SU1163450A1

SU1163450A1 - Электропривод постоянного тока

Info

Publication number: SU1163450A1
Application number: SU833564903A
Authority: SU
Inventors: Viktor G Dryuchin; Viktor I Zhilyakov; Yurij P Samcheleev; Valerij O Kvashnin; Valerij A Oshega
Original assignee: Kommunarsk Gorno Metall Inst
Priority date: 1983-03-17
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1985-06-23

Description

Изобретение относится к автомати-, ческому управлению многоконтурными системами электроприводов и может использоваться при создании систем электроприводов в металлургии, химической промышленности, машиностроении

Цель изобретения - повышение точности регулирования параметров электропривода.

На фиг. 1 представлена блок-схема электропривода; на фиг. 2 - статические характеристики, поясняющие получение релейной характеристики с отрицательным гистерезисом.

Электропривод содержит электродвигатель 1, подключенный к управляемому преобразователю 2, в цепь управления которого включены первый элемент 3 сравнения, выход которого соединен с релейным регулятором 4 ско- ₂о рости с характеристикой, имеющей зону нечувствительности, второй элемент 5 сравнения, выход которого соединен с входом релейного регулятора 6 тока с характеристикой, имеющей зону не- ₂$ чувствительности, при этом к вычитающему входу элемента 3 сравнения подключен выход датчика 7 скорости, а к вычитающему входу элемента 5 сравнения - выход датчика 8 тока. В элект ропривод введены элементы 9 и 10 срав· ^нения, сумматоры 11 и 12, релейные элементы 13 и 14 с характеристикой, имеющей петлю гистерезиса, входы которых подключены соответственно к выходам элементов 3 и 5 сравнения, а выходы - к вычитающим входам соответственно элементов 9 и 10 сравнения, суммирующие входы которых подключены соответственно к выходам регулятора 4 скорости и регулятора 6 тока, причем выход элемента 9 сравнения соединен с вычитающим входом элемента 3 сравнения и с одним из входов сумматора 11, второй вход которог'о соединен с выходом регулятора 4 скорости, а выход - с суммирующим входом элемента 5 сравнения, выход элемента 10 сравнения соединен с вычитающими входами элементов 3 и 5 сравнения и с одним из входов сумматора 12, второй ³⁰вход которого подключен к выходу регулятора 6 тока, а выход - к управляемому преобразователю 2.

Электропривод работает следующим 55 образом.

Релейный регулятор 4 скорости и релейный регулятор 6 тока имеют стати10

15

30

35

40

45

ческую характеристику с зоной нечув ствительности.Релейные элементы 13 и 14 должны иметь статическую характе ристику с петлей гистерезиса, при этом ширина петли гистерезиса определяется величиной зоны нечувствительности (фиг. 2). Элемент 9 сравнения сравнивает сигналы, поступающие с регулятора 4 скорости и с релейного элемента 13, а элемент 10 сравнения - сигналы, поступающие с регулятора 6 тока и релейного элемента 14. Процесс сравнения этих сигналов иллюстрируется фиг. 2, где а - статическая характеристика регулятора скорости (тока), б - статическая характеристика релейных элементов 13 и 14, в - статическая характеристика участка системы между входом релейного регулятора 4 скорости (тока) и выходом элемента 13(14) сравнения; г - статическая характеристика системы между входом релейного регулятора скорости (тока и выходом сумматора. Анализ полученной статической характеристики показывает, что гармонический коэффициент передачи участка системы между входом регулятора 4 скорости (регулятором 6 тока) и выходом элемента 9 сравнения (элемента 10 сравнения) эквивалентен формально дифференцирующему звену, у которого постоянная времени нелинейна. Известно, что коэффициент гармонической линиаризации релейной характеристики с зоной нечувствительности определяется

К(АЬ

ПА I А²

а коэффициент гармонической линиаризации релейной характеристики с петлей цгистерезиса определяется _4с .. и- 4.x где Ъ -велиАсЬ

ПА¹”

чина зоны нечувствительности, с выходная величина релейного элемента,' А - амплитуда входного сигнала.

Следовательно, гармонический коэффициент передачи участка системы между входом релейного регулятора 4 скорости и выходом элемента 9 сравнения (аналогично между входом релейного регулятора 6 тока и выходом элемента 10 сравнения)

4сЬ

ПА².

определяется к(А)»

* .. _

На первые входы сумматоров 11 и

12 поступают соответственно сигналы

1163450

4

с выходов элементов 9 и 10 сравнения, а на вторые входы - сигналы с релейных регуляторов скорости 4 и тока 6, имеющих характеристику с зоной нечувствительности. При этом гармонический коэффициент передачи между входом регулятора 4 скорости (регулятора 6 тока) и выходом сумматора 11 (сумматора 12) определяется

10

яг

4с Ь ПА²

4с

ПА

К(А)«

т.е. формально эквивалентен линейному форсирующему звену, с той лишь разницей, что его параметры К и Т нелинейны. Следовательно, такое включение релейных регуляторов скорости и дополнительных релейных элементов позволяет получить статические характеристики релейных элементов с отрицательным гистерезисом на участках между входом релейного регулятора 4 скорости (релейного регулятора 6 тока) и выходом сумматора 11 (сумматора 12), а также получить сигналы, эвивалентные производной

с выхода элемента 9 сравс1+ с/(р₅-л)

нения) и производной с выхода элемента 10 сравнения). Сигналы с выходов элементов 9 и 10 сравнения поступают на вычитающий взвод элемента 3 сравнения, а с выхода элемента 10 сравнения - также на вычитающий вход элемента 1 сравнения.

До подачи сигнала задания иу релейный регулятор 4 скорости и релейный элемент 13, а также релейный регулятор 6 тока и релейный элемент 14 под действием обратных связей по производной динамической скорости и динамического тока, поступающих соответственно с выходов элементов 9 и 10 сравнения, переключаются таким образом, что на выходах сумматоров 11 и 12 происходит переключение полярности сигналов с высокой частотой, т.е. участки системы между выходом элемента 3 сравнения и выходом сумматора 11, а также между выходом элемента 5 сравнения и вькодом сумматора 12 работают в скользящем режиме. В момент подачи задающего сигнала на выходе сумматора 11 устанавливается сигнал определенной полярности, выдавая задание на релейный регулятор 6 тока. При этом на выходе сумматора 12 появляется максимальный сигнал, поступающий на

15

20

25

30

35

40

45

50

55вход управляемого преобразователя 2. Это способствует форсированному росту тока электродвигателя 1. После выхода тока на заданный уровень участок системы между выходом элемента 5 сравнения и выходом сумматора 12 совместным действием обратных связей по току с датчика 8 тока и производной динамического тока с выхода дополнительного элемента 10 сравнения, переводится в скользящий режим, стабилизируя, ток на заданном уровне. Это способствует нарастанию скорости по линейному закону. После достижения скоростью заданного уровня участок цепи между выходом элемента 3 сравнения и выходом сумматора 11 совместным действием обратных связей по скорости с датчика 7 скорости и производной динамической скорости с выхода дополнительного элемента 9 сравнения переводится в скользящий резким, обеспечивая стабилизацию скорости на заданном уровне.

При снятии задающего сигнала под действием обратной связи по скорости на выходе сумматора 11 уста навливается сигнал другой полярности, выдавая задание релейному регулятору 6 тока на торможение.

В дальнейшем работа системы аналогична описанной при разгоне. Ток и скорость двигателя стабилизируются в скользящем рёзкиме, устойчивость которого поддерживается при помощи обратных связей по производным динамической скорости и динамического тока. В результате того, что в системе организован двухкратный скользящий резким, обеспечивается высокая степень инвариантности к внешним и параметрическим возмущениям.

Аналогично можно построить систему управления электроприводом в случае, если релейные регуляторы скорости и тока имеют характеристики типа "петля гистерезиса". В этом случае устройство дополнительно снабжается релейными элементами с характеристиками типа "зона нечувствительностй", входы которых подключены соответственно к входам релейных регуляторов скорости и тока, а выходы подключены на суммирующие входы дополнительных элементов сравнения, вычитающие входы

I

1163450

которых подключены соответственно к выходам релейного регулятора скорости и тока. В остальном построение системы управления электрочприводом аналогично вышеуказанному.

I

Таким образом, изооретение позволяет при неидеальных релейных

регуляторах организовать предельный скользящий режим, а обратные связи по производным динамической скорости и динамического тока обес

5 печивают его устойчивость. Благодаря этому система обеспечивает высокую точность н статическом и динамическом режимах.

1163450

Claims

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель, подключенный к управляемому преобразователю, в цепь управления которого включены первый элемент сравнения, выход которого соединен с релейным регулятором скорости с характеристикой, имеющей зону нечувствительности, второй элемент сравнения, выход которого соединен с входом релейного регулятора тока с характеристикой, имеющей зону нечувствительности,при этом к вычитающему входу первого элемента сравнения подключен выход датчика скорости, а к вычитающему

входу второго элемента сравнения выход датчика тока, отличающ и,й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования параметров электропривода, в него введены третий и четвертый элементы сравнения, два сумматора и два релейных элемента с характеристикой, имеющей петлю гистерезиса, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов сравнения, а выходы - к вычитающим входам соответственно третьего и четвертого элементов сравнения, суммирующие входы которых подключены соответственно к выходам регулятора скорости и регулятора тока, причем выход третьего элемента сравнения соединен с вычитающим входом первого элемента сравнения и одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом регулятора скорости, а выход - с суммирующим входом второго элемента сравнения, выход четвертого элемента сравнения соединен с вычитающими входами первого и второго элементов сравнения, с одним из входов второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу регулятора тока, а выход - к управляемому преобразователю.

5Ц ,1163450

1

1163450