SU729800A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  управлени  быстродействующими электропроводами посто нного тока, имеющими ре-дукторы с большими зазорами или канатные передачи, например, электропроводов посто нного тока лебедок буровых установок, электропроводов копающих механизмом одноковшовых экскават.оров или схем управлени  главными приводами прокатных станов, имеющим св зь между электродвигателем и клетью с помощью валов с карданными сочленени ми.

Дл  электроприводов одноковшовых экскаваторов характерен режим внезапного стопорени  ковша, дл  подъема буровых колон г- режим прихвата. В этом режиме, независимо от структуры управл ющего (задающего) устройства , дл  ограничени  динамических нагрузок на механизм требуетс  резкий с максимально допустимой скоростью реверс тока в  кор;1Ой цепи электродвигател . Дл  электродвигателей прокатных станов, например непрерывных, требуетс  наращивание или снижение момента с максимальной скоростью при очень широком возможном диапазоне скоростей и ускорений .

Известно устройство дл  регулировани  скорости вращени  электродвигател , содержащее источники регулируемого напр жени , подключенные

5 к  корю и к обмотке возбуждени  электродвигател , регул тор тока  кор , подсоединенный к датчику тока  кор , регул тор скорости электродвигател , подключенный к датчику скозрости, причем между входом и выходом регул тора скорости включены входы по переменному току диодно-мостовой схемы 1.

Недостатком такого устройства

15  вл етс  то, что в нем не обеспечиваетс  ограничение ударов в передачах и рывков канатов, а также не предусматриваетс  повышение испольаовани  коммутационных возможностей электродвигател  за счет регулировани  амплитуды и скорости изменени  тоха  кор  в зависимости от режима работы электродвигател .

25 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство двухзонного регулировани  скорости электропривода, содержащее источники регулируемого нлJO пр жени , подключенные к  корю и к

Обмотке возбуждени  электродвигател , регул тор тока  кор , подсоединенный к датчику тока  кор , регул тор напр жени  на  коре, подсоединенный к датчику напр жени  на  коре, датчик тока возбуждены  ,подключенный к блоку нелинейности, Входы диодно-мостовой схемы по переменному току включены между входом и выходом регул тора напр жени  на  коре, а к входеии посто нного тока подключен выход сумматора , входы которого соединены с блоком нелинейности и выделителем  кор  напр жени  2.

В таком устройстве величина предельно допустимого тока  кор  электродвигател  регулируетс  в соответствии с законом коммутации в функции тока возбуждени  и напр жени  на  коре. Однако устройство применимо только, дл  механизмов с большим моментом инерции, с небольшой статической нагрузкой и с низкой требуемой точностью поддержани  скорости в установившемс  режиме. Снижение ударов при выборе зазоров предусматриваетс  при регулировании тока возбуждени  в функции тока  кор , а этот способ регулировани  не может быть применен в электроприводах механизмов с повышенными требовани ми к стабильности скорости, например прокатные станы или электроприводы буровых установок.

Кроме того, в т-аком устройстве, предназначенном дл  механизмов с большим моментом инерции, не учитываетс  изменение допустимой скорости нарастани  или спаданид тока  кор  с изменением режима работы электродвигател . Учет известного закона, апроксимирующего предельный график тока

/.

о.

ТРОГ

-N.

л.ном Рй.нои  . f заменен менее точным,

(-1Uo

ДОПТРОГ

 . ном « .НОМ ЧЧ ИОк JViHOM

и„

VCPunu

так как этот легче поддаетс  осуществлению в схеме.

Целью изобретени   вл етс  снижение ударов в механизме при повышении быстродействи  электропривода и улучшение использовани  коммутационных возможностей электродвигател .

Это достигаетс  тем, что в предложенный электропривод посто нного тока, содержащий последовательно включенные задающее устройство, регул тор скорости, регул тор тока с подключенными к их входам соответствеино датчиками скорости и тока и,вентильный преобразователь, питающий  корную цепь электродвигател , преобразователь в цепи обмотки возбуждени  электродвигател .

диодный мост, включенный диагональю переменного тока в цепь обратной св зи регул тора скорости , сумматор , к одному из входов которого через первый блок нелинейности подключен датчик тока возбуждени , и соединенный с датчиком напр жени  Первый блок выделени  модул , введены последовательно соединенные второй блок нелинейности, датчик статического момента электродвигател , второй блок выделени  модул  и пороговый элемент, а также блок перемножени , второй диодный мост, третий блок нелинейности, третий блок выделени  модул , диод и резисторы, при этом входы второго и третьего блоков нелинейности подключены к датчику тока возбуждени , выход первого блока нелинейности через резистор,.шунтирующий первый блок выделени  модул , соединен со вторым входом сумматора, выход которого подключен к диагонали посто нного тока второ.го диодного моста, диагональ переменного тока которого включена в цепь -обратной св зи регул тора тока  кор , выход порогового элемента через- второй резистор , шунтированный третьим блоком выделени  модул , входом подключенного к датчику напр жени , соединен с одним из входов блока перемножени , второй вход которого подключен к выходу третьего блока нелинейности , а выход - через диод встречно диагонали посто нного тока первого диодного моста, шунтированной третьим резистором.

Такое соединение обеспечивает начало быстрого нарастани  тока  кор  только после возрастани  статического момента на валу электродвигател , т.е. по окончании выбора зазоров и слабин, и регулирование предельной - величины тока  кор  электродвигател  по законам, более точно учитывающим вли ние различных факторовна ее допустимое значение .

На чертеже приведена схема предложенного электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель посто нного тока с  корем

Iи обмоткой возбуждени  2, питающимис  соответственно от вентильных преобразователей 3 и 4. В цепь управлени  преобразовател  3 включены последовательно соединенные задающее устройство 5, регул тор скорости б и регул тор тока  кор  7,

к входам которых подключены соответствующие датчики - датчик 8 скорости и датчик 9 тока  кор . Датчик 10 тока возбуждени  соединен с входами трех блоков нелинейности 11, 12 к 13. йлход блока нелинейности

IIчерез резистор 14, шунтирующий выход блока 15 выделени  модул ,подключе к входу сумматора 16, выход которого подключен к диагонали посто нного тока диодного моста 17, диагонально переменного тока, включенного в цепь обратной св зи регул тора тока 7. Выход блока нелинейности 12 через последовательно соединенные датчик 18 статического момента, блок 19 выделени  модул , пороговый элемент 20 и резистор 21, шунтирующий выход блока 22 выделени  модул , подключен к первому входу блока 23 перемножени , второй вход которого соединен с выходом блока нелинейности 13, а выход через диод 24 встречно диагонали посто нного тока диодного моста 25, шунтированной резистором 26.

Работает электропривод следующим образом.

При отсутствии сигнала на выходе задающего устройства 5 на выходе регул тора 6 скорости, регул тора 7 тока  кор  и вентильного преобразовател  3 напр жение равно нулю, поэтому ток  кор  электродвигател  и статический момент на его валу равны нулю. Напр жение на выходе датчика 18 статического момента,построенного , например, по принципу аналогового вычислительного устройства , равно нулю. Равно нулю также напр жение на выходе порогового элемента 20, блока 23 умножени  и подпирающее напр жение на входах посто нного тока диодной мостовой схемы 25.

После по влени  сигнала на выходе устройства 5 по вл етс  относите .:ьно небольшой сигнал на выходе регул тора 6, так как между выходом и входом этого регул тора в этом режиме существует сильна  отрицательна  обратна  св зь через схему 25 и резистор 26. Напр жени  на выходе регул тора 6 сравниваетс  на входе регул тора 7 с напр жением на выходе датчика 9 тока  кор . Эта разность образует сигнал, обуславливающий возможное максимальное напр жение на выходе регул тора 7 тока  кор . Фактическа  величина напр жени  на выходе регул тора 7 определ етс  напр жением подпора на входа диодной мостовой схемы 17. Это напр жение подпора определ етс  напр жением на выходе блока 11 нелинейности и блока 15 выделени  модул  напр жени  на  коре в соответствии с законами, определ ющими допустимую скорость изменени  тока  кор  электродвигател . Под действием напр жени  на. входе преобразовател  3 по вл етс  напр жение на  коре 1 электродвигател  и на входе датчика напр жени  6, по вл етс  ток в  корной цепи и напр жение на выходе датчика 9 тока  кор . Поскольку величина тока  кор  и, следовательно , момента в этом режиме ограничена , выбор зазора в передачах и слабин в канатах производитс  с небольшими усили ми. Так как в этом режиме статический момент на валу электродвигател  мал, невелико напр жение на выходе датчика 18, пороговый элемент 20 не срабатывает и до окончани  выбора зазора предельна  величина тока и момента не измен ютс .

0

По окончании выбора зазоров происходит скачкообразный рост статического момента на валу  кор  1 электродвигател . Вследствие этого скачкообразно увеличиваетс  напр 5 жение на выходе датчика 18, блока 19, выделени  модул , срабатывает пороговый элемент 20 и скачкообразно увеличиваетс  напр жение на выходе блока 23 и рост напр жени  на выходе регул тора 6. Под действи0 ем этого роста увеличиваетс  напр жение на выходе регул тора 7, преобразовател  3 и тока  кор  1 электродвигател . Скорость роста тока  кор  ограничиваетс , как и прежде

5 действием св зи по напр жению и току возбуждени  по цепи-: диодный . мост 17, сумматор 16, блок 15 выделени  модул , регул тор 6 скорости, блок нелинейности 11, датчик 10 тоf ка возбуждени .

По мере возрастани  частоты вращени   кор  1 электродвигател  на нем возрастает напр жение, что приводит (в соответствии с законами

5 коммутации) к уменьшению допустимого тока  кор . Обеспечение уменьшени  величины предельно допустимого  кор  обеспечиваетс  увеличением напр жени  на выходе блока выделе0 ни  модул  22 напр жени  на  коре и снижени  напр жени  на выходе блока 23 перемножени .

При переходе в тормозной режим вновь по вл етс  слабина в канатах и люфты в передачах. При этом рез5 ко уменьшаетс  величина статического момента. Его величина даже переходит через ноль, при этом становитс  равным нулю напр жение на выходе порогового элемента 20 и блока

0 23 перемножени . Резко уменьшаетс  напр жение на выходе регул тора 6 cкopocти т.е. задание на величину тока  кор  1. Следовательно, и в этом случае выбор люфтов в переда5 чах и слабни канатов производитс  с машым значением момента и, следовательно , с пониженной величиной ударов.

После выбора люфтов и слабни

0 пронсходнт скачкообразное увеличенне напр жени  на выходе датчика 18, блока 19 выделени  модул , порогового элемента 20, блока 22. Однако напр жение на выходе блока

5 23 меньше, чем после выбора люфтов

и слабин после трогани  с места, так как напр жение на первом входе блока 23 меньше благодар  действию отрицательной св зи по напр жению по цепи: датчик 6, блок 22 выделени  модул , резистор 21. Ток  корной цепи нарастает с предельно допустимой скоростью.Этим достигаетс  -и соблюдение законов коммутации, определ ющих величину допустимого тока  кор , и приближение токовых диаграмм к Оптимальным, что вместе с повышением использовани  динамических возможностей электродвигател  при напр жени х ниже номинального приводит к повышению быстродействи  и снижению потерь в  корных обмотках .

Ограничение тока  кор  электродвигател  при выборе Люфтов обеспечивает снижение ударов в передачах. Измен ема  в разных режимах величина предельной скорости изменени  тока  кор  также обеспечивает максимальное быстродействие электропри вода.

Claims (2)

1.Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулировани  ентильного электропривода посто нного тока . М., Энерги , 1972, с. 32-38

2.Авторское свидетельство-СССР 55613, кл. Н 02 Р 5/05, 1973.