SU1096745A1 - Электропривод посто нного тока с двухзонным регулированием частоты вращени - Google Patents

Abstract

, 1977, с.10 -12. 2.Вапдырев А.С. и. др. Опыт внедрени  электропривода посто нного тока с реверсом пол  возбуждени .- , В кн.Автоматизированный электропривод , Бып. 2, 1978, с. 64 - 72. 3.Авторское свидетельство СССР 904169, кл. Н 02 Р 5/06, 1980.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержа1:;ий электродвигатель , подключенный к  корной цепи электродвигател  нереверсивный преобразователь, в цепь управлени  которого введены последовательно включенные задатчик интенсивности, регул тор частоты вращени , управл емлй ключ, блок выделени  модул  и «регул тор тока  кор , реверсивный преобразователь в цепи возбуждени  двигател , в цепь управлени  которого включен регул тор тока возбуждени . подключенные к входам соответствующих регул торов датчики частоты вращени , тока  кор  и тока возбуждени , а также два знакочувствительных релейных элемента, вход первого из которых подключен к выходу регул тора частоты вращени , а вход второго - к выходу датчика тока возбуждени , два логических элемента И и логический элемент ИЛИ, при этом два выхода каждого знакочувствительного релейного элемента подключены к входам двух логических элементов И, выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого ключа, отличаS ющийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  электропривода, в него введены операционный усилител с двум  цеп ми обратной св зи, одна из которых содержит резистор, а друга  - последовательно соединенные а резистор и конденсатор, управл емый переключатель, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и блок задержки, при этом операционный усилитель включен между первым управ0 л емым ключом и блоком выделени  модул , управл емый переключатель 4 СЛ включен последовательно в две цепи обратной св зи операционного усили ( тел , причем выходы каждого из знакочувствительных элементов подключены также к входам двух введенных логических элементов И, соединенных своими выходами с входами логического, элемента ИЛИ, выход которогоВ свою очередь через блок задержки св зан с управл ющим входом управл емого переключател .

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического управлени  реверсивными электроприводами Тока, работающими в режимах частот пусков и торможений.

К таким электроприводам относ тс , например, электроприводы буровы лебедок установок глубокого бурени  В приводе таких механизмов находит применение электропривод с нереверсивным тиристорным преобразователем в силовой цепи, .в котором изменение направлени  вращени  осуществл етс  по цепи возбуждени  двигател .

Известен электропривод посто нного тока с двухзонным регулированием и реверсом пол  -двигател , система управлени  которым выполнена по принципу подчиненного регулировани  и содержит контур рёгулировани  ток  кор  с регул тором и датчиком тока  кор , контур регулировани  частоты вращени  с регул тором и датчиком частоты вращени  и контур регулировани  тока возбуждени  с регул тором и датчиком тока возбуждени . В св зи с особенност ми электропривода с реверсом пол  двигател  в систему управлени  введен блок выделени  модул  сигнала на выходе регул тора частоты вращени . Задающий сигнал на вход регул тора тока возбуждени  поступает с вызова регул тора частоты вращени , а его знак формируетс  с помощью релейног элемента. Блокирование тока  кор  в тех случа х, когда при имеющемс  направлении потока не может быть создан момент требуемого направлени , осуществл етс  с помощью ключе вого элемента и управл ющего им релейного элемента, который определ е знак тока возбуждени  двигател . Кроме того, в электропривод введена цепь гибкой обратной св зи по напр жению , подключенна  к входу регул тора тока  кор , котора  предназначена дл  компенсации внутренней обратной св зи по ЭДС двигател , чт благопри тно сказываетс  на формировании тока  кор  в переходных процессах , св занных с реверсом и тормжением 1 ,

Однако наличие дополнительного контура параллельной коррекции усложн ет наладку электропривода.

Известен также электропривод с двухзонным регулированием частоты вращени  и последовательно включенными регул тором частоты вращени , регул тором тока  кор  и регул торо напр жени  в цепи управлени  нереверсивного преобразовател , питающего  корную цепь двигател , а также регул тор тока возбуждени , включенный в цепь управлени  реверсивным преобразователем. Дополнителный контур регулировани  напр жени 

обеспечивает стабильную работу системы в режиме прерывистых токов. Токоограничение при разгоне, реверсе и торможении электропривода осуществл етс  функциональным ограничителем , воздействующим на задатчик интенсивности, который включен на выходе регул тора частоты вращени . Участие задатчика интенсивност в работе электропривода в режимах разгона электропривода оправдано при необходимости ограничивать скорость нарастани  сигнала задани  тока  кор  при пуске по услови м коммутации. Если этого не требуетс  то наличие задатчика интенсивности приводит к снижению быстродействи  электропривода t2J.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электропривод посто нного тока с двухзонным регулированием частоты вращени  содержащий питающий  корную цепь электродвигател  нереверсивный преобразователь , в цепь управлени  которого введены последовательно включенные задатчик интенсивности, регул тор частоты вращени , управл емый ключ, блок выделени  модул  и регул тор тока  кор , реверсивный преобразователь в цепи возбуждени  двигател , в цепь управлени  которого включен регул тор тока возбуждени , подключенные к входам соответствую1ЦИХ регул торов датчики частоты вращени , тока  кор  и тока возбужд ни , а также два знакочувствительны релейных элемента, вход первого из которых подключен к выходу регул тора частоты вращени , а вход второго - к выходу датчика тока возбуждени , два лотических элемента И и логический элемент ИЛИ, при этом два выхода каждого знакочувствительного релейного элемента подключены к-входам двух логических элементов И, выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого ключа.

С целью увеличени  срока служьь электродвигател  и повышени  надежности в электропривод дополнительно введены два задатчика интенсивности два звена подзар да и два ключа, которые управл ютс  блоком управлени  реверсом. Задатчики интенсивности включены между регул тором частоты вращени  и регул тором тока  кор  и предназначены дл  ограничени  скорости изменени  задающе17о сигнала на входе регул тора .тока  кор  в переходных режимах C3J.

Оба задатчика интенсивности участвуют в работе электропривода как в режиме пуска, так и при реверсе и торможении. Если по услови м

коммутации необходимо ограничивать скорость нарастани  сигнала задани  тока  кор  при пуске, то эта мера  вл етс  оправданной, однако дл  электропривода.буровой лебедки ограничивать производную тока  кор  при пуске не требуетс . Это объ сн етс  тем, что получаемые без дополнительного ограничени  производные меньше допустимых по услови м коммутации . Поэтому в случае применени  рассматриваемого электропривода перходные процессы при пуске будут зат нуты без надобности, что приведет к заметному снижению производительности механизма.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  электропривода.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электропривод посто нног тока с двухзонным регулированием частоты вращени , содержащий электрдвигатель , подключенный к  корной цепи электродвигател  нереверсивный преобразователь, в цепь управлени  которого введены последовательно включенные задатчик интенсивности, регул тор частоты вращени , управл емый ключ, блок выделени  модул  и регул тор тока  кор , реверсивный преобразователь в цепи возбуждени  двигател , в цепь управлени  которого включен регул тор тока возбуждени , подключенные к входам соответствующих регул торов датчики частот вращений, тока  кор  и тока возбуждени , а также два знакочувствительных релейных элемента, вход первого из которых подключен к выходу регул тора частоты вращени , а вход второго - к выходу датчика тока возбуждени , два логических элемент И и логический элемент ИЛИ, при этом два выхода каждого знакочувствительного релейного элемента подключены к входам двух логических элементов И, выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющиЛ входом управл емого ключа введены операционный усилитель с двум  цеп ми обратной св зи, одна из которых содержит резистор, а друга  - последовательно соединенны резистор и конденсатор, управл емый переключатель, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и блок задержки, при этом операционный усилитель включен между первым управл емым ключом и блоком выделени  модул , управл емый переключатель включен последовательно в две цепи обратной св зи операционного усилител , причем выходы каждого из знакочувствительных элементов подключены также к входам двух введенных логических элементов И, соединенных своими выходами с входами логического элемента ИЛИ, выход которого в свою очередь через блок задержки св зан с управл ющим входо управл емого переключател .

На чертеже изображена блок-схема электропривода.

Электропривод содержит питающий

 корную цепь электродвигател  1 нереверсивный преобразователь 2, в цепь управлени  которого введены последовательно включенные задатчик 3 интенсивности, регул тор 4 частот вращени , управл емой ключ 5, блок 6 вьщелени  модул  и регул тор 7 тока  кор , реверсивный преобразователь 8, к которому подключена обмотка 9 возбуждени  электродвигател  1, и в цепь управлени  которого включен регул тор 10 тока возбуждени , подключенные к входам соответствующих регул торов датчик 11 частты вращени  (тахогенератор, датчик 12 тока  кор  и датчик 13 тока возбуждени , а также два знакочувствительньох релейных элемента 14 и 15. Вход релейного элемента 14 подключе к выходу регул тора 4 частоты вращени , а ВХОД релейного элемента 15 к выходу датчика 13 тока возбуждени Электропривод содержит также ло гические элементы И 16 и 17 и логический элемент ИЛИ 18, при этом выходы знакочувствительных релейных элементов 14 и 15 подключены к входам логических элементов И 16 и 17, выходы которых в свою очередь соединены с входами логического элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с управл ющим входом управл емого ключа 5. В электропривод введены операционный усилитель 19 с двум  цеп ми обратной св зи, одна 20 из которых содержит резистор, а друга  21 - последовательно соединенные резистор и конденсатор, управл емый переключатель 22, логические элементы И 23 и 24, логический элемент ИЛИ 25 и блок 26 задержки, при этом операционный усилитель 19 включен между управл емлм ключом 5 и блоком 6 выделени  модул , управл емый переключатель 22 включен последовательно в две цепи обратной св зи операционного усилител , причем выходы знакочувствительных релейньис элементов 14 и 15 подключены также к входам логических элементов И 23 и 24, соединенных своими выходами с входамилогического элемента ИЛИ 25, выход которого, в свою очередь, через блок 26 задержки св зан с управл ющим входом управл емого переключател  22. Датчики 12 и 13 тока  кор  и тока возбуждени  подключены к шунтам 27 и 28.

Электропривод работает следующим образом. Пусть пол рность сигнала на выхо . р,е задатчика 3 интенсивности такова , что на выходе регул тора 4 час тоты вращени  по вл етс  сигнал положительной пол рности, который задает ток возбуждени  также положительной пол рности. При этом на первом выходе знакочувствительного релейного элемента 14 по вл етс  сигнал логической единицы, а на втором, - нул , на первом выходе :знакочувствительного релейного эле мента 15 по вл етс  сигнал логичес кой единицы, а на втором - нул . Соответственно на выходе логическог элемента И 16 имеетс  сигнал логиче кого нул , на выходе логического элемента И 17 - сигнал логической единицы, на выходах третьего 23 и четвертого 24 логических элементо И, второго логического элемента ИЛИ 25 и блока 26 временной задержк имеютс  сигналы логического нул . Благодар  этому управл емый ключ 5 за1 ыкаетс , а переключатель 22 нахо дитс  в положении, когда в обратную св зь.20 операционного усилител  19 включен резистор. Электропривод разгон етс  с максимально допустимым ускорением и работает в двигательном режиме в первом квадранте механической харак теристики. Работа в двигательном режиме в третьем квадранте механической характеристики определ етс  отрицательной пол рностью сигнала на выходе регул тора 4 частоты вращени  и отрицательной пол рностью тока возбуждени , что приводит к по влению сигнала логической единиц на выходах элементов 16. и 18 и логи ческого нул  на выходах логических элементов LI,23 - 25 и блока 26 задержки . При этом ключ 5 также замкнут , а переключатель 22 находитс  в положении, когда в цепь обратной св зи 20 усилител  19 включен рези тор. Таким образом, как в первом, та и в третьем квадрантах темп разгон электропривода определ етс  характе ром изменени  сигнала на выходе задатчика 3 интенсивности. Рассмотрим работу электропривод при торможении. Пусть электропривод работает в первом квадранте механической хара теристики. Изменение сигнала задан частоты вращени  до нул  приводит к тому, что пол рность сигнЕша на выходе регул тора 4 частоты вращени  измен етс  с положительной на отрицательную. Величина этого сигнала максимальна и равна уровню ограничени  регул тора 4. Сигнал с выхода регул тора 4 частоты вращени  подает команду на реверсирование тока возбуждени  двигател . В течение промежутка времени, когда ток возбуждени  двигател  уменьшаетс  до нул , пол рность сигналов на входе знакочувствительных релейных элементов 14 и 15 такова, что на выходе первого элемента ИЛИ 18 по вл етс  сигнал логического нул , а на выходе блока 26 задержки логической единицы. При этом ключ 5 размыкаетс , а переключатель 22 переходит в положение , когда в цепь обратной св зи усилител  19 включаетс  параллельна  цепь 21. Начинаетс  бестокова  пауза , котора  длитр  до тех пор, пока ток возбуждени  не измен ет пол рность на отрицательную, соответствующую пол рности сигнала на выходе регул тора 4 частоты вращени . Пол рность сигналов на входе знакочувствительных релейных элементов 14 и 15 такова, что по вл етс  сигнал логической единицы на выходе элемента ИЛИ 18, а сигнал логического нул  на выходе элемента ИЛИ 25. При этом ключ 5 замыкаетс , а переключатель 22 в течение времени задержки блока 26 остаетс  в прежнем положении. Поэтому скорость изменени  задающего сигнала на входе регул тора 7 тока  кор  определ етс  посто нной времени цепи 21, включенной в обратную св зь усилител  19. Благодар  этому осуществл етс  ограничение производной тока  кор  двигател . Якорный преобразователь плаЪно переходит в инверторный режим, а электропривод работает в режиме рекуперативного торможени  до полной остановки. Режим, св занный с реверсом направлени  вращени ,отличаетс  от рассмотренного режима торможени  только тем, что привод не останавливаетс , а разгон етс  в противоположном направлении до заданного значени  частоты вращени . Предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности электропривода с реверсом пол  двигател  за счет более интенсивного разгона при пуске.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВУХЗОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащий электродвигатель, подключенный к якорной цепи электродвигателя нереверсивный преобразователь, в цепь управления которого введены последовательно включенные задатчик интенсивности, регулятор частоты вращения, управляемой ключ, блок выделения модуля и «регулятор тока якоря, реверсивный преобразователь в цепи возбуждения двигателя, в цепь управления которого включен регулятор тока возбуждения. подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики частоты вращения, тока якоря и тока возбуждения, а также два знакочувствительных релейных элемента, вход первого из которых подключен к выходу регулятора частоты вращения, а вход второго - к выходу датчика тока возбуждения, два логических элемента И и логический элемент ИЛИ, при этом два выхода каждого знакочувствительного релейного элемента подключены к входам двух логических элементов И, выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, о т л и ч а- § ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода, в него введены операционный усилител с двумя цепями обратной связи, одна из которых содержит резистор, а другая - последовательно соединенные g резистор и конденсатор, управляемый переключатель, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и блок задержки, при этом операционный усилитель включен между первым управляемым ключом и блоком выделения модуля, управляемый переключатель включен последовательно в две цепи обратной связи операционного усилителя, причем выходы каждого из ’ знакочувствительных элементов подключены также к входам двух введенных логических элементов И, соединенных своими выходами с входами логического, элемента ИЛИ, выход которого в свою очередь через блок задержки связан с управляющим входом управляемого переключателя.