SU1264286A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  привода валков клетей непрерыв- . ных прокатных станов. Снижение колебательности и улучшение динамических характеристик обеспечиваетс  за счет введени  второго функционалького преобразовател  16, причем выход пропорционального усилител  6 регул тора 5 через функциональный преобразователь 9, а выход интегрального усилител  7 регул тора скорости через функциональньй преобразователь 16 подключены к входам сумматора 10. Дополнение злектропривода функциональными преобразовател ми обеспечивает оптимальную по быстродействию отработку площади регулировани  А Ф, возникающую под действием ударных нагрузок, соответственно снижаетс  колебательность регулировани  ско (Л рости. 3 ил.

Description

4 tsd

эе

9

15

1 Изобретение относитс  к электротехнике , а .именно, к системам подчиненного регулировани  электропривода , и может примен тьс  дл  привода валков клетей непрерывных прокатных станов - сортовых,заготовочных,черновых групп непрерывных широкополосных трубопрокатных станов. Цель изобретени  - снижение колебательности и улучшение динамических характеристик электропривода при обработке воздействий ударных нагрузок . На фиг,1 изображена функциональна  схема электропривода; на фиг.2 временные диаграммы момента и рассогласований по скорости и по углу; на фиг.З - зависимости, реализуемые функциональными преобразовател ми. Электропривод содержит электродви гатель 1, подключенный к силовому преобразователю 2 с системой 3 регул ровани  тока, в цепь управлени  кото рого включены последовательно соеди ненные задатчик 4 интенсивности и регул тор 5 скорости, выполненный в виде параллельно включенных пропо ционального 6 и интегрального 7 уси лителей, а также датчик 8 тока и функциональный преобразователь 9, реализующий зависимость ди) ДСи) V2jmda) , kn л CJ последовательно соединенные первый сумматор 10 и блок 11 ограничени  производной тока и последовательно соединенные блок 12 сравнени , интегратор 13 и второй сумматор 14, причем второй вход регул тора 5 ско рости и второй вход второго суммато ра 14 соединены с датчиком 15 скоро ти, входы блока 12 сравнени  св заны с выходами датчика 8 тока  кор  и сумматора 14, выход которого св зан также с входом сумматора 10, выхо блока 11 ограничени  -производной то ка подключен к входу силового преоб разовател  2. Кроме того, электропривод содержит второй функциональный преобразователь 16, реализующий зависимост (т )4Ч при - электромеханическа  посто нна  электропривода; 6 m - предельно допустима  крутизна нарастани  момента электродвигател ; Ли)- рассогласование по скорости; % - посто нна  времени интегрального усилител ; Ф- рассогласование по углу ( интеграл отклонени  скорости ) ; Л14, дф - соответственно величины рассогласовани  по скорости и по углу, соответствующие точке перехода блока ограничени производной тока в режим ограничени ; kn - коэффициент усилени  пропорционального усилител  причем выход пропорционального усиител  6 регул тора 5 скорости через функциональный преобразователь 9, а выход интегрального усилител  7 регул тора скорости через функциональный преобразователь 16 подключен к входам сумматора 10. Электропривод работает следующим эбразом. Сигнал u)j на скорость электродвигател  1 от задатчика 4 интенсивности сравниваетс  с сигналом обратной св зи по скорости от датчика 15 скорости, и их разность преобразуетс  последовательно включенными регул тором скорости 5, функциональными преобразовател ми 9 и 16, сумматором 10, блоком 11 ограничени  производной тока в сигнал задани  на ток. Сигнал задани  на ток преобразуетс  системой 3 регулировани  тока, вход щей в силовой преобразователь 2, в выпр мленное напр жение, которое соответствует Заданию на скорость СО, и подаетс  на электродвигатель 1 в качестве питающего. При изменении питагацего напр жени  измен етс  скорость электродвигател  1 . При отсутствии проката в валках клети и момента нагрузки электродвигат ел  1 на входах регул тора скорости сигналы задающий и обратной св зи равны (u)tOj), соответственно на выходах регул тора 5 скорости, функциональных преобразователей 9 и 16, сумматора 10 и блока 11 сигналы нулевые, а выпр мленное напр жение силового преобразовател  2 определ етс  сигналом регул тора тока астатической системы 3 регулировани  тока. При ударном приложении к электродвигателю 1 момента нагрузки тс вход проката в валки клети (диаграмма на фиг.2) - на интервале времени 0 происходит нарастание тока (или электромагнитного момента т) электродвигател  1 с крутизной т . Крутиз на  вл етс  предельно возможной и регламентируетс  блоком 11 ограничени  производной тока. Пока электромагнитный момент га электродвигател  1 меньше момента прокатки in. (интервал времени 0) происходит снижение скорости U)электродвигател  1 и увеличение рассогласовани  по скорости лсо на входе регул тора скорссти в соответствии с уравнением механического равновеси  m - m. pJAU3, где p - символ дифференцировани . Из уравнени  (1) следует, что при знак динамического момента ™ PJ1J отрицательный, соответственно отрицательное ускорение электродвигател  1 и его скорость снижаетс . На участке Оа происходит увеличение выходного сигнала U усилител  7 регул тора 5 скорости в соответ ствии с уравнением

что соответствует увеличению площади регулировани .

В момент времени а (фиг.2) не . личина m уравниваетс  с величиной го, снижение скорости прекращаетс . Дл  последующей обработки рассогласовани  Ди), достигшей к моменту времени х максимальной величины, динамический момент т должен стать положительным , чтобы обеспечить рост скорости U) до первоначальной величины Oj. Рост электромагнитного момента га электродвигател  1 и соответственно реверс и рост динамического момента га обеспечиваетс  с помощью возрастающего сигнала Аф U усилител  7. Благодар  этому в момент времени сГ (фиг.2) рассогласование скорости л сО на входе регул тора скорости сводитс  к нулю, а рост площади регулировани  и сигнала Дф U

(m - и,, ) -uj U,4 , (3)

kiA

:pr«

де k 1 , U,4 - коэффициент усилени 

и выходной сигнал сумматора-усилител  14; m - сигнал тока (момента) электродвигател  -1, подводимый от датчика 8 тока;

.TIJ - посто нна  интегрировани  интегратора 13; 1/р - символ интегрировани . Из уравнени  (3) получаем

.

(4)

l pt7i 7krt

Claims (1)

1. Если посто нную интегрировани  t,j прин ть равной электромеханической посто нной j .электропривода, т.е. усилител  7 прекращаетс . Дл  сведени  к нулю площади регулировани  и соответственно сигнала дф U усилител  7 необходимо обеспечить рост скорости U) электродвигател  1 или среверсировать рассогласование по скорости Дсо на входе регул тора скорости . При этом необходимо одновременно начать снижение электромагнитного момента m и динамического момента Ша электродвигател  1, чтобы к моменту времени Ь (фиг.2) сведени  к нулю площади регулировани  и выходного сигнала лф и усилител  7 оказались также нулевыми динамический момент Год и рассогласование по скорости ли) электродвигател  1, т.е. необходимо с помощью выходного сигнала аФ и усилител  7 управл ть переключени ми динамического момента Шд оптимальным способом. Чтобы управл ть динамическим моментом электродвигател  1 с обеспечением предельной по быстродействию обработки площади регулировани  Дф, на регул тор 5 скорости возможна функци  управлени  только динамической составл ющей шд момента т. Дл  ввода в систему 3 регулировани  тока силового преобразовател  2 задающего сигнала момента прокатки fflg через сумматор tO с ограничением используетс  контур, составленный из интегратора 13 и сумматора-усилите  14. Контур функционирует согласно уравнению; 1 j О числитель вьфажени  (4) станет аналогичным уравнению (1), или т.е. сигнал на выходе сумматора-усилител  14 пропорционален моменту про катки т. Уровень ограничени  сумматора 10 соответствует максимально допустимому току (моменту) электродвигател  1 . В процессе отработки (сведени  к нулю) площади регулировани  Дф характеристики функциональных преобразователей 9 и 16 соответствуют выражени м man цЧл ; (6) mji, (7) где k, 42ji , kl л| 6jT(m )2 - по сто нные коэффициенты функциональных преобразователей 9 и 16 соответ ственно, что обеспечивает управ:;ение динамической составл ющей с момента элект родвигател  1 т fflj, + Шап оптимальным по быстродействию способом: т.е. изменение с предельно возможно крутизной т и переключение в точках г и э(фиг.2) дл  достижени  в момент времени Ь нулевых значений 4vf , дю и т,. Характеристика функциональных преобразователей 9 и 16 приведена на фиг.3. При малых значени х входного сигнала ДЮ и дф функциональные преобразователи 9 и 16 имеют линейную характеристику Og. В результате при малых отклонени х дО и Дф регул тор 5 скорости  вл етс  обычным пропорционально-интегральным регул тором , обеспечивающим устойчивое астатическое регулироЬание скорости электродвигател  1. При увеличении отклонени  скор ости Дл) и площади ре гулировани  ДЦ увеличиваютс  выходны сигналы усилителей 6 и 7, соответственно функциональные преобразоват ли 9 и 16 переход т на линейную характеристику ж- (фиг.З), соответст 1ву1ацую вьфажени м (6) и (7). При этом обеспечиваетс  оптимальна  по быстродействию отработка площади ре гулировани  и выходного сигнала 6 ЛЦЗ и усилител  7, исключаетс  накопление ошибки системой 3 регулировани  тока силового преобразовател  2, что приводило к перерегулированию по всем координатам: току, скорос ги , площади регулировани . Дополнение электропривода функциональными преобразовател ми 9 и 16 с характеристиками, описываемыми в нелинейной области уравнени ми (6), (7) обеспечивает оптимальную (предельную ) по быстродействию отработку площади регулировани  дц) , возникающую под воздействием ударных нагрузок , соответственно снижаетс  колебательность регулировани  скорости . Благодар  этому при применении электропривода дл  непрерывного прокатного стана отрабатываютс  без перерегулировани  накоплени  металла в межклетевом промежутке при входе проката в валки клети и соответственно повышаетс  качество проката. Формула изобретени  Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к силовому преобразователю с системой регулировани  тока, в цепь управлени  которого подключены последовательно соединенные задатчик интенсивности и регул тор скорости , выполненный в виде параллельно включенных пропорционального и интегргшьного усилителей, а также датчик тока и функциональный преобразователь , реапизуКщий зависимость j 2jirfMO при )л; mjn „&W при 4tO ALO, , последовательно соединенные первый сумматор и блок ограничени  производной тока и последовательно соединенные блок сравнени , интегратор и второй сумматор, причем второй вход регул тора скорости и второй вход второго сумматора соединены с датчиком скорости, входы блока сравнени  св заны с выходами датчика тока  кор  и второго сумматора, выход которого св зан с входом первого сумматора, выход блока ограничени  производной тока подключен к входу силового преобразовател  с системой регулировани  тока, отличающийс  тем, что, с целью снижени  колебательности 7 и улучшени  динамических характерис тик электропривода при отработке во действий ударных нагрузок, в него введен второй функциональный преобразователь , реализующий зависимость 46Jt«(m)2Avf при лф при лц) лц,1, где j - электромеханическа  посто нна  электропривода; т - предельно допустима  крутизна нарастани  момента электродвигател ; /лО- рассогласование по скорости; I f,, - посто нна  времени интегрального усилител ; 86 4Ц)- рассогласование по углу ( интеграл отклонени  скорости ) ; U),nvf, - соответственно величины рассогласовани  по скорости и по углу, соответствуюпще точке перехода блока ограничени  производной тока в режим ограничени ; It - коэффициент усилени  пропорционального усилител , причем, выход пропорционального усилител  регул тора скорости через первый функциональный преобразователь, а выход интегрального усилител  регул тора скорости через второй функциональный преобразователь подключены к входам первого сумматора.

   (pus. 2

   /77

   -

   Фив.