SU1067579A1 - Задающее устройство дл электропривода - Google Patents

Abstract

ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее интегратор , усилит ель с двум  блокаки регулируемого ограничени  в цепи обратной св зи, к первому входу которого подключен источник задакхцего напр жени , выходной интегратор, выход которого подключен к блоку управлени  электр оприводом и к первому инвертирующему усилителю, выход которого соединен с вторым Bxqдом усилител , отличают еёс   тем, что, с целью повышени  КПД электропривода, в него введены датчик статического тока двигател , датчик магнитного потока, блок модул  з адани  предельно допустимого ускорени , блок модул  згдани  начальной скорости, блок модул  задани  максимальной скорости, подключенные к входам функционального преобразовател , последовательно соединенного с вторым инвертирующим усилителем и первым управл еАслм ключом, шунтированными вторым управл емым ключом, блок однопол рного нерегулируемого ограничени , третий инвертируюьшй усилитель, последовательно соединенные датчик скорости и блок логики, второй вход которого соединен с блоком модул  задани  начальной скорости третий вход .с выходом источника задающего напр жени , а выходов блока логики сое (Л динены с управл ющими входами первого и второго управл еАих- клк1чей, с выходы которых объединены и подключены через; интегратор и третий инвертирующий усилитель к шестому входу функционального преобразовател , и к управл ющему входу первого блока регулируемого ограничени , упра:вл к ций вход второго блоке рагулируемого ограничени  подключен к выхоо ду интегратора, в цепи обратной св зи которого включен блок однспол р ел ного нерегулируемого ограничени , а выход усилител  соединен с входом iвыходного интегратора. со

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  формировани  оптимальных тахрграмм двигател  посто нного тока независимого возбуждени  на участке ослаблени  пол . Известно устройство дл  задани  скорости двигател , содержащее операционный усилитель с двухйол рнцм ограничением в цепи обратной св зи и интегратор с парафазным выходом, соединенные последовательно и охваченные общей отрицательной обратной св зью 13. Однако данное устройство не позвол ет формировать сигнал задани  на скорость, отличный от пр молиней ного. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  задаю щее устройство дл  электропривода, содержащее интегратор, усилитель с двум  блоками регулируемого ограничени  в цепи обратной св зи, к первому входу которого подключен источ ник задающего напр жени , выходной интегратор, выход которого подключен , к блоку управлени  электроприво дом и к первому инвертирукндему усилителю , выход которого соединен с вторым входс м усилител  121. Однако известное устройство не позвол ет формировать оптимальное, с точки зрени  электрических потерь в  корной цепи, задание на скорость двигател  при ослаблении пол  двига тел , поскольку изменение скорости по закону квадратичной параболы не  вл етс  оптимальным в данном случа Оптимальное задание скорости это то которое позвол ет сфоркдаровать тахо грамму работы Электропривода, обеспечивающую при перегреве двигател  снижение электрических потерь в  ко ной цепи при увеличении времени цик ла работы на минимальную величину. Целью изобретени   вл етс  повышение КПД электропривода путем формировани  оптимального задани  скоросии . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в задающее устройство дл  электропривода, содержащее интегратор , усилитель с двум  блоками регу лируемого ограничени  в цепи обратной св зи, к первому входу которого подключен источник задающего напр жени , выходной интегратор, выход которого подключен к блоку управлени  электроприводом и к первому инвертирующему усилителю, вдход которого соединен с вторым входом усили тел  , введены датчик статического тока двигател , датчик магнитного потока, блок модул  Зсшани  предель но допустимого ускорени , блок, моду л  задани  начальной скорости, блок модул  задани  максимальной скороети , подключенные к входам функционального преобразовател , последовательно соединенного с вторым инвертирукицим усилителем и первым управл емым ключом, шунтированными вторым управл емым ключом, блок однопол рного нерегулируемого ограничени , третий инвертирующий усилитель , последовательно соединенные датчик скорости и блок логики, второй вход которого соединен с блоком модул  задани  начальной скорости, третий вход - с выходом источника задающего напр жени , а выходы блока логики соединены с управл ющими входами первого и второго управл емых ключей, выходы которых объеди- « иены и подключены через интегратор и третий инвертирукадий усилитель к шестому входу функционального преобразовател  и к управл ющек входу первого блока регулируемого ограничени , управл ющий вход второго блока регулируемого ограничени  подключен к выходу интегратора, в цепи обратной св зи которого включен блок однопол рного нерегулируе1«эго ограничени , а выход усилител  соединен с входом выходного интегратора . На ,фиг. 1 изображена блок-сХема устройства} на (г. 2 - временные диаграммы работы устройства} на фиг. 3 - один из возможных вариантов реализации блока логики, Задающее устройство дл  электропривода (фиг. 1 ) содержит интегратор 1, усилитель 2 с двум  блоками регулируемого ограничени  3 и 4 в цепи обратной св зи, к первому входу которого подключен источник задающего Нсшр жени  5, выходной интегратор 6, выход которого подключен к блоку управлени  7 электроприводом и к инвертирующему усилителю 8, выход которого соединен с вторым входом усилител ,2, датчик статического тока 9 двигател , датчик магнитного потока 10, блок модул  задани  предельно допустимого ускорени  11, блок модул  задани  начальной скорости 12, блок модул  задани  максимальной скорости 13, подключенные к входам функционального преобразовател  14, последовательно соединенного с инвертирующим усилителем. 15 и управл емым ключом 16, шунтированными управл емом ключом 17, блоч однопол рного нерегулируемого ограничени  18, инвертирующий усилитель 19, последовательно соединенные датчик 20 и блок логики 21, второй вход которого соединен с блоком модул  задани  начальной скорости 12, третий входс выходом-источника 3ajc(aK)ii(ero напр жени  5, а выходы блока логики 21 соединены с управл нхцими входами управл емых ключей 16 и 17, выходы которых объединены и подключены через .интегратор 1 и инвертирующий усилитель 19 к шестому входу функ . циональногр преобразовател  14 и к управл ющему входу блока регулируер«эго ограничени  3, управл ющий вход блока регулируемого ограничени  4 подключен к выходу интегратора 1, в цепи обратной св зи которого включен блок однопол рного нерегулируемого ограничени  18, а выход усилител  2 соединен с входом выход ного интегратора 6. В качестве блока однопол рного нерегулируемого ограничени  18 може быть применен стабилитрон. Блок логики 21 включает в себ  однопол ркые релейные элементы 22 25 (фиг, 3), причем первые два подключены к выходу источника задающего напр жени  5 (фиг, 11, а вторые два соответственно к блоку модул  з дани  начальной скорости 12 перехода к криволинейному участку тахогра мл и датчику скорости 20, к котором также подключен блок выделени  моду л  скорости ,26, последовательно сое динениый с релейным элементом 24, Выходы релейных элементов подключе-ны к логической схеме 27. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии, когда сигнал Uftx с выхода источника заданиего напр жени  5 равен нулю, функцио нальный преобразователь 14 по сигна лам от блока модул  задани  максимальной скорости 13, блока модул  задани  предельно допустимого ускор ни  11, блока модул  задани  началь ной скорости 12 перехода к кривелинейному участку тахограммы, датчика магнитного потока 10 и датчика статического тока 9 формирует отрица-. тельный по знаку сигнал вида pn-|f f|JL C- l)f Р - задание на рывок двигател  л - коэффициент; f - магнитный поток двигател ; Uc - статический момент на валу двигател ; t - ускорение двигател . Все величины в у{ авнении (1) зап саны в относительных единицах, где за базовые прин ты номинальные значени  величин. Коэффициент в уравнении (1 опре дел етс  как i O -VwuUl.nt VHiit) 2) VM-VM I f где VAj - максимальна  скорость двигател  дл  данного режима работы; наг начальна  скорость перехода , от пр моли неиного изменени  скорости к крйволинейм ному; предельно допустимое дл  двигател  ускорение. Блок логики 21 по сигналам от блока модул  задани  начальной скорости 12 перехода к криволинейному участку, датчика скорости 20 и источника задающего напр жени  5 формирует функцииуправлени  5s и У равл екых ключей 16 и 17 такие,что выход функционального преобразовател  14 через инвертирукхций усилитель 15 и управл емый ключ 16 оказываетс  подалюченным к входу интегратора 1,а управл емой ключ 17 оказываетс  разомкнут. В результате этого на выходе интегратора 1 напр жение отрицательной пол рности, представл ющее собой сигнал пропорциональный ускорению, возрастает до величины, определ емой уровнем ограничени  блока однопол рного нерегулируемого ограничени  18. Уровень ограничени  этого блока выбран таким, что его величина соответствует предельно допустимому дл  привода ускорению. Сигнал с выхода интегратора 1 поступает на блок регулируемого ограничени  4, включенного в цепь обратной св зи усилител  27 и через инвертирующий усилитель 19 на блок регулируемого ограничени  3. Кроме того, с выхода инвертирующего усилител  19 сигнал подаетс  на вход функционального гфеобразовател  14, осуществл   тем саилм положительную св зь, за счет которой в исходном положении системы Обеспечиваетс  .стабильное поддержание величины ( , Если в момент времени i.o {фиг, 2) от источника задающего напр Гжени  5 подать положительное напр жение Ujy величина которого пропорциональна величине , на вход усилител  2, то на его выходе по вл етс  сигнал задани  на ускорение , ограниченный величиной уставки, подаваемой с выхода интертирующего усилител  19 на блок регулируемого ограничени  3, Напр жение поступает на вход вьйсодного интегратора 6, на выходе которого сигнал задани  на скорость мен етс  линейно с предельно допустимым ускорением, б момент времени -fc/i значение скорости достигает величины ,при этом происходит переключение в блоке логики 21, управл емый ключ 16 размыкаетс , а управл емый ключ 17 замыкаетс . Это приводит к тому, что

выход функционального преобразовател  14 пр мо подключаетс  на вход интегратора 1, что приводит к началу формировани  на его выходе и соответственно на выходе инвертирующего усилител  19 оптимального зако на изменени  ускорени , описанного уравнением . С1) «

Таким образом, измен   уровень ограничени  на блоке регулHpyeNroro ограничени  3, на выходе усилител  2 получают оптимальный закон изменени  задани  на ускорение . , что приводит к формированию на выходе выходного интегратора 6 оптимального закона изменени  задани  на скорость V ..

В момент времвк  i сигнал на выходе инвертирующего усилител  19 достигает нулевого значени , а сигнал задани  на скорость достигает максимальной величины. При этом величина pHBKaj не достигает нулевого значени ,- однако за счет действи  блока однопол рного нерегулируемого ограничени  18 сигнал на выг ходе интегратора 1 и инвертирующего усилител  19 поддерживаетс  равным нулю, обеспечива  режим работы с установившимс  заданием на скорость на интервале Ьг. - -fcj .

В момент времени -Ьь от источника задающего напр жени  5 поступает команда на реверс. Блок логики 21 производит переключение управл емых ключей 16 и 17 (16 - замыкаетс , а 17 - размыкаетс ) и на выходе интегратора 1 происходит нарастание сигнала ускорени  по оптимальному за-т кону..Поскольку при этом на выходе усилител  2 сигнал задани  на ускорение мен ет свой знак, то вступает в действие блок регулируемого ограничени  4.. Начинаетс  процесс торможени  по оптимальной кривой.

Когда значение скорости достигает величины VHAt -(момент времени ) величина ускорени  достигает значени  пр и устройство переходит в -режим, аналогичный описанному дл  исходного состо ни , отличающийс  тем, что при этом происходит уменьшение сигнала задани  на скорость с. йредельно допустикнм замедлением до момента времени ts.

В дальнейшем работа происходит аналогично описанному выше. На интер вале -ts - i показана работа устройства без участка с установившимс  заданием на скорость, а на ийтервале -tq --fcxo - исходное .состо ние устройства.

Устройство позвол ет также производить аварийное торможение с сохранением симметричного характера кривой задани  на скорость на участке торможени . ДиаграмАю работы в .

этом рехсиме показаны на интервале

Ав

Аналогичный режим аварийного отключени , но дл  скоростей меньших t показан На интервале . .

Таким образом, устройство позвол ет формировать сигнал задани  на оптимальное изменение скорости двигател  при ослаблении пол .

Применение блока однопол рного нерегулируемого ограничени  18 в цепи обратной св зи интегратора 1 обеспечивает посто нство знаков на выходе интегратора 1 и инвертирующего усилител  19, что позвол ет поддерживать неи-зменные по знаку установки на блоках регулируемого ограничени  3 и 4. При этом обеспечиваетс  правильна  работа устройства переходе от режима задани  на разгон к режиму задани  на торможение , поскольку изменение знака ускорени  не оказывает вли ни  на работу устройства.

Дл  по снени  работы блока 21 логики на фиг. 3 приведена схема возможного выполнени  этого узла.

В исходном состо нии с выхода релейного элемента 24 на вход логической схекы 27 поступает сигналнулевого уровн  0,что формирует на ее .выходе сигнал f ) , равный 1, а на другом выхоДе логической схемы 27 сигнал %, равный О. Это состо ние сохран етс  независимо от знаков сигналов UjY и V до тех пор; пока {у} Меньше

При разгоне в положительном нгшравлении и работе.на установившейс  скорости (интервал времени :fe 4 .3) нз выходах: релейных элементов 22 и 25 сигнал 1. D момент времени -tiV, больше VhAt на илходе релейного элемента 24 по вл етс  сигнал В результате на трех входах логической схемы J7 имеем сигналы 1, что измен ет состо ние выходных сигналов логической 27, при этом 1 равно 1, а lij равно О.,

В момент времени -Ь измен етс  знак и , что вызывает по вление на выходе релейного элемента 22 сигнала О. Это вызывает переключение сигналов на выходах логической cxeivb 27 (f4 - равен О, а Ту равен 1). В момент времени -i сигнал на выходе релейного элемента 24 становитс  равным О, что, не измен ет состо ние сигналов f и Ц . При работе в противоположном направлении интервал -fc ) работа логической схемы 27 ансшогич|1а

Таким образом, за счёт формировани  оптимаспьного закона изменени 

сигнала задани  на скорость двигател  пру ослаблении пол  обеспечиваетс  снижение электрических потерь в

 корной цепи двигател , т, ё. повышение КПД электропривода .

Claims (1)

1. ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, содержащее интегратор, усилитель с двумя блоками регулируемого ограничения в цепи обратной связи, к первому входу которого подключен источник задающего напряжения, выходной интегратор, выход которого подключен к блоку управления электроприводом и к первому инвертирующему усилителю, выход которого соединен с вторым входом усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения ' КПД электропривода, в него введены датчик статического тока двигателя, датчик магнитного потока, блок моду- ля задания предельно допустимого ускорения, блок модуля задания начальной скорости, блок модуля задания максимальной скорости, подключенные к входам функционального преобразователя, последовательно соединенного с вторым инвертирующим усилителем и первым управляемым ключом, шунтированными вторым управляемом ключом, блок однополярного нерегулируемого ограничения, третий инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик скорости и блок логики, второй вход которого соединен с блоком модуля задания начальной скорости, третий вход .с выходом источника задающего напря- § жения, а выхода блока логики соединены с управляющими входами первого и второго управляемых ключей, выходы которых объединены и подключены через интегратор и третий инвертирующий усилитель к шестому входу функционального преобразователя и к управляющему входу первого блока регулируемого ограничения, управляющий вход второго блоке рёТулируемого ограничения подключен к выходу интегратора, в цепи обратной связи которого включен блок однополярного нерегулируемого ограничения, а выход усилителя соединен с входом выходного интегратора.

   SU„. 1067579