SU506105A1

SU506105A1 - DC slave motor control system

Info

Publication number: SU506105A1
Application number: SU2021679A
Authority: SU
Inventors: Владимир Трофимович Бардачевский; Борис Яковлевич Панченко; Борис Феодосьевич Иванков; Владимир Иванович Кузнецов; Галина Михайловна Синицина
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт
Priority date: 1974-05-12
Filing date: 1974-05-12
Publication date: 1976-03-05

Description

1one

Изобретение относитс к системам автоматического управлени электроприводами посто нного тока, которые работают в режимах набросов нагрузки и в которых вследствие этого возникают значительные электрические и механические перегрузки. К таким электроприводам относ тс , например, приводы копающих механизмов одноковшовых экскаваторов , дл которых характерно изменение нагрузки в широких пределах, включа работу на уиор.The invention relates to automatic control systems for direct current electric drives, which operate in load-boosting modes and in which, as a result, significant electrical and mechanical overloads occur. Such electric drives include, for example, drives of the digging mechanisms of single-bucket excavators, which are characterized by a wide variation in load, including work on the uior.

В современных системах подчиненного регулировани , содержащих регул торы тока и напр жени , токоограничение осуществл етс за счет ограничени выходного сигнала регул тора напр жени .In modern subordinate control systems containing current and voltage regulators, the current limitation is implemented by limiting the output of the voltage regulator.

Известна система управлени электроприводом посто нного тока по системе управл емый преобразователь-двигатель, содерл аща включенное в канал управлени преобразователем ограничивающее звено, на вход его уставки подключен регулируемый задатчик допустимого напр жени преобразовател , в цепи входа которого включены через ключевой элемент с выдержкой при размыкании элементы уставки, а вход ключевого элемента через элемент с характеристикой тииа «зоны нечувствительности подключен к выходу датчика тока.A known DC motor drive system is controlled by a converter-motor system, which contains a limiting link included in the converter control channel, to the input of its setpoint an adjustable voltage tolerance converter is connected, in the input circuits of which are connected through a key element with opening delay elements of the setpoint, and the input of the key element through the element with the tiaia characteristic of the dead zone is connected to the output of the current sensor.

Така система дает возможность хорошо формировать переходные процессы в пускотормозных режимах. Однако при воздействии нагрузки, превышающей стопорное значение, или при работе механизма на упор указанна схема недостаточно эффективно ограничивает выбросы тока двигател , которые в этих случа х могут превысить допустимые значени . Особенно это касаетс систем с упругими механическими св з ми, в которых стоиорение исполнительного органа может сопроволадатьс также сильными колебани ми момента в механических передачах с амплитудами, близкими к пределу прочности механического оборудовани .Such a system makes it possible to form transitional processes in the start-brake modes well. However, when a load exceeds a stop value, or when the mechanism operates on the stop, this scheme does not effectively limit the motor current surges, which in these cases may exceed permissible values. This is especially true for systems with elastic mechanical connections, in which the position of the executive body can also be accompanied by strong oscillations of the moment in mechanical transmissions with amplitudes close to the ultimate strength of the mechanical equipment.

Цель изобретени - повышение надежности и долговечности работы электрического и механического оборудовани за счет уменьшени выбросов тока двигател и момента в механических нередачах за допустимые значени и снижение колебательности этих величии при воздействии на привод нагрузок, превышающих допустимое значение.The purpose of the invention is to increase the reliability and durability of the electrical and mechanical equipment by reducing the current emissions of the engine and the moment in mechanical non-efficiency for acceptable values and reducing the oscillation of these magnitudes when the drive is subjected to loads that exceed the allowable value.

Дл этого в предлагаемой системе ключевой элемент включен между выходом датчика напр жени и входом регул тора тока.For this, in the proposed system, a key element is connected between the output of the voltage sensor and the input of the current regulator.

На чертеже приведена схема предлагаемой системы подчиненного регулировани электроприводом посто нного тока.The drawing shows a diagram of the proposed system of the subordinate control of direct current by the electric drive.

Двигатель 1 питаетс от преобразовател 2. Система регулировани с последовательным включением регул тором вл етс двухконтурпой . Внешний контур регулировани напр жени состоит из регул тора напр жени 3 с ограничивающими стабилитронами 4 и 5 и датчика напр жени 6. Внутренний контур регулировани тока содержит датчик тока 7, преобразующий сигнал, который поступает от шунта 8 в силовой цепи двигател , и регул тор тока 9. На вход регул тора тока 9 поступает сигнал выхода регул тора напр жени 3 и сигналы обратных св зей - линейной обратной св зи по току и нелинейной обратной св зи по напр жению двигател . Последн содержит ключевой элемент 10 с выдерлской времени на размыкание, с помощью которого иа входной резистор И регул тора тока 9 подаетс сигнал от датчика напр жени 6. Цепь включени ключевого элемента 10 получает питание от датчика тока 7 через нелинейный элемент 12 с характеристикой типа «зона нечувствительности .Motor 1 is powered by converter 2. The control system with sequential switching regulator is a dual-circuit. The external voltage control loop consists of a voltage regulator 3 with limiting zener diodes 4 and 5 and a voltage sensor 6. The internal current control loop contains a current sensor 7 that converts the signal that comes from shunt 8 in the motor circuit and the current regulator 9. The input of current regulator 9 receives the output of voltage regulator 3 and feedback signals — linear current feedback and non-linear feedback to the motor voltage. The latter contains a key element 10 with off-delay time for opening, by means of which both the input resistor And current regulator 9 supplies a signal from voltage sensor 6. The switching circuit of key element 10 receives power from current sensor 7 through non-linear element 12 with a "zone insensitivity.

Режим работы системы зависит от нагрузки двигател . При таких нагрузках двигател , когда напр жение датчика тока 7 не превосходит опорного напр жени t/on элемента «зона нечувствительности, нелинейна обратна св зь по напр жению в контуре тока не включена и система управлени работает как обычна двухконтурна система подчиненного регулировани с последовательным включением регул торов. Если же нагрузка привода увеличитс так, что ток кор / превысит на 10-13% стопорное значение /стоп, напр жение f/дт датчика тока станет больше, чем опорное напр жение UQU элемента 11. При этом на управл ющий орган ключевого элемента поступит разность напр жений бдт- Lon, под действием которого ключевой элемент включитс и сигнал от датчика напр жени 6 поступит на регул тор тока 9. Сигнал , поступающий от датчика напр жени , совпадает по знаку с сигналом от датчика тока и противоположен по знаку сигналу от регул тора напр жени . В результате этого в момент включени ключа 10 на преобразователь 2 через регул тор тока 9 поступает сильный сигнал, направленный на уменьшение напр жени преобразовател 2. Это вызывает интенсивное снижение напр жени преобразовател , уменьшение тока двигател и момента в механической передаче. В дальнейшем , вследствие того, что напр жение преобразовател снижаетс , уменьшаетс и сигнал дополнительной обратной св зи. Это снособствует демпфированию колебаний тока двигател и момента в упругой механической передаче . Отключение дополнительной обратной св зи по напр жению в контуре тока происходит не сразу, а спуст врем выдержки после того, как сигнал датчика тока снова станет меньше опорного напр жени ои элемента тина «зона нечувствительности. Введение выдержки времени сокращает количество повторных срабатываний ключа 10, что в конечном итоге делает более спокойпыми процессы в электроприводе, вызванные действием больших нагрузок. Величина выдержки времени выбираетс больше, чем половина периода колебаний тока при стопорении привода , а глубина нелинейной обратной св зи по напр жению в контуре тока - из услови заданного токоограничени в самом т желом режиме воздействи нагрузки, а также из услови наилучшего демпфировани колебаний момента в системах с упругими механическими св з ми.The mode of operation of the system depends on the engine load. Under such engine loads, when the voltage of the current sensor 7 does not exceed the reference voltage t / on of the dead zone element, the nonlinear feedback on the voltage in the current loop is not turned on and the control system operates as a normal two-loop slave control system with series control tori. If the drive load increases so that the current core / exceeds the stopping value / stop by 10-13%, the voltage f / dt of the current sensor will become greater than the reference voltage UQU of the element 11. At the same time, the control element of the key element will receive the difference voltages bdt- Lon, under the action of which the key element turns on and the signal from voltage sensor 6 goes to current regulator 9. Signal from the voltage sensor coincides in sign with the signal from current sensor and is opposite to the signal from regulator tension As a result, at the moment the switch 10 is turned on, the converter 2 through the current regulator 9 receives a strong signal aimed at reducing the voltage of the converter 2. This causes an intense decrease in the voltage of the converter, a decrease in the motor current and torque in the mechanical transmission. Further, due to the fact that the voltage of the converter decreases, the signal of the additional feedback decreases. This contributes to damping current oscillations of the engine and torque in an elastic mechanical transmission. Disconnection of additional feedback on the voltage in the current circuit does not occur immediately, but after the exposure time after the current sensor signal again becomes less than the reference voltage oi of the element “deadband”. The introduction of the time delay reduces the number of repeated trips of the key 10, which ultimately makes the processes in the electric drive calmer due to the action of greater loads. The time delay is chosen to be more than half the period of current oscillations when the drive is stopped, and the nonlinear feedback depth in the current loop voltage is determined from the condition of a given current limit in the heaviest mode of load and also from the best damping moment oscillations in systems with elastic mechanical bonds.

Claims

Invention Formula

A direct current electric drive control system with current and voltage regulators, containing a key element with shut-off delay, the control input of which is connected through an element of the "dead zone" type to the current sensor output, which is in order to increase the reliability and durability of the equipment due to the increased1 and efficiency of the current limit, a key element is connected between the output of the voltage sensor and the input of the current regulator.

-czHh

{AND;:

RR; .1 2