SU1339855A1 - D.c.electric drive - Google Patents

D.c.electric drive Download PDF

Info

Publication number
SU1339855A1
SU1339855A1 SU863997060A SU3997060A SU1339855A1 SU 1339855 A1 SU1339855 A1 SU 1339855A1 SU 863997060 A SU863997060 A SU 863997060A SU 3997060 A SU3997060 A SU 3997060A SU 1339855 A1 SU1339855 A1 SU 1339855A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
output
feedback
capacitor
switching element
Prior art date
Application number
SU863997060A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Шарль Моисеевич Марголин
Original Assignee
Государственный Союзный Институт По Проектированию Металлургических Заводов "Гипромез"
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 Государственный Союзный Институт По Проектированию Металлургических Заводов "Гипромез" filed Critical Государственный Союзный Институт По Проектированию Металлургических Заводов "Гипромез"
Priority to SU863997060A priority Critical patent/SU1339855A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1339855A1 publication Critical patent/SU1339855A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  электродвигател ми посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  повьшение качества регулировани  электропривода. Электропривод содержит формирующее звено 13 с операционным усилителем и резисторно-конден- саторной цепью обратной св зи. Блок 17 фиксации амплитуды тока  кор  включает аналогово-цифровой преобразователь 18 и блоки 19 пам ти и смены информации 20, три компаратора 21, 22 и 23 с за- датчиками 24, 25, 26 уровн  срабатывани . В данном электроприводе в широком диапазоне частот уменьшаютс  вынужденные колебани  тока силовой цепи . 5 ил. с Z5 LZZl-J (/) Фиг.The invention relates to electrical engineering and can be used to control DC motors. The aim of the invention is to increase the quality of drive control. The electric drive contains a forming link 13 with an operational amplifier and a resistor-capacitor feedback circuit. The current amplitude fixing unit 17 of the core includes an analog-digital converter 18 and memory blocks 19 and information changers 20, three comparators 21, 22 and 23 with sensors 24, 25, 26 of the response level. In this electric drive, forced oscillations of the power circuit current are reduced in a wide frequency range. 5 il. with Z5 LZZl-J (/) FIG.

Description

I. в схеме с форсирующим 1 в схеме без форсируИзобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в электроприводах посто нного тока.I. in the circuit with forcing 1 in the circuit without forcing. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in electric drives of direct current.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества регулировани  электропривода .The aim of the invention is to improve the quality of drive control.

На фиг. 1 показана функциональна  электрическа  схема электропривода посто нного тока; на фиг, 2 - график изменени  тока i электродвигател  при циклической пульсирующей нагрузке на валу в функции времени (квази- установившийс  режим); на фиг. 3 - график изменени  тока двигател  при циклической ударной нагрузке на валу (квазиустановившийс  режим); на фиг. 4 - график, изменени  отношени  токов  кор  двигател  в одно и двукратно интегрирующих системах подчиненного регулировани  в функции частоты пульсаций нагрузки f; на фиг. 5 - график зависимости отношени  тока звеном к токуFIG. 1 shows a functional electrical circuit of a direct current drive; Fig. 2 is a graph showing the change in current i of an electric motor with a cyclic pulsating load on the shaft as a function of time (quasi steady state); in fig. 3 is a graph of the change in motor current under cyclic shock load on the shaft (quasi-steady mode); in fig. 4 is a graph of changes in the ratio of the currents of the engine core to one and the two-fold integrating systems of the subordinate regulation as a function of the ripple frequency of the load f; in fig. 5 is a graph of current-to-current ratio

ющего звена от параметра cf , характеризующего посто нную време ни форсирующего звена при частоте f 4 Гц.of the parameter cf, which characterizes the constant time of the forcing element at a frequency of f 4 Hz.

Электропривод посто нного тока содержит электродвигатель 1, подключенный к преобразователю 2 и последовательно соединенные задатчик 3 частоты вращени , задатчик 4 интенсивности , пи-регул тор 5 частоты вращени  в 1Ш-регул тор 6 тока, подключенный к входу преобразовател  2, первый коммутационный элемент 7, шунтирующий конденсатор 8 цепи обратной св зи ПИ- регул тора 5 частоты вращени , последовательно соединенные тахогенераторы 9 и датчик 10 напр жени , вьгход которого подключен к входу обратной св зи пи-регул тора 5 частоты вращени , последовательно соединенные измеритель 11 тока и датчик 12 тока, выход которого св зан с входом обратной св зи пи-регул тора 6 тока.The direct current drive comprises an electric motor 1 connected to converter 2 and series-connected frequency controller 3, intensity setpoint 4, PI controller 5 speed of rotation in 1SH controller 6 current connected to converter 2 input, first switching element 7, the shunt capacitor 8 of the feedback circuit of the PI controller of the rotation frequency 5, series-connected tachogenerators 9 and the voltage sensor 10, whose output is connected to the feedback input of the PI controller of the rotation frequency 5, the current meter 11 and the current sensor 12, the output of which is connected to the feedback input of the pi current regulator 6, are connected.

Электропривод также содержит формирующее звено 13 с операционным усилителем и резисторно-конденсаторной цепью обратной св зи, включающей параллельно соединенные конденсатор 14 и второй коммутационный элемент 15, последовательно соединенные третий коммутационный элемент 16 и блок 17 фиксации амплитуды тока  кор , включающий аналого-цифровой преобразователь 18 и блоки 19 и 20 пам ти и смены информации, три компаратора 21-23 с задатчиками 24-26 уровн  срабаты- i вани , два триггера 27 и 28 и блок 29 контрол  пуска и торможени , имеющий два входа и два выхода, один из которых подключен к управл ющему входу третьего коммутационного элемента 16, свободный вывод которого соединен с выходом датчика 12 тока, выход блока 17 фиксации амплитуды тока  кор  подключен к входам компаратора, выходы первого 27 и второго 28 триггеров соединены с управл ющими входамиThe actuator also contains a forming link 13 with an operational amplifier and a resistor-capacitor feedback circuit, including a parallel-connected capacitor 14 and a second switching element 15, the third switching element 16 connected in series, and a current amplitude-fixing unit 17, including an analog-to-digital converter 18 and blocks 19 and 20 of memory and change of information, three comparators 21-23 with setting devices 24-26 of the trigger level, i two triggers 27 and 28, and a start and braking control unit 29 having two inputs and two the output, one of which is connected to the control input of the third switching element 16, the free output of which is connected to the output of current sensor 12, the output of the current amplitude fixing block 17 of the core is connected to the comparator inputs, the outputs of the first 27 and second 28 flip-flops are connected to the control inputs

соответственно первого 7 и второго 15 коммутационных элементов, первый и второй входы блока 29 пуска и торможени  соединены с выходами соответственно задатчика 3 частоты вращени respectively, the first 7 and second 15 switching elements, the first and second inputs of the starting and braking unit 29 are connected to the outputs, respectively, of the setting device 3 rotational speed

и датчика 10 напр жени , выходы первого 21 и второго 22 компараторов подключены к первым входам соответственно первого 27 и второго 28 триггеров , вторые входы которых соединены с выходом третьего компаратора 23 и вторым выходом блока 29 пуска и торможени  .and voltage sensor 10, the outputs of the first 21 and second 22 comparators are connected to the first inputs of the first 27 and second 28, respectively, triggers, the second inputs of which are connected to the output of the third comparator 23 and the second output of the starting and braking unit 29.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

Электродвигатель 1 питаетс  от ти- ристорного преобразовател  2. Значени  напр жени  преобразовател  определ ютс  уставкой задатчика 3 частоты вращени , а темп разгона - задатчиком 4 интенсшзности.При пуске регул тор 6 тока обеспечивает разгон двигател  с посто нным максимальным моментом на валу. Сигнал обратной св зи подаетс  на вход датчика 12 тока отThe motor 1 is powered by a thyristor converter 2. The values of the converter voltage are determined by the setpoint of the rotation speed setting 3, and the acceleration rate is set by the intensity setting 4. When started, the current regulator 6 provides the acceleration of the engine with a constant maximum torque on the shaft. A feedback signal is provided to the input of current sensor 12 from

измерител  11 тока  кор .meter 11 current box

До окончани  процесса пуска на вы-г Ходе блока 29 контрол  пуска и торможени  сигнал отсутствует и третий коммутационный элемент 16 отключаетBefore the start of the start-up process is completed, during the course of the start-up and braking control unit 29, there is no signal and the third switching element 16 turns off

входную цепь аналого-цифрового преобразовател  18.input circuit analog-digital converter 18.

После разгона электродвигател  1 до заданной частоты вращени  сигналом с выхода блока 29 третий коммутационный элемент 16 подклочает блок 17 фиксации амплитуды тока к датчику 12 тока. Электродвигатель работает в ква- зиустановившемс  режиме вынужденных колебаний. При этом ток  кор  изменитс  по кривой (фиг, 2) под действием пульсирующего момента на валу или по , кривым (фиг. 3) в случае приложени  к валу периодического ударного момента .After the motor 1 is accelerated to a predetermined rotational frequency by the signal from the output of block 29, the third switching element 16 connects the current amplitude block 17 to the current sensor 12. The electric motor operates in the quasi-established mode of forced oscillations. In this case, the current of the core will change along the curve (Fig. 2) under the action of a pulsating moment on the shaft or along curves (Fig. 3) in case a periodic shock moment is applied to the shaft.

Регул тор 5 частоты вращени  подает задающее напр жение на вход системы управлени  преобразовател  2 и получает сигнал обратной св зи от тахо- генератора 9 через датчик 10 напр жени .The rotational speed controller 5 supplies a setting voltage to the input of the control system of the converter 2 and receives a feedback signal from the tachogenerator 9 via the voltage sensor 10.

Дл  минимизации потерь электроэнергии при длительной работе в ква- зиустановившемс  режиме в схеме не- прерывно осуществл ютс  сравнение значени  амплитуды тока  кор  1, с заданным оптимальным значением экстремума I и соответствующее изменеhi опгTo minimize electric power losses during long-term operation in a quasi-steady state, the circuit continuously compares the magnitude of the current magnitude 1, with a given optimal value of the extremum I and the corresponding change

ние структуры звеньев системы регули- ровани . С этой целью выходной сигнал датчика 12 тока подаетс  через третий коммутационный элемент 16 на блок 17 фиксации амплитуды тока  кор .structure of links of the regulation system. For this purpose, the output signal of current sensor 12 is supplied via a third switching element 16 to a block 17 for recording the amplitude of the current box cor.

Оптимальное значение экстремума тока 1„оп определ етс  расчетом из услови  ограничени  потерь электроэнерги и обеспечени  заданного значени  первой гармоники частоты вращени  двигател . При отсутствии жестких огра- ничений по амлпитуде пульсаций угловой скорости электропривода Ли) целесообразно прин ть значение I равным амплитуде колебаний тока в однократно интегрирующей системе подчи- ненного регулировани , настроенной по модульному оптимумуThe optimum value of the extremum of the current 1 "is determined by calculating the condition of limiting the loss of electric power and ensuring the specified value of the first harmonic of the frequency of rotation of the engine. In the absence of rigid constraints on the amplitude of the pulsations of the angular velocity of the electric drive (Li), it is advisable to take the value of I equal to the amplitude of current oscillations in a single-integrating system of subordinate regulation, adjusted according to the modular optimum.

т Mcftlt mcftl

1 +  1 +

где Mg - амплитуда статического момента на валу; С, - коэффициент момента; ф - магнитный поток; т - посто нна  времени инте- where Mg is the amplitude of the static moment on the shaft; C, is the moment coefficient; f - magnetic flux; t - constant time

грировани  контура тока; Я - углова  частота колебанийcurrent loop contouring; I - the angular frequency

нагрузки.load.

Если дл  допустимого значени  отклонени  угловой скорости справедлив неравенствоIf for the permissible value of the deviation of the angular velocity, the inequality

т.Аоп «,„ ,  t.Aop ",",

где аы, и 4U)- - амплитуды гармоникwhere ay, and 4U) - - amplitudes of harmonics

tn Z гт tn Z rm

угловой скорости вangular velocity in

мm

СТST

Фг + Fg +

. I . I

одно и двухкратно интегрирующих САР, то соответствующее значение оптимума амплитуды тока нахо-ggone and twice integrating SAR, then the corresponding value of the optimum amplitude of the current is -gg

д т из услови dt of condition

., /1 + . / 1 +

. Мет п . Met p

т.опт-С„Фt.opt-S „F

„«„“

1 + 64TfSl1 + 64TfSl

Q g Q g

2о и 25 2o and 25

3535

g g

5050

-gg-gg

„«„“

ll

Задатчики 24 и 25 выдают устапки оптимального значени  экстремума тока 1 р соответственно первому и второму компараторам 21 и 22, причем уставка задатчика 25 несколько пре- вьппает уставку задатчика 2Д.Adjusters 24 and 25 give settings for the optimum value of the current extremum 1 p, respectively, to the first and second comparators 21 and 22, and the setpoint of the setpoint 25 somewhat exceeds the setpoint of the setter 2D.

Ввиду того, что сигнал с триггера 28 снимаетс  с инверсного выхода, при 1 1 на управл ющем электроде второго коммутационного элемента 15 есть напр жение, конденсатор 14 шунтируетс  и форсирующее звено 13 превращаетс  в пропорциональное.Due to the fact that the signal from the trigger 28 is removed from the inverse output, when 1 1 there is a voltage on the control electrode of the second switching element 15, the capacitor 14 is bridged and the boost link 13 becomes proportional.

Если с ростом нагрузки на валу или частоты пульсирующего момента либо частоты следовани  импульсов циклической ударной нагрузки амплитуда тока  кор  превысит 1 на определенное задатчиком 24 значение, срабатывает выходной триггер 27 компаратора 21. При этом поступает н апр - жение на управл ющий электрод первого коммутационного элемента 7.If, with an increase in the load on the shaft or the frequency of the pulsating moment or the pulse frequency of the cyclic shock, the amplitude of the core current exceeds 1 by a certain value set by the setting device 24, the trigger trigger 27 of the comparator 21 is activated. This is applied to the control electrode of the first switching element 7 .

Конденсатор 8 шунтируетс , регул тором -5 становитс  пропорциональным . В соответствии с фиг. 4 в зоне наиболее распространенных частот 1-5 Гц и более амплитуда тока  кор  существенно уменьшаетс . Если при дальнейшей работе вторично возникает условие 1 Irn.onr и сигнал превысит уставку задатчика 25, по вл етс  напр жение на выходе компаратора 22, на инверсном выходе триггера 28 и соответственно на управл ющем элект- роде второго коммутационного элемента 15 сигнал исчезает и в схему вводитс  конденсатор 14. Звено 13 становитс  форсирующим, что приводит к уменьшению амплитуды тока  кор  в соответствии с кривой на фиг. 5.The capacitor 8 is shunted, the regulator -5 becomes proportional. In accordance with FIG. 4, in the zone of the most common frequencies of 1-5 Hz or more, the magnitude of the core current decreases significantly. If during further operation condition 1 Irn.onr occurs again and the signal exceeds the setpoint of the setpoint 25, a voltage appears at the output of the comparator 22, at the inverse output of the trigger 28 and accordingly at the control electrode of the second switching element 15 the signal disappears into the circuit a capacitor 14 is introduced. The link 13 becomes forcing, which leads to a decrease in the current amplitude of the core in accordance with the curve in FIG. five.

Если во врем  работы механизма при уменьшении амплитуды момента на валу электропривода либо его частоты амплитуда тока  кор  снизитс  до установленного задатчиком 26 значени , на выходе третьего компаратора 23 формируетс  сигнал, возвращающий триггеры 27 и 28 в исходные состо ни . В схему вновь вводитс  конденсатор 8, а конденсатор 14 шунтируетс . Третий коммутационный элемент 16 отключает вход блока 17 фиксации амплитуды тока  кор . Схема возвращаетс  в исходное состо ние Аналогичные переключени  происход т в схеме при остановке электропривода , когда задатчик 3 частоты вращени  перевод т в нулевое положение . После окончани  замедлени  электродвигател  1 на выходе блока 29 контрол  пуска и торможени  формируетс  сигнал О, возвращающий триггеры 27 и 28 в исходное состо ние.If during the operation of the mechanism, when the amplitude of the torque on the shaft of the electric drive or its frequency decreases, the amplitude of the core current decreases to the value set by the setting device 26, a signal is generated at the output of the third comparator 23, which returns the triggers 27 and 28 to their original states. A capacitor 8 is reintroduced into the circuit, and a capacitor 14 is shunted. The third switching element 16 disables the input unit 17 fixing the amplitude of the current box. The circuit returns to its original state. Similar switchings occur in the circuit when the drive is stopped, when the setpoint 3 rotational speed is shifted to the zero position. After the termination of deceleration of the electric motor 1, at the output of the control and start braking unit 29, a signal O is generated, which returns the triggers 27 and 28 to the initial state.

Предлагаемый электропривод уменьшает вынужденные колебани  тока силовой цепи в широком диапазоне частот , что обеспечивает снижение потерь IQ мутационный элемент, включенный между выходом датчика тока и входом блока фиксации амплитуды тока  кор , три компаратора с задатчиками уровн  срабатьшани , два триггера и блокThe proposed electric drive reduces the forced oscillations of the power circuit current in a wide frequency range, which ensures a reduction in the IQ loss of the mutation element connected between the output of the current sensor and the input of the current amplitude fixing box of the core, three comparators with setters for leveling, two triggers and a block

15 контрол  пуска и торможени ,.имеющий два входа и два выхода, один из которых подключен к управл ющему входу третьего кокмутационного элемента, выход блока фиксации амплитуды тока15 control of starting and braking, having two inputs and two outputs, one of which is connected to the control input of the third co-switching element, output of the current amplitude fixing unit

2Q  кор  подключен к входам компараторов, выходы первого и второго триггеров соединены с управл ющими входами соответственно первого и второго коммутационных элементов, первый и второйThe 2Q core is connected to the inputs of the comparators, the outputs of the first and second triggers are connected to the control inputs of the first and second switching elements, respectively, the first and second

25 входы блока контрол  пуска и торможени  соединены с выходами соответственно задатчика частоты вращени  и датчика напр жени , выходы первого и второго компараторов подключены к25 inputs of the control unit for starting and braking are connected to the outputs respectively of the rotational frequency adjuster and the voltage sensor; the outputs of the first and second comparators are connected to

30 первым входам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с выходом третьего компаратора и вторым выходом блока контрол  пуска и торможени .30 first inputs, respectively, of the first and second triggers, the second inputs of which are connected to the output of the third comparator and the second output of the control unit for starting and braking.

электроэнергии в двигателе и преобразователе .electricity in the engine and converter.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к преобразователю и последовательно соединенные задатчик частоты вращени , задатчик интенсивности, пи-регул тор частоты вращени  и ПИ- регул тор тока, подключенный к входу преобразовател , первый коммутационный элемент, шунтирующий конденсатор в цепи обратной св зи ПИ-регул тора частоты вращени , последовательно соединенные тахогенератор и датчик напр жени , выход которого подключен к входу обратной св зи ПИ-регул тора частоты вращени , последовательно соединенные измеритель тока и датчик тока, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества регулировани , в него введены форсирующееA DC motor that contains a motor connected to the converter and connected in series with a rotational frequency adjuster, an intensity adjuster, a PI speed regulator, and a PI current regulator connected to the converter input, the first switching element, a shunt capacitor in the feedback circuit PI frequency controller, serially connected tachogenerator and voltage sensor, the output of which is connected to the feedback input of the PI frequency controller, in series with unity current meter and current sensor, characterized in that, in order povsheni quality control, it boosts administered звено с резисторно-конденсаторной цепью обратной св зи и включенный между выходом датчика тика и входом обратной св зи ПИ-регул тор тока, второй коммутационный элемент, шунтирующий конденсатор цепи обратной св зи форсирующего звена, блок фикса ции амплитуды тока  кор , третий комlink with a resistor-capacitor feedback circuit and connected between the output of the tick sensor and the feedback input of the PI current controller, the second switching element shunting the forcing feedback feedback circuit capacitor, the current amplitude lock core block, the third com 0}1/г.20} 1 / g.2 Фиг.ЗFig.Z 125125 7575 ГцHz Фиг АFIG A г 3 5 фиг. 5g 3 5 fig. five VV Редактор Л. ГратиллоEditor L. Gratilllo Составитель В. ТрофименкоCompiled by V. Trofimenko Техред Л.Сердюкова Корректор А. ОбручарTehred L. Serdyukova Proofreader A. Obruchar Заказ 4243/54Тираж 659ПодписноеOrder 4243/54 Circulation 659 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU863997060A 1986-12-29 1986-12-29 D.c.electric drive SU1339855A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU863997060A SU1339855A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 D.c.electric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU863997060A SU1339855A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 D.c.electric drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1339855A1 true SU1339855A1 (en) 1987-09-23

Family

ID=21212562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU863997060A SU1339855A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 D.c.electric drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1339855A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода, М.: Энерги , 1971, с. 126-138. Авторское свидетельство СССР 486441, кл. Н 02 Р 5/06, 1972. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5036267A (en) Aircraft turbine start from a low voltage battery
JPS624923B2 (en)
US4937508A (en) VSCF start system with precision voltage
KR0134984B1 (en) Motor control apparatus
SU1339855A1 (en) D.c.electric drive
JPS62131783A (en) Separately excited dc driven motor control and apparatus forthe same
JPS5622598A (en) Starting system for pulse motor
SU1656658A1 (en) Method for breaking induction motors
SU1100696A1 (en) Device for frequency control of asynchronous electric drive under braking condition
JP2940024B2 (en) Motor drive
SU1202007A1 (en) Variable-frequency induction drive
JP2979765B2 (en) Inverter for synchronous motor
SU1301757A2 (en) Direct current electric drive of mine hoisting unit
JPH027241B2 (en)
SU1760622A1 (en) Direct-current drive
RU2014720C1 (en) Method of starting and self-starting of synchronous motor
SU744886A1 (en) Frequency-controlled electric drive
JPS5943840Y2 (en) Inverter
SU1485378A1 (en) Controllable electromachine dc-to-ac converter for powering inductional gyromotor
SU1545317A1 (en) Variable electric drive
SU1302360A1 (en) Method of controlling induction rectifier generator
SU1453578A1 (en) Method of controlling revolutions of conjugated two-motor d.c. electric drive
SU1150724A1 (en) Two-motor d.c. drive
SU1700673A1 (en) Instrument to maintain the rated temperature of the frequency-regulated electrical motor
SU1332504A1 (en) Frequency-controlled electric drive