SU1262672A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электропривод дам механизмов, требующих точного поддержания заданных параметров при изменении нагрузки.

Цель изобретения - уменьшение весогабаритных показателей и* стоимости электропривода.

На чертеже представлена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к параллельно включенным тиристорному преобразователю 2 и регулируемому источнику 3 тока, в цепь управления первого из которыхвключены последовательно соединенные задатчик 4 скорости, регулятор 5 скорости, регулятор 6 тока и система 7 импульсно-фазового управления, а в цепь управления второго релейный элемент 8, один из входов которого соединен с выходом датчика 9 скорости, выход которого, как и выход датчика 10 тока включенного между выводами тиристорного преобразователя 2 и регулируемого источника 3 тока, подключены к входам регуляторов 5 и 6 соответственно. Электропривод содержит также блоки 11 и 12 сравнения, интеграторы 13 и 14 и датчик 15 тока, включенный между объединенными выводами регулируемого источника 3 тока и тиристорного преобразователя 2 и выводом якорной обмотки «электродвигателя 1, при этом суммирующий и вычитающий входы блока 11 сравнения подключены соответственно к выходам датчика 15 тока и интегратора 13, выход которого связан также с суммирующим входом блока 12 сравнения, вычитающий вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход - с входе»! регулятора 6 тока, второй вход релейного элемента 8 соединен с выходом задатчика 4 скорости.

Электропривод работает следующим образом.

При подаче задающего сигнала с задатчика 4 на вход регулятора 5 скорости и на вход релейного элемента 8 вследствие несколько большей инерционности основного канала вначале включается источник 3 тока. По якорной обмотке электродвигателя 1 практически мгновенно начинает’протекать ток источника 3 тока. Датчик 5 тока, регистрирующий ток.+в якорной

1262672 1 обмотке электродвигателя 1 как от источника 3 тока, так и от тиристорного преобразователя 2, подает сигнал на суммирующий вход блока 11 сравне5 ния, выход которого подключен к входу интегратора 13. Коэффициент передачи интегратора 13 выше, чем коэффициент передачи интегратора 14. Сигнал с выхода интегратора 13 пос10 тупает как на вычитающий вход блока 11 сравнения, так и на суммирующий вход блока 12 сравнения. При таком построении сигнал с выхода интегратора 13 будет стремиться следить 15 за сигналом с выхода датчика 11 тока, Сигнал с выхода интегратора 13₂, как уже отмечалось выше, поступает на суммирующий вход блока 12 сравнения, на вычитающий вход которого поступает сигнал- с выхода датчика 10 тока, а выход элемента 12 сравнения через интегратор 14 подключен на вход регулятора 6 тока. При этом токовый контур основного канала уп25 равления стремится отработать как основной задающий сигнал токового контура, поступающий с выхода регулятора 5 скорости, так и дополнительный сигнал, поступающий с выхода ин3Q тегратора 14. Это приводит к увеличению сигнала с датчика 15 тока, что в свою очередь увеличивает сигнал на выходе интегратора 13 и 14, т.е. происходит форсированный разгон электродвигателя 1 при предельных возможностях основного канала управления и вспомогательного источнника тока.

При достижении электродвигателем 1 заданной скорости релейный элемент

8 отключает источник 3 тока. Это приводит к тому, что сигналы с датчиков 10 и 15 тока становятся равными. На-, чикается уменьшение сигналов с выходов интеграторов 14 и 13, На выходе

4$ интегратора 14 установится такой дополнительный задающий сигнал токового контура основного канала управления, при котором скорость электродвигателя 1 будет соответствовать ⁵⁰ заданной, а по якорной обмотке электродвигателя будет протекать ток, определяемый статическим током (моментом нагрузки), и вспомогательный источник тока будет отключен.

При изменении статической нагрузки сигнал с выхода датчика 9 скорости становится не равным выходному сигналу задатчика 4. Под действием разности этих сигналов на выходе релейного элемента 8 появляется управляющий сигнал, а на выходе источника 3 тока - практически скачкообразно - ток, подаваемый в обмотку 5 якоря электродвигателя 1. Под действием этого скорость электродвигателя 1 начинает восстанавливаться.

При достижении заданного значения скорости рассогласование ток на ю входе релейного элемента 8 становится равным нулю, ток на выходе источника 3 также становится равньг-! нулю. Скорость вновь начинает уменьшаться, на выходе,релейного элемента 8 вновь появляется сигнал, под действием которого на выходе источника 3 тока появится ток, скорость вновь восстанавливается и т.д.

Одновременно с этим сигнал с вы- ₂о хода датчика 15 тока, контролирующий ток в якоре электродвигателя 1 и от тиристорного преобразователя 2 и от источника 3 тока, поступает на суммирующий вход блока 11 сравне- 25 ния. На выходе интегратора 13 устанавливается сигнал, равный среднему значению тока (тока статической нагрузки) , протекающему по якорной обмотке электродвигателя 1. Этот сиг- ₃₀ нйл поступает на суммирующий вход блока ^;12 сравнения, на вычитающий вход которого поступает сигнал с датчика 10 тока, контролирующего только ток в якорной обмотке электродвигателя 1 от тиристорного преобразователя 2. При этом на выходе интегратора 14 и, следовательно, на выходе регулятора 6 тока появляется дополнительный задающий сигнал, обеспечиваю40 щий на выходе тиристорного преобразователя 2 ЭДС, при которой ток, контролируемый датчиком 10 тока^ станет равным статическому току. Это приводит к тому, что необходимость добавочного тока от источника тока отпадает. Следовательно, рассмотренный вьнпе режим работы представляет собой режим, который обеспечивает на выходе источника 3 ток, среднее значение которого уменьшается по ме- ⁵⁰ ре возрастания тока в якоре электродвигателя I от тиристорного преобразователя 2.

Таким образом, в предлагаемом 55 электроприводе в момент пуска и в момент приложения внешнего возмуще- ’ ния источник 3 тока создает дополни

Э/2 4 тельный ток в якоре электродвигателя 1, который обеспечивает высокое быстродействие при пуске и исключает динамическое падение скорости, имеющее место при набросе нагрузки. При этом вспомогательный источник 3 тока работает только в течение времени, которое необходимо для пуска и отработки возмущения основной ситемой регулирования. Устройство компенсирует также падение скорости не только в случае приложения статической нагрузки к валу электродвигателя, но и во всех случаях, когда фактическое значение скорости отклоняется от заданного.

Преимуществом предлагаемого электропривода является уменьшение мощности дополнительного источника тока по сравнению с известным электроприводом при сохранении всех положительных свойств последнего.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электроприво-v дам механизмов, требующих точного поддержани  заданных параметров при изменении нагрузки. Цель изобретени  - уменьшение ве согабаритных показателей и стоимости электропривода. На чертеже представлена функциональна  схема электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1,  корна  обмотка которого подключена к параллельно вклю ченным тиристорному преобразователю 2 и регулируемому источнику 3 тока, в цепь управлени  первого из которых включены последовательно соединенные задатчик 4 скоростиj ре гул тор 5 скорости, регул тор 6 ток и система 7 импульсно-фазовоге упра лени , а в цепь управлени  второго релейный элемент 8, один из входов которого соединен с выходом датчика 9 скорости, выход которого, как и выход датчика 10 тока включенного между вьюодами тиристорного преобра зовател  2 и регулируемого источника 3 тока, подключены к входам регул торов 5 и 6 соответственно. Электропривод содержит также блоки 1 и 12 сравнени , интеграторы 13 и 4 и датчик 15 тока, включенный между объединенными выводами регули руемого источника 3 тока и тиристор ного преобразовател  2 и выводом  корной обмотки лехтродвигател  , при этом суммирующий и вычитающий входы блока 11 сравнени  подключены соответственно к выходам датчика 15 тока и интегратора 13, выход которо го св зан также с суммирующим входом блока 12 сравнени , вычитающий вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход - с входе) регул тора 6 тока, второй вход релейного элемента 8 соединен с выход задатчика 4 скорости. Электропривод работает следук дим образом. При подаче задающего сигнала с задатчика 4 на вход регул тора 5 скорости и на вход релейного элеме та 8 вследствие несколько большей инерционности основного канала вначале включаетс  источник 3 тока. По  корной обмотке электродвигател  1 практически мгновенно начинает прот кать ток источника 3 тока. Датчик 5 тока, регистрирующий ток.в  исорной обмотке электродвигател  1 как от источника 3 тока, так и от тиристорного преобразовател  2, подает сигнал на суммирующий вход блока 11 сравнени , выход которого подключен к входу интегратора 13. Коэффициент передачи интегратора 13 выше, чем коэффициент передачи интегратора 14. Сигнал с выхода интегратора 13 поступает как на вычитающий вход блока 11 сравнени , так и на суммирующий вход блока 12 сравнени . При таком построении сигнал с выхода интегратора 13 будет стремитьс  следить за сигналом с выхода датчика 11 тока . Сигнал с выхода интегратора 13;, как уже отмечалось вьше, поступает на суммирукщий вход блока 12 сравнени , на вычитающий вход которого поступает сигнал- с выхода датчика 10 тока, а выход элемента 12 сравнени  через интегратор 14 подключен на вход регул тора 6 тока. При этом токовый контур основного канала управлени  стремитс  отработать как основной задающий сигнал токового контура, поступающий с выхода регул тора 5 скорости, так и дополнительный сигнал, поступающий с выхода интегратора 14. Это приводит к увеличению сигнала с датчика 15 тока, что в свою очередь увеличивает сигнал на выходе интегратора 13 и 14, т.е. происходит форсиройанньй разгон электродвигател  1 при предельных возможност х основного канала управлени  и вспомогательного источнника тока. При достижении электродвигателем 1 заданной скорости релейный элемент В отключает источник 3 тока. Это приводит к тому, что сигналы с датчиков 10 и 15 тока станов тс  равными, На-. чинаетс  уменьшение сигналов с выходов интеграторов 14 и 13. На выходе интегратора 14 установитс  такой дополнительньй задающий сигнал токового контура основного канала управлени , при котором скорость электродвигател  1 будет соответствовать заданной, а по  корной обмотке электродвигател  будет протекать ток, определ емый статическим током (моментом нагрузки), и вспомогатбльньй источник тока будет отключен. При изменении статической нагрузки сигнал с выхода датчика 9 скорости становитс  не равным выходному сигналу задатчика 4. Под действием разности этих сигналов на выходе релейного элемента 8 по вл етс  управл ющий сигнал, а на вькоде источ ника 3 тока - практически скачкообразно - ток, подаваемый в обмотку  кор  электродвигател  1. Под дейст вием этого скорость электродвигател  1 начинает восстанавливатьс . При достижении заданного значени  скорости рассогласование ток на входе релейного элемента 8 станови с  равньм нулю, ток на выходе источника 3 также становитс  равньм нулю. Скорость вновь начинает умень шатьс , на выходе.релейного элемента 8 вновь по вл етс  сигнал, под действием которого на выходе источника 3 тока по витс  ток, скорость вновь восстанавливаетс  и т.д. Одновременно с этим сигнал с выхода датчика 15 тока, контролирующий ток в  коре электродвигател  1 и от тиристорного преобразовател  2 и от источника 3 тока, поступает на суммирующий вход блока 11 сравне ни . На выходе интегратора 13 уста навливаетс  сигнал, равный среднему значению тока (тока статической наг рузки) , протекающему по  корной обмотке электродвигател  1. Этот сигH Ln поступает на суммирующий вход блока М2 сравнени , на вычитающий вход которого поступает сигнал с дат чика 10 тока, контролирующего только ток в  корной обмотке электродвигат л  1 от тиристорного преобразовател 2t При этом на выходе интегратора 14 и, следовательно, на выходе рег л тора 6 тока по вл етс  дополнительньй задающий сигнал, обеспечива щий на выходе тиристорного преобра зовател  2 ЭДС, при которой ток, контролируемьй датчиком 10 тока станет равным статическому току. Эт приводит к тому, что необходимость добавочного тока от источника тока отпадает. Следовательно, рассмотрен ный вьше режим работы представл ет собой режим, который обеспечивает на выходе источника 3 ток, среднее значение которого уменьшаетс  по ме ре возрастани  тока в  коре электро двигател I от тиристорного преобра зовател 
2. 2. Таким образом, в предлагаемом электроприводе в момент пуска и в момент приложени  внешнего возмущени  источник 3 тока создает дополни 724 тельный ток в  коре электродвигател  1, который обеспечивает йысоКое быст родействие при пуске и исключает динамическое падение скорости, имеющее место при набросе нагрузки. При этом вспомогательньй источник 3 тока работает только в течение времени, которое необходимо дл  пуска и отработки возмущени  основной ситемой регулировани . Устройство компенсирует также падение скорости не только в случае приложени  статической нагрузки к валу электродвигател , но и во всех случа х, когда фактическое значение скорости отклон етс  от заданного. Преимуществом предлагаемого электропривода  вл етс  уменьшение мощности дополнительного источника тока по сравнению с известным электроприводом при сохранении всех положительных свойств последнего. Формула изобретени  Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель,  корна  обмотка которого подключена к параллельно включенным тиристорному преобразователю и регулируемому ис-точнику тока, в цепь управлени  первого из которых включены последовательно соединенные задатчик скорос ,ти, регул тор скорости, регул тор тока и система импульсно-фазового управлени , а в цепь управлени  второго - релейный элемент, один из входов которого соединен с выходом датчика скорости, выход которого, как и выход датчика тока, включенного между вьшодами тиристорного преп образовател  и регулируемого источника тока, подключен к входам соответствующих регул торов, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массогабаритных показателей и стоимости электропривода, в него введены два блока сравнени , два интегратора и второй датчик тока, включенный между объединенными вьтодами регулируемого источника тока и тиристорного преобразовател  и выводом  корной обмотки электродвигател , при этом суммирукщий и вычитаклщй входы первого блока сравнени  подключены соответственно к выходам второго датчика тока и первого интегратора , выход которого св зан также с суммирукмцим входом второго блока j сравнени , вычитающий вход которого соединен с выходом первого датчика тока, а выход - с входом регул то1262672ф ра тока, другой вход релейного элемента соединен с выходом эадатчика скорости.