive signal appears at the input of the non-inverter converter (Jo ,, leading to the appearance of the regenerative braking current of the electric motor. The braking begins with increasing intensity, and when the excitation current IJg reaches its maximum value (moment), the intensity becomes maximum. At the moment-fcg, the speed changes its sign, and the change in the sign of the transmission coefficient of the feedback unit 6 on the emf from the tachogenerator signal on the control input of this block occurs. the motor starts to rotate to the left, but still does not reach the steady-, Shays speed at the moment tg removed eg voltage specifying braking process proceeds similarly to the above motor is stopped (point 4 and vozbudeni current falls to zero (instant -t, ((;..).

Электропривод сохран ет полностью СВОЮ работоспособность и при замене блока 6 обратной св зи по ЭДС на блок обратной св зи по напр жению кор электродвигател .The electric drive maintains its full operability even when replacing the feedback unit 6 via the emf with a feedback unit for the voltage of the motor core.

Таким образом, предлагаемый двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждени обладает оптимальным по быстродействию режимом торможени за счет точного определени момента перехода магнитного потока электродвигател через нуль. При этомне требуетс использование специального датчика магнитного потока , встраиваемого в электродвигатель , что усложн ет и удорожает конструкцию последнего. Кроме того, у такого электропривода отсутствует неуправл емый подразгон, предшествующий режиму рекуперативного торможени , что улучшает качество переходного процесса по скорости.Thus, the proposed dual-zone electric drive with excitation reversal has a speed-optimized deceleration mode due to an accurate determination of the moment when the motor's magnetic flux passes through zero. It does not require the use of a special magnetic flux sensor embedded in an electric motor, which complicates and increases the cost of construction of the latter. In addition, such an electric drive does not have an uncontrollable sub-acceleration preceding the regenerative braking mode, which improves the quality of the transient process in speed.

Claims

1. A TWO-ZONE CONTROLLED ELECTRIC DRIVE WITH EXCITATION REVERSION, comprising an electric motor and a non-reversible thyristor converter connected to the motor armature, the input of which is connected to the output of the speed regulator through the first sign matching unit, a tachogenerator connected to the control input of the feedback block between the thyristor and the electronic emitter connected and the input of the EMF controller, the input of which is connected to the output of the speed controller through the EMF master, the output is regulated and the EMF is connected to the input of the reversing thyristor converter, the output of which is connected to the excitation winding of the electric motor, and the load current direction sensor, which is related to the fact that, in order to increase the speed and improve the quality of the transition process in speed during braking, into it a logical unit, a second sign matching unit, a relay element and a NOT element are introduced, and the output of the EMF feedback block through series-connected second sign matching unit, a relay element and a NO element are connected with the first input of the logical unit, the second input of which is connected to the output of the load current direction sensor, and the output to the control inputs of the first and second sign matching units. !

2. Electric drive according to π. 1, characterized in that the logical unit is made up of four AND-NOT elements, the first inputs of the first and second AND-NOT elements connected in parallel to form the first input of the logical unit, the second input of which is formed by the second input of the first AND-NOT connected its output with the second input of the second AND-NOT element and the first input of the third AND-NOT element, the output of which, being the output of the logic block, is connected to the first input of the fourth AND-NOT element connected by its second input to the output of the second AND-NOT element a Exit - to the second input of the third AND-NOT.