SU1765877A1

SU1765877A1 - Double-range speed regulated electric drive

Info

Publication number: SU1765877A1
Application number: SU894749071A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Иванов; Маргарита Николаевна Маслова; Алексей Сергеевич Чернышев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование: в двухзонных электроприводах посто нного тока. Сущность: электропривод содержит двигатель 1, корный преобразователь 2,тиристорный возбудитель 4, систему 5 регулировани корным преобразователем. К регул тору 8 напр жени двигател 1 подключен блок 15 ограничени , например транзистор, вход которого соединен с выходом операционного усилител 14, первый вход которого соединен с задатчиком 13, а второй - с нелинейным звеном 16. В данном электроприводе благодар плавающему ограничению выходного напр жени регул тора напр жени в функции скорости обеспечиваютс высокие динамические характеристики. 1 ил,Usage: in two-zone electric drives of direct current. SUBSTANCE: electric drive contains motor 1, root converter 2, thyristor exciter 4, system 5 of regulation by a root converter. The motor voltage regulator 8 is connected to the limiting unit 15, for example, a transistor, the input of which is connected to the output of the operational amplifier 14, the first input of which is connected to the setpoint 13 and the second to the nonlinear link 16. In this electric drive due to the floating output voltage limiting voltage regulator as a function of speed provides high dynamic performance. 1 silt

Description

слcl

сwith

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к области автоматизированного электропривода, и может быть использовано в двухзонных электроприводах посто нного и переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular, to the field of an automated electric drive, and can be used in two-zone electric drives of direct and alternating current.

Цель изобретени - улучшение динамических характеристик.The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics.

Изобретение по сн етс чертежом, на котором изображена функциональна схема электропривода.The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of an electric drive.

Электропривод содержит электродвигатель , корна обмотка 1 которого подключена к вентильному преобразователю 2, а обмотка 3 возбуждени - к возбудителю 4, систему 5 управлени вентильным преобразователем , входы которой соединены с за- датчиком 6 и датчиком 7 скорости, последовательно включенные в цепь управлени возбудителем 4 регул тор 8 напр жени электродвигател и регул тор 9 тока возбуждени , входы первого из которых соединены с задатчиком 10 и датчиком 11 напр жени на коре, а вход второго - с датчиком 12 тока возбуждени , а также задатчик 13 тока возбуждени , операционный усилитель 14, блок 15 ограничени , нелинейное звено 16 с зоной нечувствительности и блок 17 выделени модул , при этом к регул тору 8 напр жени подключен блок 15 ограничени , управл ющий вход которого соединен с выходом операционного усилител 14, соединенного своими входами с выходами задатчика 13 тока возбуждени и нелинейного звена 16 с зоной нечувствительности , вход которого через блок 17 выделени модул подключен к выходу датчика 7 скорости.The electric drive contains an electric motor, the root winding 1 of which is connected to the valve converter 2, and the excitation winding 3 to the exciter 4, the control system 5 of the valve converter, the inputs of which are connected to the sensor 6 and the speed sensor 7, connected in series to the control circuit of the exciter 4 The torus 8 of the motor voltage and the regulator 9 of the excitation current, the inputs of the first of which are connected to the setting device 10 and the voltage sensor 11 on the crust, and the input of the second - to the sensor 12 of the driving current, as well as IR 13 of excitation current, operational amplifier 14, limiting unit 15, nonlinear link 16 with deadband and module isolating unit 17, with limiting unit 15 connected to voltage regulator 8, the control input of which is connected to the output of operational amplifier 14 connected its inputs with the outputs of the generator 13 of the excitation current and the nonlinear link 16 with the dead zone, the input of which is connected via the module 17 to the output of the speed sensor 7.

Вместо датчика напр жени 11 в электроприводе может быть использован датчик ЭДС, дл этого к его входу должен быть дополнительно подключен датчик 18 тока кор . Выход регул тора 9 тока возбуждеVJ о слInstead of a voltage sensor 11 in an electric drive, an EMF sensor can be used; for this, a core current sensor 18 must be connected to its input. The output of the regulator 9 current exciVVO SL

00 VJ XI00 VJ XI

ни подключен к входу возбудител 4 через систему 19 импульсно-фазового управлени (СИФУ).It is also connected to the input of the driver 4 through the system 19 of the pulse-phase control (SIFU).

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

Регулирование скорости электродвигател осуществл етс задатчиком скорости 6. До номинальной скорости это регулирование осуществл етс изменением напр жени на коре 1 электродвигател , которое последний получает от вентильного преобразовател 2. При этом в системе 5 управле- ни . вентильным преобразователем происходит обработка сигналов задающего датчика скорости и обратной св зи по току кор с датчика 18. Система 5, как правило, содержит ПИ-регул тор скорости и ПИ-регу- л тор тока кор , При регулировании скорости до ее номинальной величины канал регулировани тока возбуждени обеспечи- вает номинальную величину тока возбуждени , что достигаетс регул тором 9, который воздействует через систему 19 на возбудитель 4. В этом случае регул тор 8 напр жени электродвигател находитс в насыщении и его выходное напр жение при настройке ограничиваетс блоком 15 ограничени до величины напр жени , определ ющей номинальный ток возбуждени электродвигател . Это определ етс задатчиком 13 тока возбуждени . Таким образом, в первой зоне регулировани обеспечиваетс наибольшее выходное напр жение блоков 8, 9, 4 и номинальный ток возбуждени .The motor speed is controlled by a speed limiter 6. Up to the nominal speed, this regulation is carried out by varying the voltage on the core 1 of the electric motor, which the latter receives from the gate converter 2. In this case, in the control system 5. the valve converter processes the signals of the master speed sensor and feedback on the core current from the sensor 18. System 5, as a rule, contains a PI speed controller and a PI current controller core, When the speed is controlled to its nominal value, the control channel excitation current provides the nominal value of the excitation current, which is achieved by the regulator 9, which acts through the system 19 on the exciter 4. In this case, the voltage regulator 8 of the electric motor is in saturation and its output voltage s when adjusting block 15 is limited to a limiting value voltage defining a nominal drive current of the motor. This is determined by the exciter current setpoint 13. Thus, in the first control zone, the highest output voltage of the blocks 8, 9, 4 and the nominal field current are provided.

Дальнейшее повышение скорости от номинальной до максимальной (втора зона регулировани ) осуществл етс каналом регулировани тока возбуждени . В этом случае за счет некоторого малого измене- ни напр жени кор электродвигател от- носительно номинальной величины, которое передаетс на ПИ-регул тор 8 напр жени через датчик-11, происходит снижение выходного напр жени регул тора 8 напр жени и соответственно уменьшение напр жени на выходе возбудител 4 и тока в обмотке 3 возбуждени . Поддержание номинального напр жени на коре электродвигател во второй зоне регулировани осуществл етс плаваю- ще.е (не жесткое) ограничение выходного напр жени регул тора 8 в функции величины скорости электродвигател . По мере увеличени скорости электродвигател выше номинальной на выходе операционного усилител 14 понижаетс напр жение, в результате блоком 15 ограничени понижаетс уровень ограничени напр жени регул тора 8. Это приводит к тому, что вA further increase in speed from nominal to maximum (second control zone) is carried out by the drive current control channel. In this case, due to some small change in the voltage of the electric motor relative to the nominal value, which is transmitted to the PI controller 8 voltage through the sensor-11, the output voltage of the voltage regulator 8 decreases and, accordingly, the voltage decreases. at the output of the driver 4 and the current in the winding 3 of the excitation. Maintaining the rated voltage on the electric motor core in the second control zone is floating (e.g., not hard) limiting the output voltage of the regulator 8 as a function of the motor speed. As the motor speed increases above the nominal value at the output of the operational amplifier 14, the voltage decreases, as a result of the limiting unit 15, the level of the voltage limitation of the regulator 8 decreases. This leads to

переходных режимах, например, когда сигнал обратной св зи V0c несколько отклон етс от номинального значени , выходное напр жение регул тора 8 может измен тьс в небольших ограниченных пределах, но достаточных дл осуществлени процесса регулировани тока возбуждени . Блок 17 выделени модул в реверсивном электроприводе осуществл ет выделение модул скорости (сигнала датчика 7). Нелинейное звено 16с зоной нечувствительности обеспечивает прохождение выходного сигнала блока 17 на вход операционного усилител 14 при скорости электродвигател , превышающей номинальную. Зона нечувствительности звена 16 определ ет номинальную скорость электродвигател .transient conditions, for example, when the feedback signal V0c slightly deviates from the nominal value, the output voltage of the regulator 8 may vary within a limited limited range, but sufficient for the implementation of the excitation current control process. The module 17 for extracting the module in a reversible electric drive selects the velocity module (sensor signal 7). Nonlinear link 16c deadband ensures the passage of the output signal of the block 17 to the input of the operational amplifier 14 when the motor speed exceeds the nominal. The deadband of link 16 determines the nominal speed of the motor.

Преимущество предлагаемого двухзон- ного электропривода по сравнению с электроприводом , выполненным по прототипу, состоит в следующем, Во всех известных электроприводах ограничение выходного сигнала регул тора напр жени осуществл етс в одной точке по максимуму, что соответствует только номинальному току возбуждени . В результате в переходных режимах его выходное напр жение может измен тьс от нул до максимума. А это, учитыва , что указанный регул тор вл етс ПИ-регул тором, т.е. имеет инерционность, приводит к увеличению времени регулировани , перерегулированию ЭДС, ухудшению токовой диаграммы, а в р де случаев - к неустойчивости. В предлагаемом двухзон- ном электроприводе благодар плавающему ограничению выходного напр жени регул тора напр жени в функции скорости , которое в принципе может примен тьс и в другой структуре электропривода, обеспечиваютс высокие динамические характеристики .The advantage of the proposed two-zone electric drive in comparison with the electric drive made according to the prototype is as follows. In all known electric drives, the output of the voltage regulator is limited at one point by the maximum, which corresponds only to the nominal excitation current. As a result, in transient conditions, its output voltage may vary from zero to a maximum. And this, taking into account that the specified controller is a PI controller, i.e. has inertia, leads to an increase in the regulation time, the overshoot of the EMF, the deterioration of the current diagram, and in a number of cases - to the instability. In the proposed two-zone electric drive, due to the floating limitation of the output voltage of the voltage regulator as a function of speed, which in principle can be applied to another structure of the electric drive, high dynamic characteristics are provided.

Claims

An electric drive with two-zone speed control, containing an electric motor whose root winding is connected to a valve converter, and an excitation winding to a driver, a valve converter control system, whose inputs are connected to a control unit and a speed sensor connected in series to a control circuit of a voltage regulator an electric motor and a field current regulator, the inputs of the first of which are connected to the setpoint sensor and the voltage sensor on the core, and the input to the second - with an excitation current sensor and drive current setpoint, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics,

it has an operating insulator, a limiting unit, a nonlinear link with a dead zone, and a module allocation unit, with the voltage regulator

a radio amplifier connected by its inputs to the outputs of the setpoint generator of the excitation current and the nonlinear link with the deadband, the input of which through

A limiting unit is connected, and a 10–5 control unit is connected to a module whose output input is connected to the output of a one-speed sensor.

tor / al regulroyani HonpsxeHjp io bark d5i atel

OEGILIRODANI CANKA channel

1st

rdW