SU1515313A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к реверсивным электроприводам посто нного тока с контролируемым диапазоном изменени  скоростей. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности. Электропривод содержит электродвигатель 1, источник 2 задающего напр жени , тиристорный преобразователь 8, двухконтурную систему подчиненного регулировани , управл емый ограничитель 14 скорости. Повышение надежности достигаетс  за счет управл емого ограничени  скорости и управлени  интенсивностью этого ограничени  при колебани х скорости, превышающих предельно-допустимые значени , вследствие ускорени  или стопорени  электродвигател  при возмущени х как по заданию, так и по нагрузке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

tis

ел

СП

со

Изобретение относитс  к электротехнике и может .быть использовано в автоматизированном электроприводе с контролируемым диапазоном скоростей.

Цель изобретени  - повьппение надежности .

На чертеже приведена схема электропривода посто нного тока.

Электропривод посто нного тока содержит двигатель 1 последовательно соединенные источник 2 задающего напр жени , регул тор 3 скорости, регул тор 4 тока, нелинейное звено 5 типа насьиценн , логическое устройство 6 раздельного управлени , систему 7 импульсно-фазового управлени , ти- ристорный преобразователь 8, выходом подключенный к  корной обмотке двигател  1 , датчики 9 и 10 тока и скорости подключенные к входам соответствующих регул торов % и 3, функциональный преобразователь ЭДС 11, вход которого подключен к датчику 10 скорости, а выход - к второму входу нелинейного звена 5 типа насыщение , входы питани  логического устройства 6 раздельного управлени  соединены с шинами питани , два друг гих входа соединены соответственно с выходами тиристорного преобразовате л  8 и выходом блокировки системы 7 импульсно-фазового управлени , входы коммутации которой соединены с дискретными выходами логического устрой- ства 6 раздельного управлени , выход совпадени  которого соединен с входом блокировки системы 7 импульсно-фазового управдС-Ни ,источник Ь2 опорного напр жени , влок 13 выделени  модул , управл- емый ограничитель 14 скорости, а источник 2 задающего напр жени  выполнен с дополнительньми входами, при этом сигнальный вход управл емого

ь

Ограничител  14 скорости соединен с выходом блока 13 выделени  модул , вход которого соединен с выходом датчика 10 скорости, пороговые входы управл емого ограничител  14 скорости соединены с соответствующими вы- ходами источника 12 опорного напр жени , входы коммутации - с дискретными выходами логического устройства 6 раздельного управлени , а аналоговые выходы - с соответствующими дополни- тельными входами источника 2 задающег го напр жени .

Управл емый ограничитель 14 скорости содержит три инвертирующих

усилител  15,16 и 17, два ключа 18 и 19 и два диода 20 и 21, встреч)ю шунтирующих цепи обратных св зей первых двух инвертирующих усилителей 15 и 16. Первые входы первых двух инвертирующих уснгГителей 15 и. 16 образуют пороговые входы управл емого ограничител  14 скорости, а объединенные вторые входы - сигнальный вход управл емого ограничител  14 скорости , выходы первых двух инвертирующих усилителей 15 и 16 соединены с соответствующими входами третьего инвертирующего усилител  17, а также с замкнутыми аналоговыми входами обоих ключей 18 и 19 соответс.твенно, аналоговые выходы которых образуют соответствующие выходы управл емого ограничител  14 скорости, а входы управлени  - входы коммутации управл емого ограничител  14 скорости , выход третьего инвертирующего усилител  17 соединен с объединенными разомкнутыми аналоговыми входами обоих ключей 18 и 19. I

Устройство работает следующим

образом.

В исходном состо нии, что соответствует нахождению регулируемой координаты в заданном диапазоне значений устройство ведет себ  как двухконтур- на  система подчиненного регулировани . При этом скорость электродвигател  определ етс  установленным заданием , а напр жение вращени  - работой соответствующей группы тиристорного преобразовател  8 в выпр мительном режиме. Прохождение отпирающих импульсов с выходов системы 7 к указанной группе тиристорного преобразовател  8 1|сонтролируетс  логическим устройством 6, которое своими сигналами с дискретных выходов коммутирует соответствующие цепи системы 7. Состо ние выходов логического устройства 6 определ етс  пол рностью разностного сигнала, который образуетс  на соответствующем выходе нелинейного звена 5 из выходных сигналов упом нутого звена и функционального преобразовател  ЭДС 11, а также наличием напр жени  на тиристорах тиристорного преобразовател  8. Сигнал управлени  с соответствующего выхода нелинейного звена 5, преобразуетс  в логическом устройстве 6 в однопол рный сигнал и с аналогового выхода послед-

5

него поступает на уттравл ющнй вход системы 7, где происходит формирование последовательностей отпирающих импульсов. Любые возмутдени  со сторо ны нагрузки отрабатываютс  в замкнутой по скорости электродвигател  сис теме автоматического регулировани .

При этом измен етс  пол рность разностного сигнала на входе логического устройства 6, происходит переключение его дискретных выходов, исчезновение тока в силовой цепи, на выходе совпадени  логического устройства 6 имеет место результирующий сигнал низкого уровн  и при отсутствии управл ющих импульсов обеспечиваетс  блокировка выдачи управл ющих импульсов и отсчет бестоковой паузы, по окончании которой происходит переключение и логического устройства 6, в работу вступает инверторна  групп тиристорного преобразовател  8.

Выходные сигналы управл емого ограничител  14 с аналоговых выходов ключей 18 и 19 близки к О и не вли ют на работу устройства. Действительно , при нахождении сигнала с выхода датчт-пса 10 скорости в диапазоне, ограниченном максимальным и мин)аль ным значени ми, диоды 20 и 21 смещены в пр мом направлении и шунтируют обреттные цепи инвертирующих усилителей 15 и (6, обеспечива  тем самым вькодные сигналы управл емого ограничител  14 на уровне, определ - etMOM падени ми напр жени  на пр мосме щенных р-п-иереходах. При установке сигнала задани  на уровень, превышающий граничные значени  диапазона, а следовательно, достижении сигналом обратной св зи установленного задани , сигнал с выхода блока 13 пре- вьппает один из опорных уровней, например запираетс  диод 21 и на выходе усилител  6 по вл етс  сигнал отрицательной пол рности, который дл  случа  положительного сигнала задани  компенсирует избыточное задание путем алгебраического суммировани  указанных сигналов на входах источника 2 задающего напр жени . Измен етс  пол рность сигнала с выхода нелинейного звена 5, переключаетс  логическое устройство 6, и блокщ-уютс  управл ющие импульсы с выходов системы 7. Но окончании бестоковой паузы переключаютс  группы тиристорного преобразовател  8 и имеет место тор153136

мозной режим работы электродвигател . И. чТС :сивность ограничени , характер1Г- зующа  в данном слу чае темп торможе- ни  электродвигател , при неизмен- ной посто нной интегрировани  источника 2 задающего напр жени  определ етс  амплитудой результирующего сигнала задани . При снижении сигнала до

.Q установленного верхнего предельного уровн , определ емого опорным напр жением , происходит обратный продесс восстановлени  предыдущих состо ний и электродвигатель 1 вновь работает

5 в квадрантах электромеханической характеристики , определ ющих двигательный режим.

Аналогично работает .устройство При установке сигнала задани  на ско0 рость ниже минимально допустимой. Отличие состоит в том, что в исходном состо нии диод 20 смещен в пр мом направлении большим положительным потенциалом сигнала текущего зна5 чени  скорости электродвигател  ,поэтому при работе последнего со скоростью, ниже предельной минимальной, на выходе инвертирующего усилител  15 имеет место положительный сигнал, который в

0 совокупности с положительнь1м сигналом чадаки  сообщает электродвигателю 1 необходимое ускорение. Темп ускорени  аналогично случаю ограничени  максимальной сверхдопустимой скорости определ етс  амплитудой результирующего сигнала задани  на входе источника 2 задающего напр жени .

При изменении направлени  вращени  электродвигател  пол рность вы0 ходных сигналов управл емого огра- Н -гчител  14 мен етс  на противоположную . Инвертирование знака осуществл етс  инвертирующим усилителем 17, однако неизменно, как это слее дует из изложенного вьппе, соблюдаетс  следующий принцип формировани  сигналов: при ограничении сигналов выше максимально допустимьк соответствующий выходной сигнал управл емо0 го ограничител  14  вл етс  противофазным сигналу задани ,а при ограничении сигналов ниже предельных минимальных - синфазным.Выборка знака выходных сигналов управл емого ограничител  14

е осуществл етс  ключами 18 и 19, при этом сигнал коммутируетс  либо непосредственно с выходов (-швертир то- щих усилителей 15 или 1в к соответствующим входам источника 2 злдаюшгто

5

напр жени , либо с выхода инвертирующего усилител  17,

Регулированием опорных уровней с. соответствующих вьгходов источника 12 достигаетс  существенное расширение диапазона изменений скорости электродвигател  1. Изменением же коэффициентов передачи инвертирую-v. щих усилителей 15 и 16 регулируетс  требуема  интенсивность ограничени , котора  при неизменной посто нной интегрировани  источника 2 задающего напр жени  определ етс  изменением результирующего задающего сигнала , образующегос  при алгебраическом суммировании сигналов на входах источника 2,

Аналогично при отклонени х скорости электродвигател  за пределы допустимого диапазона, вызванных ускорением или стопорением двигател  вследствие каких-либо возмущений со стороны нагрузки, всегда будет иметь место управл емое ограничение посредством сигналовj вырабатываемых управл е мым ограйичителем 14, при алгебраичес ком суммировании последних с сигналом задани  скорости.

Во всех рассмотренных случа х изменени  текущего значени  скорости сохран етс  действие ограничителей максимально возможного тока  кор  в регул торах скорости и тока 3,4 (ограничение задани  на ток, упреждающее и зависимое токоограничение) при недопустимых колебани х скорости электродвигател .

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства состоит в существенном расширении функциональных возможностей управлени  электродвигателем путем введени  управл емого ограничени  скорости и управлени  интенсивностью этого ограничени  при колебани х скорости, превышающих предельно допустимые значени , вследствие ускорени  или сто- порени  электропривода, возникающих при возмущени х как по заданию, так и по нагрузке. Последнее важно в электроприводах грузоподъемных механизмов , где особенно часты самопроизвольные ускорени  и замедлени  электродвигател , которые могут происходить с недопустимым темпом, при выполнении спускоподъемных операций.

Обеспечение стабильной работы электродвигателей в допустимом диа0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пазоне скоростей повышает надежность и уменьшает износ электрооборудовани .

Claims (2)

1.Электропривод посто нного тока, содержащий двигатель, последовательно соединенные источник задающего напр жени , регул тор скорости, регул тор тока, нелинейное звено типа насыщение , ло1- ическое устройство раздельного управлени , систему импульсно- фазового управлени , тиристорный преобразователь , выходом подключенный

к  корной обмотке двигател , датчики тока и скорости, подключенные к входам соответствующих регул торов, функциональный преобразователь ЭДС, вход которого подключен к датчику скорости, а выход - к второму входу нелинейного звена типа насыщение, логическое устройство раздельного управлени  содержит входы питани , два других входа соединены соответст- 1 венно с выходами тиристорного преобг разовател  и выходом блокировки системы импу.пьсно-фазового управлени , входы коммутации которой соединень с дискретными выходами логического устройства раздельного управлени , выход совпадени  которого соединен С входом блокировки системы импульс- но-фазового управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены источник опорного напр жени , блок выделени  модул , управл емый ограничитель скорости, а источник задающего напр жени  выполнен с дополнительными входами, при этом сигнальный вход управл емого ограничител  скорости соединен с выходом блока выделени  модул , вход которого соединен с выходом датчика скорости, пороговые входы управл емого ограничител  скорости соединены с соответствующими выходами источника опорного напр жени , входы коммутации - с дискретными выходами логического устройства раздельного управлени , а аналоговые выходы - с соответствующими дополнительными входами источника задающего напр жени .

2.Электропривод по п.1, о т л и- чающийс  тем, что управл емый ограничитель скорости содержит три инвертирующих усилител , два

ключа и два диода, встречно шунтирующих цепи- обратных св зей перв1 гх двух инвертирующих усилителей, при этом первые входы первых двух инвертирующих усилителей образуют пороговые входы управл емого ограничител  скорости, а объединенные вторые входы - сигнальный вход управл емого ргранич ггел  скорости, выходы первых двух инвертирующих усилителей соединены с соответствующими входами

третьего инвертирующего усилител , а также с замкнутыми аналоговыми входами обоих ключей соответственно, аналоговые выходы которых образуют соответствующие выходы управл емого ограничител  скорости, а входы управлени  - входм коммутации управл емого ограничител  скорости, выход третьего инвертирующего усилител  соединен с объединенными разомкнутыми анало- говьни входами обоих ключей.