SU736319A1 - Электропривод посто нного тока с двухзонной системой регулировани скорости - Google Patents

Description

целой группы двигателей (групповой источник питани ) и индивидуальные вёнтилБные возбудители дл  регулировани  скорости каждого двигател  изменением тока возбуж цени .

Наиболее близким техническим paueнием к изобретению  вл етс  электропривод посто нного тока, содержащий управл емый вентильный преобразователь ,- снабженный системой регули ювани  напр жени  преобразовател , питающего  корные цепи одного или нескольких двигателей, и нереверсивные Eie;-:тйльные возбудители, индивидуальные дл  каждого двигател , снабженные системой регулировани  скорости 2. Система регулировани  скорости, воздййствующа  на поток возбуждени , в таком электроприводе содержит последоБ§тельно включенные регул тор скорости , множительно-делительное устройство , регул тор тока  кор  и регул тор возбуждени , и задающее устройство, сЬединенное со входом регул тора скорости и со входом нелинейного элем€;н та; с характеристикой типа ограничени  включенного на входе системы регулирс (вани  напр жени  на  коре, причем ко входам первых двух регул торов подкл1очены соответственно датчики скорости; вращени  и тока  кор , вход множител  множительно-делительного устройства соединен с датчиком скорости, а вхЬд делител  через блок вьвделени  Оо тьшего из двух сигналов - с источником посто нного напр жени  и с выходом датчика ЭДС. Ограничение токгь  крр  двигател  осуществл етс  здесь охватом мно; шгельно-делителького устройства и регул тора скорости неликейными элементами, ограничение тока возбуждени  - ограничением задани  на: входе регул тора возбуждени ,

В таком з-.гектроприводе, особенно при применении регул тора потока возбуждени  и точного измерител  потока возбуждени ,могут быть получены статические и динамические характеристики достаточно высокого качества. При применении же вместо регул тора потока регул тора тока возбуждени  или рагул тора потока с неточным измерителем потока возбуждени  быстродействие системы регулировани  оказываетс  пониженным - ухудшаютс  качественные показатели электропривода. Опыт проектировани  и наладки подобных систем показывает, что при наличии высок; х требований к быстродействию систе: « регулировани  скорости {что особе:ино важно, например, при трубопрокатных агрегатах) , к статической и динш -шческой ТОЧНОСТИ, измерител  потока возбуждени  предъ вл ютс  чрезвычайно высокие требовани , которые не могут быть удовлетворены современными методами аналоговой техники; применение же специальных измерителей потока двигател  представл етс  нецелесообраэ

ным. Таким образом, по указанным причинам в рассматриваемом электроприводе не удаетс  реализовать достаточно высокое быстродействие.

Дл  исключени  недостатков, вносимых регул тором потока, можно применить регул тор тока возбуждени , однако при этом снижаетс  быстродействие систе1 «л регулировани .

Цель изобретени  - улучшение статических и динамических характеристик электропривода, а также упрощение его наладкг.

Цель достигаетс  тем, что в электроприводе , содержащем управл емый вентильный преобразователь с системой регулировани  напр жени  на  коре двигател , нереверсивный вентильный возбудитель дл  питани  обмотки возбуждени  двигс1тел  с системой регулировани  скорости двигател , состо щей из последовательно включенных регул тора скорости, множительно-делительного устройства, регул тора тока  кор  и регул тора возбуждени , и задающее устройство, соединенное со входом регул тора скорости и со входом нелинейного элемента с характеристикой типа ограничени , включенного на входе системы регулировани  напр жени  на  коре , причем ко входам первых двух регул торов подключены соответственно датчики скорости вращени  и тока  кор , вход множител  множительно-делительного устройства соединен с датчиком скорости, вход делител  этого устройства через блок выделени  большего из двух сигналов - с выходомдатчика ЭДС и источником посто нного напр х ени , применены два блока выделени  большего из двух сигналов, выходы которых подключены ко входу регул тора возбуждени , входы первого из них соединены с датчиками тока возбуждени  и ЭДС, а входы второго - с выходом упом нутого нелинейного элемента и с введенным источником посто нного напр жени .

На чертеже представлена функцио 1альна  схема электропривода.

Электропривод содержит двигатель

50 1 посто нного тока, вентильный преобразователь 2 (реверсивный или нереверсивный ) дл  питани   корных цепей, нереверсивный вентильный возбудитель 3, измеритель 4 скорости (тахогенера .„тор), систему 5 автоматического регулировани  напр жени  вентильного преобразовател , питающего  корь двигател , регул тор 6 возбуждени , регул тор 7 тока  корной цепи двигател , регул тор 8 скорости, измеритель

609 ЭДС двигател , делительный элемент 10, множительно-делительное устройство 11, элементы 12-15 сравнени  дл  вьаделени  большего иэ двух сигналов, нелинейные элементы .б-19, фильтры

65 20-23, датчик 24 напр жени  на  коре

вигател , датчик 25 тока  корной цеи двигател , датчик 26 тока возбужени .

Якорь двигател  1. питаетс  от упавл емого реверсивного или нереверивного вентильного преобразова ел  ; от этого же преобразовател  могут итатьс  и другие двигатели групповоо электропривода. Обмотка возбуждеи  двигател  питаетс  от нереверсивого вентильного возбудител  3. Пребразователь 2 управл етс  системой 5 автоматического регулировани  нар жени  Up. На вход этой системы поступает сигнал Unj заданного значени  напр жени  на  коре двигател , формируемый из сигнала заданного значени  скорости двигател  п с помощью нелинейного элемента 16, имеющего линейную характеристику вплоть до ограничени , устанавливаемого равным номинальному значению напр жени  двигател  Uj,. При увеличении величины п выше значени  J напр жение на выходе нелинейного элемента 16 остаетс  неизменным.

Управление возбуждением двигател  осуществл етс  трехконтурной системой подчиненного регулировани . Первый контур этой системы представл ет собой контур регулировани  либо тока возбуждени , либо ЭДС двигател , в зависимости от того, какое из двух сравниваемых на элементе 12 напр жений - на выходе измерител  ЭДС или датчика тока возбуждени  - больше. Выдел ема  элементом сравнени  12 переменна  подаетс  на вход пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регул тора 6 возбуждени  в качестве отрицательной обратной св зи. Выход регул тора 6 соединен со входом делимого делительного элемента 10, на-вход делител  этого элемента подан через элемент 13 сравнени  дл  выделени  большей из, двух величин сигнал с выхода тахогенератора 4. До определенной скорости п Пд сигнал на выходе элемента 13 равен неизменному напр жению U, поступающему . от источника посто нного напр жени , при скорости п Пд сигнал на выходе этого элемента равен напр жению пропорциональному скорости двигател . Выход делительного элемента 10, в состав которого входит обычно и фильтр 20, подан на вход вентильного возбудител  3. Дл  ограничени  углов управлени  возбудител  предусматриваетс  св зь фильтра 20 через нелинейный элемент 17 на вход регул тора б возбуждени .

В качестве задани  на вход этого регул тора подано два сигнала - сигнал с выхода регул тора / тока  корной цепи, действующий на уменьшение ЭДС двигател , и сигнал с выхода элемента 14 сравнени , действующий на увеличение ЭДС двигател . Таким

образом, заданное значение ЭДС двигател  определ етс  равностью . До определенного заданного -значени  ЭДС двигател 6 6;., По сигнал на выходе элемента 14 неизменен и равен UaV при увеличении задани  на ЭДС двигател  выме величины во сигнал на выходе элемента 14 равен заданному значению ЭДС двигател .

В качестве обратной св зи на вход регул тора 7 тока поступает сигнал

0 с выхода датчика 25 тока  кор , в качестве задани  - сигнал с выхода множительно-делительного устройства 11 через фильтр 21, вход щий обычно в состав этого устройства. На вход пер5 вого множител  устройства 11 подан сигнал с выхода регул тора 8 скорости , пропорциональный заданному значению момента двигател  mg-, на вход второго множител  - сигнал с выхода

0 измерител  4 скорости через фильтр 22. На вход делител , устройства 11 подан сигнал с выхода элемента 15 сравнени , выдел ющего большую из двух, величин - посто нного напр жени , пропорционального е , или ЭДС

5 двигател  е На вход регул тора 8 скорости действуют через фильтры 22, 23 сигналы заданного п и фактического з-начений скорости п. Ограничение тока J вигafeл  осуществл етс 

0 с помощью нелинейного элемелта 19, охватывающего отрицательной обратной св зью устройство 11, фильтр 21 и регул тор 8 скорости. ;

Устройство работает следующим об5 разом.

В исходном состо нии при отключенном автомате  корной цепи двигател  на вход регул тора 6 ЭДС при зашунтированных регул торах тока и скорос0 ти подаетс  задание минимального значени  ЭДС холостого хода двигател  бд, а на вход делител  элемента 10 подаетс  минимальное значение рабочей скорости п ео. Так как при этом ЭДС двигател  е О, то в системе уста5 навливаетс  определенный ток возбуждени  19Кд-гБ 6о , где Кдтв - коэффициент передачи датчика тока возбуждени  .

Причем выбираетс , чтобы

0

- 6

1, т. е. КдтБ

о

-в

При включении автомата  корной цепи двигател  расшунтируютс  регул торы тока и скорости и подаетс  коман да на разгон двигател  до минимально5 го значени  скорости п. Если на этой скорости на валу двигател  имеетс  кака -то нагрузка, то на выходе-регул тора скорости по вл етс  положительное напр жение т, на входе регул то0 ра тока - положительное напр жение iv, на выходе регул тора тока - отрицательное напр жение Орт г которое задает снижение ЭДС двигател . За счёт снижени  тока возбуждени  ЭДС двигател /снижаетс . Но снижение

5

тока возбуждени  происходит в боль ,шем отношении, чем ЭДС двигател  (за счет кривой намагничивани ), т. е. оказываетс , что даже уже на этой скорости п п п, происходит переключение с помощью элемента 12 сравнени  обратной св зи регул тора возбуждени  б с тока возбуждени  на ЭДС двигател .

Начина  со скорости п тпц, даже на холостом ходу е 1вКдтв причем до скорости п Uf, ни холостом ходу в системе поддерживаетс  i-g I, а со скорости п,7 j поддерживаетс  ig 1.

Таким образом, начина  с заданного минимального зна-чени  ЭДС двигател  холостого хода БД , в системе регулировани  поддерживаетс  заданна  скорость п Пт../Пр. Причем поддержание скорости ВСЭЗМОЖНО и при Пд ,

т, е. меньше номинального значени .. На вход делител  устройства 11 при этом должна задаватьс  величина не менее &QJ - минимальной ЭДС двигател  при максимальной нагрузке на скорости Пр.

Качество регулировани  скорости в рассматриваемом электроприводе при изменени х задани  и нагрузки соответствует качеству регулировани  в электроприводах с обычными трехконтурными системами подчиненного регулировани , процессы весьма близки к прин тым дл  этих систем оптимальным процессам,

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Электропривод посто нного тока с двухзонной системой регулировани  скорости, содержащий управл емый вентильный преобразователь с системой резгулировани  напр жени  на  коре, нереверсивный вентильный возбудитель дл  питани  обмотки возбуждени  электродвигател  с системой регулировани  скорости двигател , состо щей из последовательно включенных регул тора скорости, множительно-делительного устройства, регул тора тока  кор  и регул тора- возбуждени , и задающее устройство, соединенное со входом регул тора скорости и со входом нелинейного элемента с характеристикой типа ограничени , включенного на входе системы регулировани  напр жени  на  коре, причем ко входам первых двух регул торов подключены соответственно датчики скорости вращени  и тока  кор , вход множител  множительно-делительного устройства соеди5 ней с датчиком скорости, вход делител  этого устройства через блок выде-лени  большего из двух сигналов - с выходом датчика ЭДС и с источником посто нного напр жени , о т л и ч а0 0 Щ и и с   тем, что, с целью улучшени  статических и динамических характеристик электропривода и упрощени  настройки системы регулировани , в него введены два блока выделени 

   большего из двух сигналов, выходы которых подключены ко входу регул тора возбуиодени , входы первого из них соединены с датчиками тока возбуждени  и ЭДС, а входы второго - с выходом упом нутого нелинейного элемента и с введенным источником посто нного напр жени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1, Лебедев Е. Д. и лр. Управление вентильными электроприводами посто н

   но;го тока. М. Энеоги , 1970, с. 94-44

   40
2. 2. Фишбейн В. Г. Расчет систем подчиненного регулировани  вентильного электропривода посто нного тока, М., Энерги , 1972, с. 111-124.