SU439052A1 - Устройство дл регулировани скорости электродвигател посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматизированным электроприводам при управлении скоростью двигател  посто нного тока независимого возбуждени  изменением напр жени  на зажимах  кор .

Статические системы подчиненного регулировани  € пропорциональным регул тором скорости имеют фиксированное падение э.д.с. (скорости) двигател  при приложении нагрузки . Например, величина падени  э.д.с. в трехконтурной системе Г-Д в установившемс  режиме определ етс  следующим выражением:

8Г„

4-.,

-

де

статическое установившеес  падение э.д.с. двигател  при приложении нагрузки; T.i - эквивалентна  мала  посто нна 

времени системы; STij. -посто нна  времени пронорционального регул тора скорости; Тм - электромеханическа  посто нна 

времени привода;

/с - установившийс  ток нагрузки; RU - полное сопротивление  корной цепи Г-Д.

Из приведенного выражени  падение э.д.с. вигател , вызванное приложением нагрузки.

При маопредел етс  соотношением

т

лой величине посто нной времени Тм падение э.д.с. двигател  в оптимизированной системе 5 велико и может быть больше падени  э.д.с. двигател  в разомкнутой системе Г-Д.

В подобных случа х при малой величине посто нной времени Тм дл  уменьшени  статического падени  скорости используют или

0 пропорционально-интегральный регул тор скорости, или шунтируют емкость пропорционально-интегрального регул тора скорости. В -первом случае получают астатическую систему Г-Д, во втором -систему с регулируе5 мым статизмом.

Существенным недостатком такого формировани  переходных процессов по нагрузке в системе с подчиненным регулированием  вл етс  изменение свойств системы по управлению, причем быстродействие системы уменьшаетс , что приводит к уменьшению производительности механизма.

Отличие рассматриваемого устройства заключаетс  в создании электропривода с регулируемым статизмом на основе использовани  системы подчиненного регулировани  с пропорциональным регул тором скорости. Цель изобретени  состоит в отделении настройки процессов по нагрузке от настройки процессор

0 по управлению, в результате чего регулирование статизма по нагрузке не уменьшает быстродействи  привода по управлению. При этом качество переходных процессов и быстродействие по управлению остаютс  неизменными и такими же, как и у исходной статической сиетемы с пропорциональным регул тором скорости .

Указанна  цель достигаетс  тем, что узел установлени  величины жесткости содержит модель системы регулировани , элемент сравнени  сигналов выхода модели и датчика скорости и компенсирующее звено, причем вход модели подключен к выходу задатчика интенсивности , а выход элемента сравнени  через комплектующее звено подключен ко входу регул тора скорости.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - возможный вариант принципиальной схемы узла установлени  жесткости.

На фиг. 1 представлена трехконтурна  система Г-Д с подчиненным регулированием. Она содержит генератор 1 посто нного тока с обмоткой возбуждени  2 и двигатель посто нного тока 3. Система регулировани  содержит пропорционально-интегральный регул тор напр жени  4, пропорционально-интегральный регул тор тока 5 и пропорциональный регул тор скорости 6. Ко входам указанных регул торов подключены соответственно выходы датчика нанр жени  7, датчика тока 8 и датчика скорости 9.

Управление скоростью двигател  осуществл етс  от интегрального задатчика интенсивности 10. Результирующий сигнал системы управлени  на выходе регул тора напр жени  4, усиленный по мощности тиристорным возбудителем ill, формирует требуемый закон изменени  напр жени  на обмотке возбуждени  2 генератора 1. Узел установлени  лсесткости 12 состоит из модели 13 системы регулировани  (например, аналоговой), вход которой св зан с выходом задатчика интенсивности 10. В элементе сравнени  14 осуществл етс  алгебраическое суммирование выходного напр жени  модели 12 с сигналом обратной св зи по скорости, снимаемым с датчика напр жени  15, включенного в  корную цепь датчика скорости 9. Выход элемента 14 соединен со входом компенсирующего звена 16, которое определ ет характер компенсирующего сигнала, подаваемого на вход пропорционального регул тора скорости 6. Модель с достаточной степенью точности описывает свойства системы регулировани  при управлеНИИ от задатчика интенсивности 10. Поэтому при работе вхолостую двигател  3 входной сигнал элемента сравнени  14 равен нулю, узел 12 не оказывает вли ни  на работу электропривода .

При приложении нагрузки к валу двигател  3 сигнал обратной св зи по скорости

уменьшаетс  в сравнении с сигналом модели 13. В этом случае выходное напр жение элемента 14 представл ет собой сигнал ощибки по скорости двигател . Сигнал ошибки поступает на вход компенсирующего звена 16, передаточна  функци  которого определ етс  характером требований к статизму системы.

В случае, если необходима полна  компенсаци  падени  скорости при приложении нагрузки , то компенсирующее звено 16  вл етс  интегратором (см. фиг. 2), ключ 17 разомкнут . Система астатическа  первого пор дка по нагрузке.

Если нет необходимости в полной компенсации , требуетс  лишь частична  компенсаци  падени  скорости при приложении нагрузки, то звено 16 выполн етс  в виде инерционного звена первого пор дка (ключ 17 разомкнут) с регулируемым коэффициентом усилени  (изменением величины сопротивлени  18 на входе усилител  19) и с регулируемой посто нной времени (изменением величины сопротивлени  20 в цепи обратной св зи усилител  19).

Модель 13, выполненна  в виде цепочки из резистора 21 и конденсатора 22, лищь приближенно описывает свойства системы регулировани  по управлению. Более точное описание этих свойств возможно с применением более сложной модели (например, построенной на двух операционных усилител х).

Элемент сравнени  14 вынолнен в виде усилител  23 с входными резисторами 24, 25 и резистором 26 в цепи обратной св зи.

Изобретение может быть использовано не только в трехконтурной системе Г-Д, но и в двухконтурной статической системе преобразователь - двигатель с подчиненным регулированием , а также в любой другой системе управлени  скоростью двигател  посто нного тока, имеющей задатчик интенсивности и отрицательную обратную -св зь по скорости двигател .

Предмет изобретени 

Устройство дл  регулировани  скорости электродвигател  посто нного тока, содержащее задатчик интенсивности, пропорциональный регул тор скорости и узел установлени  величины жесткости регулировочных характеристик электродвигател , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества переходных процессов по управлению при высокой жесткости характеристик электропривода, узел установлени  величины жесткости содержит модель системы регулировани , подключенную к одному из входов элемента сравнени , второй вход которого соединен с датчиком скорости, а выход через компенсирующее звено со входом регул тора скорости, причем вход модели соединен с выходом задатчика интенсивности.

(У

г .