SU1226600A1 - D.c.electric drive - Google Patents

D.c.electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1226600A1
SU1226600A1 SU843769432A SU3769432A SU1226600A1 SU 1226600 A1 SU1226600 A1 SU 1226600A1 SU 843769432 A SU843769432 A SU 843769432A SU 3769432 A SU3769432 A SU 3769432A SU 1226600 A1 SU1226600 A1 SU 1226600A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
speed
output
amplifier
unit
integrator
Prior art date
Application number
SU843769432A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Казанцев
Владимир Илларионович Петренко
Original Assignee
Пермский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермский политехнический институт filed Critical Пермский политехнический институт
Priority to SU843769432A priority Critical patent/SU1226600A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1226600A1 publication Critical patent/SU1226600A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах регулировани  скорости электроприводов, имеющих широкий диапазон изменени  момента инерции. Цель изобретени  - формирование оптимальных по быстродействинэ переходных процессов при изменении параметров электропривода.Электропривод содержит электродвигатель I, преобразователь 2,регул тор скорости З.задатчик интенсивности 4, выполненный в виде усилител -ограничител  5. Введение интегратора 6 с блоком ограничени  7, регул тора тока 8 и регул торов датчика 9 и 10 скорости и тока, управл емого ключа 1I, интегратора 12 со сбросом, блока выделени  модул  13, масштабного усилител  14, блока умножени  , дифференцирующего звена 16, нуль-органа 17 и датчика режима ограничени  18 позвол ет получить, при неизменной структуре, регул торов и изменении параметров системы быстро- действзтощие переходные процессы. Электропривод  вл етс  инвариантным к изменению параметров, в частности момента инерции. 3 ил. с (Л ND IC э: о:The invention can be used in speed control systems for electric drives having a wide range of inertia variations. The purpose of the invention is the formation of optimal speed transients when changing parameters of the electric drive. The electric drive contains an electric motor I, a converter 2, a speed controller Z. intensity indicator 4, made in the form of an amplifier-limiter 5. Introduction of an integrator 6 with a block of limitation 7, a current regulator 8 and speed and current controllers 9 and 10, a control key 1I, an integrator 12 with a reset, a module allocation module 13, a scale amplifier 14, a multiplication unit, a differentiator, 16, zero-org 17 and the restriction mode permits the sensor 18 to receive, at a fixed structure, regulators and quick-change system parameters deystvztoschie transients. The drive is invariant to changes in parameters, in particular, the moment of inertia. 3 il. c (ldd ic u: o:

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводам посто нного тока, и может быть использовано в системах регулировани  скорости электроприводов,имеющих широкий диапазон изменени  момента инерции.The invention relates to electrical engineering, in particular to direct current drives, and can be used in speed control systems for electric drives that have a wide range of inertia changes.

Цель изобретени  - формирование оптимальных по быстродействию пере- ходньк процессов при изменении параметров электропривода.The purpose of the invention is the formation of speed-optimal transition processes when changing parameters of the electric drive.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема злектропривода; на фиг. 2 кривые переходных процессов при скачке задани  скорости (ток  кор  не выходит на режим ограничени ) ; на фиг. 3 - то же (ток  кор  выходит на режим ограничени ).FIG. 1 shows a functional diagram of the electric drive; in fig. 2 curves of transients at a speed reference jump (the current of the core does not enter the limiting mode); in fig. 3 - the same (the current cor goes to the limiting mode).

Электропривод (фиг. I) содержит электродвигатель 1 посто нного то-г ка, подключенный к заправл емому преобразователю 2, в цепь управлени  которого включены последовательно соединенные регул тор 3 скорости, задатчик 4 интенсивности, выполнен- ньш в виде последовательно соединенных усилител -ограничител  5 и интегратора 6 с блоком 7 ограничени  в цепи обратной св зи, и регул тор тока, а также подключенные к входам соответствующих регул торов датчики 9 и 10 скорости и тока соответственно . Кроме того, содержит последовательно соединенные управл емый ключ 11, интегратор 12 со сбросом и блок 13 выделени  модул , а также масштаный усилитель 14, блок 15 умножени  дифференцирующее звено 16,, нуль-орган 17 и датчик 18 режима ограничени , вход которого подключен к блоку 7 ограничени , а выход х входу управлени  управл емого катюча I 1 , выходы дифференцирующего звена 16 и блока 13 вьщелени  модул  соединены с входами блока 15 умножени , выход которого через масштабный усилитель 14 подключен к входу задат- чика 4 интенсивности, цепь сброса ) на нуль интегратора 12 со сбросом через нуль-орган 17 св зан с выходом дифференцирующего звена 6s а вход управл емого ключа 11 соединен с выходом усилител -ограничител  5 задатчика 4 интенсивности.The electric drive (Fig. I) contains a electric motor 1 of constant current connected to a charged converter 2, into the control circuit of which serially connected speed controller 3 is connected, intensity set 4, made in the form of serially connected amplifier limiter 5 and integrator 6 with block 7, limitations in the feedback circuit, and a current regulator, as well as speed and current sensors 9 and 10, connected to the inputs of the corresponding regulators, respectively. In addition, it contains a serially connected controllable key 11, an integrator 12 with a reset, and a module allocation unit 13, as well as a scaled amplifier 14, a multiplication unit 15, a differentiator 16, a null organ 17, and a restriction mode sensor 18, the input of which is connected to the unit 7, and the outputs x of the control input of the controlled Katiuchi I 1, the outputs of the differentiating link 16 and the block 13 of the module's section are connected to the inputs of the multiplication unit 15, the output of which is connected via the scale amplifier 14 to the input of the intensity setting 4 An integrator 12 with a null-reset 17 is connected to the output of the differentiating link 6s, and the input of the control key 11 is connected to the output of the amplifier-limiter 5 of the intensity adjustor 4.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

В установившихс  (квазиустановив шихс ) режимах работы электроприводIn established (quasi-installed shihs) operating modes of the electric drive

266002266002

сигнал 9 задани  скорости равен сигналу датчика 9 скорости электродвигател . Поскольку скорость электродвигател  не-мен етс , тоThe speed reference signal 9 is equal to the signal of the motor speed sensor 9. Since the speed of the motor is non-variable,

5 сигнал на выходе дифференцирующего звена 16 равен нулю и нуль-орган 17 сбрасьшает напр жение интегратора 12 на нуль. Выходные напр жени  блока 13 выделени  модул , блока 15 ножёни  и масштабного усилител  14 также равны нулю. Среднее значение напр жени  на выходе усилител -ограничител  5 равно нулю, а напр жение на выходе интегратора 6 равно напр  5 жению датчика 10 тока  кор  и определ етс  величиной статической нагрузки на валу двигател . Выходное напр жение регул тора 8 тока  кор  (структура регул тора может быть5, the signal at the output of differentiating element 16 is zero and the null organ 17 drops the voltage of integrator 12 to zero. The output voltages of the module allocation unit 13, the blade unit 15 and the scale amplifier 14 are also zero. The average value of the voltage at the output of the amplifier-limiter 5 is zero, and the voltage at the output of the integrator 6 is equal to the voltage of the core current sensor 10 and is determined by the static load on the motor shaft. The output voltage of the regulator 8 of the core current (the structure of the regulator can be

20 ПИ, IlHDi или релейна ) преобразуетс  управл емым преобразователем 2 в напр жение на  коре электродвигател  1 .20 PI, IlHDi or relay) is converted by controlled transducer 2 to the voltage on the core of electric motor 1.

При изменении сигнала задани When the signal changes

скорости (например, скачком) на выходе П-регул тора скорости по вл етс  сигнал, пропорциональный отклонению скорости от заданного значени  speed (e.g., a jump) at the output of the P-speed controller, a signal appears proportional to the speed deviation from the setpoint

30 11рс Крс () ;,30 11rs Crc ();,

где К 1 - коэффициент передачиwhere K 1 - transfer coefficient

S П-регул тора; отклонение скорости от заданного значени .S P-regulator; speed deviation from a given value.

Уси.питель-ограничитель 5 насьш1а- етс  на уровне, пропорциональном максимально допустимой производной тока  кор , выходной сигнал интегра- тора 6 линейно во времени нарастает и преобразуетс  регул тором 8 тока  кор  в изменение напр жени  на  коре , причем такое, что ток  кор  в переходном процессе отслеживает сиг- нал его задани , формируюемый задат- чиком 4 интенсивности тока  кор .Wuxi limiter 5 lies at a level proportional to the maximum permissible derivative of the current core, the output signal of the integrator 6 linearly increases in time and is converted by the current regulator 8 of the core to a change in the voltage on the core. The transient process tracks the signal of its task, which is formed by the setting unit 4 of the current intensity of the core.

Скорость электродвигател  измен етс  в соответствии с выражениемThe speed of the motor varies according to the expression

; 4-J4-- c),5i,;- - :,; 4-J4-- c), 5i,; - -:,

где , -- .начальное (установившеес ) значение скорости;where is the initial (steady) speed value;

Т; - посто нна  времени пускаT; - constant start time

(g

i i

MHMH

, j - момент инерции , «ц, Мц - номинальные, j - the moment of inertia, "C, MC - nominal

3 3

скорость и момент электродвигател ) ; Т - посто нна  времени задатчика 4 интенсивности. Поскольку изменение статической нагрузки ij, в течение данного переходного процесса несущественно, то сигнал на выходе регул тора 3 скорости измен етс  в функцииmotor speed and torque); T - constant setpoint time 4 intensity. Since the change in the static load ij, during this transient process is not significant, the signal at the output of the speed controller 3 changes as a function

1one

РС RS

1one

о 2Tj Ъ  about 2tj b

.., ..,

Сл  Sl

- ОТ от-т - FROM ot-t

/.Ij 1,л/.Ij 1, l

где начальное отклонение сигнала задани скорости от установившегос  значени where the initial deviation of the speed reference signal from the set value

0На выходе масштабного усилител  14 формируетс  напр жение.0 A voltage is formed at the output of the scale amplifier 14.

UA.y к. udt/,UA.y to. Udt /,

где К„ - коэффициент передачи масштабного усилител ; - - производна  скорости, измер ема  дифференцирующим звеном 16;where K „is the transmission coefficient of the scale amplifier; - - derivative of speed, measured by differentiating element 16;

и - напр жение на выходе усилител -ограничител  5 относительное значение этог напр жени  ограничено на уровне +1).and - the voltage at the output of the amplifier-limiter 5, the relative value of this voltage is limited to +1).

Приращение тока  кор  в данном переходном процессе определ етс  вражениемThe increment of the core current in this transient is determined by the enemy

i -/T-Jt ;f-t.i - / T-Jt; f-t.

- yi , и- yi, and

Производна  скорости двигател  имеет видDerivative speed of the engine is

-t. -t.

S С учетом двух последних выраженийS Given the last two expressions

напр жение на выходе масштабного усилител  14 можно записать в следующем виде:The voltage at the output of the scale amplifier 14 can be written as follows:

1 212

Таким образом, если выбрать К 0,5, то при з еньшении выходного сигнала регул тора 3 скорости до. значени  U 0,55 отклонение скорости от установившегос  значени  составл ет половину от начального 5 и выходное напр жение Up регул тора 3 скорости становитс  равным напр жению и„м масштабного усилител  14, При этом происходит изменени знака сигнала на входе задатчика 4 интенсивности тока  кор  и ток  корThus, if you choose K 0.5, then when reducing the output signal of the controller 3 speed to. the value of U 0.55 speed deviation from the steady-state value is half from the initial 5 and the output voltage Up of the speed regulator 3 becomes equal to the voltage and m of the scale amplifier 14. At the same time, the sign of the signal at the input of the unit 4 of the core current intensity 4 changes cor current

266004266004

начинает снижатьс  по линейному закону (фиг., 2, крива  19). Отклонение скорости электродвигател  о заданного значени  (фиг. 2, кри- . 5 ва  20) и напр жение на выходе масштабного усилител  14 (фиг. 2, крива  21) MOHOTOHHq снижаютс  до нул .begins to decrease linearly (Fig. 2, curve 19). The deviation of the motor speed is about a predetermined value (Fig. 2, curve - 5 va 20) and the voltage at the output of the scale amplifier 14 (Fig. 2, curve 21). MOHOTOHHq decreases to zero.

Если момент инерции механизма 10 измен етс , например увеличилс , то при скачке задани  скорости скорость двигател  нарастает медленнее и ошибка по скорости уменьшаетс  медленнее (фиг. 2, крива  22). Ток  кор  15 (фиг. 2, крива  23) нарастает по линейному закону до тех пор, пока напр жение масштабного усилител  1 4 (фиг. 2, крива  24) не станет равным напр жению регул тора скорости 3. 20 Затем напр жение усилител -ограничител  5 смен ет знак и ошибка регулировани  скорости монотонно устремл етс  к нулю.If the moment of inertia of mechanism 10 changes, for example, it increases, then when the speed setting jumps, the engine speed increases more slowly and the speed error decreases more slowly (Fig. 2, line 22). The current cor 15 (Fig. 2, curve 23) increases linearly until the voltage of the scale amplifier 1 4 (Fig. 2, curve 24) becomes equal to the voltage of the speed controller 3. 20 Then the voltage of the amplifier - limiter 5 changes the sign and the speed control error monotonously rushes to zero.

Таким образом, независимо от ве- 25 личины момента инерции электропривода переходные процессы в системе остаютс  оптимальными по быстродействию при заданном ограничении на производную тока  кор , определ емом JQ посто нной времени Тц задатчика 4 интенсивности тока  кор . Если задатьс  другим значением Т, например меньшим, то переходные процессы протекают быстрее, но их характер остаетс  оптимальным по быстродействию, Это объ сн етс  тем, что поверхность переключени  усилител -ограничител  5 не зависит от параметров Т: и Tj, системы электропривода (эти параметры не вход т в выражение дл  сигналов регул тора 3 скорости Up Kpj (-5-) и масштабного усилител  14 U,jj K,.Thus, regardless of the magnitude of the moment of inertia of the electric drive, transient processes in the system remain optimal in speed with a given limitation on the derivative of the current cor, defined by JQ constant time Tc of the unit 4 of the current intensity cor. If set with another value T, for example, smaller, then transients proceed faster, but their character remains optimal in speed. This is due to the fact that the switching surface of the amplifier-limiter 5 does not depend on the parameters T: and Tj, the drive system not included in the expression for the signals of the regulator 3 of the speed Up Kpj (-5-) and the scale amplifier 14 U, jj K ,.

Если ступенчатое приращение сиг- 5 нала задани  скорости достаточно велико, что ток  кор  достигает в переходном процессе максимально возможного значени  Л , определ емого услови ми коммутации электродвига- 0 тел  (фиг. 3, крива  25), то датчик 18 режима ограничени  вырабатьшает сигнал, размыкающий управл емьш ключ 11. При этом напр жение на выходе интегратора 12 со сбросом запо- 5 минаетс . Поскольку ток  кор  в интервале времени tj...t2 остаетс  неизменным , то производна  скорости электродвигател , измер ема  диффе5If the step increment of the speed reference signal is high enough that the core current reaches the maximum possible value of L in the transient process, determined by the conditions of the electric motor switching - 0 bodies (Fig. 3, curve 25), the sensor 18 of the limiting mode produces a signal disconnecting control key 11. In this case, the voltage at the output of the integrator 12 with a reset is remembered. Since the current cor in the time interval tj ... t2 remains unchanged, then the derivative of the motor speed measured by the differential

00

5151

рейдирующим звеном 16,  вл етс  посто нной , и ошибка по скорости, (фиг. 3, крива  26) спадает по линейному закону. Таким образом напр жени  на выходе блока 15 умножени  и масштабного усилител  14 на отрезке времени tj.-.t остаютс  неизменными (фиг. 3, крива  27). Как только напр жение регул тора 3 скорости станет равным напр жению масштабного усилител  14 (фиг. 3, кривые 26 и 27, момент времени t), ток  кор  начинает уменьшатьс , отклонение скорости от заданного значени  монотонно устремл етс  к ну- лю.the raiding link 16 is constant, and the error in speed (Fig. 3, curve 26) decreases linearly. Thus, the voltages at the output of multiplier 15 and scale amplifier 14 over time tj .-. T remain unchanged (Fig. 3, curve 27). As soon as the voltage of the speed regulator 3 becomes equal to the voltage of the scale amplifier 14 (Fig. 3, curves 26 and 27, time t), the current of the core begins to decrease, the speed deviation from the predetermined value monotonically rushes to zero.

С целью исключени  накоплени  ошибки интегратора его напр жение обнул етс  при нулевых значени х производной скорости, т.е. в уста- новивпшхс  (квазиустановившихс ) режимах.In order to avoid accumulation of an integrator error, its voltage is zeroed at zero values of the derivative of the velocity, i.e. in the installation of (quasi-established) modes.

Изобретение позвол ет получить при неизменной структуре регул торов и изменении параметров системы (момента инерции, посто нной времени задатчика интенсивности тока  кор ) оптимальные по быстродействию переходные процессы с учетом наложенных ограничений на координаты управлени , ток  кор  и его производную . В рассматриваемом электроприводе алгоритм управлени  не требует знани  параметров электропривода , в частности момента инерции, т. е. электропривод  вл етс  инвариантным к изменению параметров .The invention allows, with a constant controller structure and a change in the system parameters (inertia moment, constant setting time of the current intensity core), transient processes that are optimal in response to the constraints imposed on the control coordinates, current cor and its derivative. In the electric drive under consideration, the control algorithm does not require knowledge of the parameters of the electric drive, in particular, the moment of inertia, i.e., the electric drive is invariant to change the parameters.

10ten

22660062266006

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель посто н5 ного тока, подключенный к управл емому преобразователю, в цепь управлени  которого включены последовательно соединенные регул тор скорости , задатчик интенсивности, вьшолнен- ный в виде последовательно соединенных усилител -ограничител  и интегратора с блоком ограничени  в цепи обратной св зи, и регул тор тока, а также подключенные к входам соответ 5 ствующих регул торов датчики скорости и тока, отличаюш;ийс  тем, что, с целью формировани  оптимальных по быстродействию переходных процессов при изменении параметровA DC motor that contains a DC motor connected to a controlled converter, the control circuit of which includes serially connected speed controller, an intensity control unit, implemented as a series-connected limiting amplifier and integrator with a limiting unit in the reverse circuit. connections, and a current regulator, as well as speed and current sensors connected to the inputs of the corresponding 5 regulators, are distinguished by the fact that, in order to form optimal ystviyu transients when the parameters 2® электропривода, в него введены последовательно соединенные управл емый ключ, интегратор со сбросом и блок выделени  модул , а также масштабный усилитель, а блок умножени ,2® of the electric drive, a sequentially connected control key, an integrator with a reset, and a module allocation unit, as well as a scale amplifier, and a multiplication unit, дифференцирующее звено, нуль-орган и датчик режима ограничени , вход которого подключен к упом нутому блоку ограничени , а выход - к входу управлени  управл емого ключа, выходы the differentiating element, the null organ and the restriction mode sensor, the input of which is connected to the said restriction unit, and the output to the control input of the controllable key, the outputs 30 дифференцирующего звена и блока выделени  модул  соединены с входами блока умножени , выход которого через масштабный усилитель подключен к входу задатчика интенсивности, цепь30 of the differentiating link and the module allocation unit are connected to the inputs of the multiplication unit, the output of which is connected to the intensity setting unit through a scale amplifier, 35 сброса на нуль интегратора со сбросом через нуль-орган св зана с выходом дифференцирующего звена, а вход управл емого ключа соединен с выходом усилител -ограничител  задатчика интенсивности .The 35 reset to zero of the integrator with a reset through the null-organ is connected to the output of the differentiating link, and the input of the controlled key is connected to the output of the amplifier-limiter of the intensity setter. 2323 Редактор Н. РогуличEditor N. Rogulich Заказ 2144/56Тираж 631ПодписноеOrder 2144/56 Circulation 631 Subscription ВНИЩИ Государственного комитета СССРVNISCHI State Committee of the USSR по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб. , д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. D. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , АProduction and printing company, Uzhgorod, st. Design, And Составитель В. КузнецоваCompiled by V. Kuznetsova Техред Л.Олейник Корректор М. ШарошиTehred L.Oleynik Proofreader M. Sharoshi
SU843769432A 1984-07-10 1984-07-10 D.c.electric drive SU1226600A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843769432A SU1226600A1 (en) 1984-07-10 1984-07-10 D.c.electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843769432A SU1226600A1 (en) 1984-07-10 1984-07-10 D.c.electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1226600A1 true SU1226600A1 (en) 1986-04-23

Family

ID=21130185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843769432A SU1226600A1 (en) 1984-07-10 1984-07-10 D.c.electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1226600A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент JP № 55-39996, кл. Н 02 Р 5/06, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1022275, кл. Н 02 Р 5/06, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0948124B1 (en) Motor controller
KR100366730B1 (en) Controller and control method
SU1226600A1 (en) D.c.electric drive
SU1293814A1 (en) Control device for two-motor electric drive
SU1656651A1 (en) Method of two-zone control of electric drive rotational speed
SU1300411A1 (en) Adaptive regulator
SU1647514A2 (en) Adaptive electric servodrive
SU1676052A1 (en) Dc electric drive
SU1399878A1 (en) D.c. electric drive
SU1159141A1 (en) D.c.drive
SU1361694A1 (en) Servo electric drive
SU1061228A1 (en) D.c. electric drive
SU1495116A1 (en) Device for controlling robot drive
SU1420127A1 (en) Apparatus for controlling electric drive of power shovel
SU714381A1 (en) Power regulator
SU1248021A2 (en) Control-point setting device for electric drive
SU1339853A1 (en) D.c.electric drive
SU1196718A1 (en) Bed for gear testing
SU1534725A1 (en) Device for control of dc electric drive minimum losses
SU635585A1 (en) Electric drive automatic control device
SU1534718A1 (en) Electric drive
SU1192089A1 (en) Device for forming specification of electric drive velocity
SU1472304A1 (en) Arrangement for controlling diesel electric locomotive speed
SU1241395A1 (en) Device for controlling electric drive
SU1734182A1 (en) Electric drive of one-bucket excavator