SU736349A1 - Задающее устройство системы тиристорного управлени электроприводом посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам тиристорного управления электроприводами постоянного тока и предназначено для формирования задающего сигнала, величина которого отображает требуемый закон изменения скорости электродвигателя при пуске, торможении и установившемся движении.

При ^ограничениях по максимальному ускорению и интенсивности нарастания ускорения вырабатываемый на входе системы регулирования задающий сигнал должен изменяться во времени по закону чередующихся отрезков парабол (на участках ограничения интенсивности нарастания ₎₅ ускорения) и касательных к ним прямых линий (при ограничении ускорения).

Известно задающее устройство , обеспечивающее отработку выходного напряжения по закону чередующихся парабол _Λ и прямых линий, содержащее три операционных усилителя, охваченных отрицательной обратной связью, из которых первый линейный, а второй и третий - интегрд2 торы pj, Совмещая или разделяя во времени работу интеграторов, получают соответственно параболические и прямолинейные участки в кривой их выходного напряжения. В цепи обратной связи первого усилителя установлен нелинейный преобразователь, а также предусмотрено устройство для задания тока заряда конденсатора в обратной связи первого интегратора.

Однако сложность реализации и настройки таких устройств отрыцательно сказывается на его надежности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является задающее устройство, состоящее из трех операционных усилителей, из которых первый линейный, а второй и третий интеграторы, вход первого усилителя через потенциальный· разделитель соединен с ограничителем выходного напряжения первого интегратора, благодаря чему это напряжение ограничения является функцией напряжения первого усилителя [2^.

Это необходимо для обеспечения устойчивой работы замкнутой структуры устройства, поскольку системы с двумя последовательно соединенными интеграторами структурно неустойчивы. Однако при таком построении устройства ввиду того, что структура задающего устройства одноконтурная, не удается контролировать обработку каждого из динамических показателей, характеризующих параболичес,кий и прямолинейный участки процесса в отдельности. Последнее приводит к заметным отклонениям регулировочного процесса от заданного, что отрицательно сказывается на производительности привода. Кроме того , из-за несовершенства узла стабилизации, заключающегося в том, что при вступлении его в действие, папряжетпте ограничения первого интегратора не станет равных! нулю, а будет изменяться в пределах эоны, ограниченной прямым падением в диодах ограничителя, появляются пульсации выходного напряжения устройства, отрицательно влияющие на регулировочные .свойства системы в целом.

Цель изобретения - улучшение качества воспроизведения задающего сигнала и улучшение регулировочных свойств электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что задающее устройство, состоящее из последовательно включенных операционных усилителей, из которых первый является нуль-оргапом, а выходной интегратором, и цепи отрицательной обратной связи, дополнительно снабжено нуль-органом и интегратором, охваченными обратной связью, причем вход дополнительного нуль-органа подключен к выходу первого нуль-оргзна, выход - ко входу интегратора, а выход второго интегратора через резистор соединен с инвертирующим входом первого усилителя.

Введение дополнительного контура позволяет повысить точность воспроизвдения задающего напряжения. путем, контроля показателей параболического и прямолинейных участков в отдельности. Соединение выхода· дополнимельного контура с неинвертирующим входом первого усилителя обеспечивает устойчивую работу устройства и повышение качества ста- г билизадии по сравнению с известным устройством.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема задающего устройства; на фиг. 2 диаграмма изменения выходного напряжения в функции времени.

Задающее устройство (см. фиг.1) состоит из нуль-органов 1 и 2, интеграторов 3 и 4, резисторов 5,6,7 и 8. Резистор 9, интегратор 3 и нуль-орган 2 образуют дополнительный контур, который совместно с основным обеспечивают отработку параболических участков в кривой выкодного напряжения.

Резистор 10, состоящий в цепи отрицательной обратной связи по выходному напряжению устройства, нуль-органы 1 и 2, резистор 9 и интеграторы 3 и 4 образуют основной контур, формирующий прямолинейные участки в кривой выходного напряжения при постоянстве напряжения внутреннего.

Резистор 11, соединяющий выход интегратора 3,с неинвертирующим входом нуль-органа 1, образует цепь стабилизации. Эта цепь предназначена для подачи сигнала отрицательной обратной связи по производной выходного напряжения устройства .

Зажим 12 предназначен для подачи на него входного управляющего сигнала, а зажим 13 - для подачи выходного сигнала задающего устройства на вход системы 14 ещтоматического управления электропривода.

На диаграммах позициями обозначены управляющий сигнал 15, напряжение 16 нуль-органа 1, напряжение 17 нульторгана 2, напряжение 18 интегратора 3, напряжение 19 интегратора 4.

Устройство работает следующим образом. При иодаче на вход 12 управляющего сигнала ( t =i| ) скачком возрастает напряжение нуль-органа 1, а также напряжение 17 нуль-органа 2. Это вызывает рост напряжения интегратора 3 по прямолинейному закону. Тогда напряжение 19 интегратора 4 при линейно-возрастаюшем входном сигнале 18 будет расти по закону параболы.

В момент времени 4· напряжение 18 интегратора 3 станет равным напряжению 16 нуль-органа 1, в случае равенства сопротивления 6 и 9 и под влиянием . сигнала обратной связи, осуществляемой резистором 9, напряжение второго нульоргана ^f2 снизится до нуля. Рост напряжения интегратора 3 прекратится и будет постоянным в течение времени < t < t₅ · При 4 = закон нарастания напряжения изменится на прямолинейный.

В случае, когда суммарный сигнал основной обратной связи и цепи стабилизации на входе первого нуль-органа 1 (резисторы 10 и 11) сравняются управляющим (резистор 5) , напряжение этого нуль-органа ю также станет равным нулю ( -t = 1₅ ). Поскольку напряжение 16 является входным для внут реннего контура, то при равенстве этого напряжения нулю напряжение второго нуль-органа 2 изменит свой знак на противоположный под влиянием обратной связи (резистор 9) и достигает максималь- ¹ кого значения напряежение 17.

Напряжение 18 интегратора 3 качнет уменьшаться по прямолинейному закону, а выходное напряжение 19 - соответственно по параболическому вплоть до уста- ¹ ловившегося значения ( < 1 < Ц).

Если в момент времени /у снять напряжение 16, характер изменения напряжения 19 сохранится (см. фиг. 2).

Стабилизирующий сигнал, пропорциона ль-²⁰ ный напряжению интегратора 3, ускоряет момент переключения нуль-органа 1 вблизи установившегося значения 19, бла

736349 ₆ мого закона изменения задающего сигнала, тем самым улучшения регулировочные свойства электропривода в целом.

Claims (2)

1. (54) ЗАДА1Ш1ЕЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ТИРИСТОРНСГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Иэобрететше относитс  к устройствам тирис арного управлени  электрогфиводами посто ннс х тока и предказначе1Ю дл  Армировани  задающего сигнала, величина которого ото ажает требуемый закон изменени  скорости электродвигател  прт njCKe, торможении н установившемс  движении . При ограничени х по махсималыюму ускорению и интенсивности нарастани  ускорени  вырабатываа лый на входе систе ы регулировани  задающий сигнал дол жен измен тьс  во Bp vtemt по закону чередующихс  отрезков парабол (на участ ках ограничени  интенсивности нарастани  k ускорени ) и касательных к ним пр мых линий (при ограничении ускорени ). Иазестно задак цее устройство , обеспечивающее отработку ВЫХОД1ЮГО напр жени  по закону чередующихс  парабол и пр мых линий, содержащее три операционных усилител , охваченных очрииатепь ной обратной св зью, из которых первый линейный, а второй и третий - интегпрПОСТОЯННСГО ТСЖА торы Q1;}, Совмеща  или раздел   во времени работу интеграторов, получают соответственно параболические и npjo oлннейные участки в кривой их выходного напр жени . В цепи обратной св зи первого усилитэл  установлен- нелинейный преобразователь , а также предусмотрено устройство дл  задани  тока зар да конденсатора в обратной св зи первого ин- тегратрра. Однако сложность реализашш и настройки таких устройств отрьгаательно сказываетс  на етх надежности. Наиболее близким техническим решение к предлагаемому  вл етс  задающее усгpoffcTBo , состо щее из трех операционных «.. НI I дт I .Tvlvw i-vTir / -k .ГТ усилителей, из которых первый линейный , а второй и третий интеграторы , вход первого усилител  через потенциальный разделитель соединен с ограничителем выходного напр жеш1  интегратора, благодар  чему это йапр женне отграничени   вл етс  функцией напр жени  первого усилитблл j. Это необходимо дл  обеспечени  устойчивой работы аамкнучхзй структ;/ры устройства, поскольку систсл ы с последовательно соединенными интеграторами структурно неустойчивы. Однако гфи таком построеш1и 5 тройства ввиду ТОГО, что структура задающего устройств одноконтурна , не удаетс  контролировать обработку каждого из дииа.м1гческих показатепей , характеризующих нараболичес .кий и 1р молинейный -участки процесса в отдельности. Последнее приводит к замет отклонени м регулировочного процесса от заданного, что отрицательно сказывгютс  иа производительности гфивода. TOio , ис5-аа несовёриденства узла стабигщзаци .и, заключающегос  в том, что лри встталении его в действие, папр жеетю огратп1чега1  первого ииггегратора не статге равным , а будет измен тьс  в пределах зоны, ограш1ченной гф мым падение в диодах огращтчител , по вл ютс  пульсаш-ш выходного напр жешт  устройства, отрицательно вли ющие на регутфовоч51ы , с1юйства системы в целом. : Це:ть изобретени  - улучшение качеств воспроизведеш   задшошего сигнала и улу шшние регушфовочных свойств электр щжвоа. . Поставленна  цель достигаетс  тегл, что задающее устройство, состо щее из последовательно Бклю1енных опвраююшпд усилителей, из которых первый Ш- л етс  нуль-органом, а выходной з .нтегратором, к цепи отринате ыюм обратной св зи, допол ШТ€й1Ы1о ст лбжеж) г1уль-органоы и интет-раторотл, охваченными обратной св с5ью. прпчс. вход догюлшттельного нуль-орга ш подключен к выходу первого ну.ш-оргзиа, выход -- ко входу интегратора, а цыход второго интегратора через резистор соешшен с инвертирующим входом нервах усилителш Введение до11ол1-штельного контура позвол ет повысить точность воспроизвдегаш задающего напр жех-ш . путем, конт рол  показаге.пей парабол1гчесхого и ир - молинейкых частков в отдельзаости. Сое дннешге выхода. дополъшиелььюго контура с кеинверТ1фу1ощим входом первого усилител  обеспечивает устойчивую рабо устройства и повышение качества ста- р билизапйи по сравненкю с известнззг( устройством. На фиг. 1 приведена принципиальна  схема задающего устройства на фиг. 2 диаграмма изменени  вьгходного напр жеш1Я в фуккшш времени. Задаюи ее устройство (см. фигЛ) состоит из нуль-органов 1 и 2, интеграторов 3 и 4, резисторов 5,6,7 и 8, Резистор 9,-интегратор 3 и нуль-орган 2 образуют дополнительный Koirryp, который совместно с основным обеспечивают отработку параболических участков в кривой выkoднoгo напр же}ш . Резистор 1О, состо щий в цепи отрииате ьной обратной св зи по выходному напр йсешоо устройства, нуль-органы 1 и 2, резистор 9 и интеграторы 3 л 4 образуют ОС1ЮВНОЙ контур, формирующий пр мол1П1ей сые участки в кривой выходного иадр жеш-г  при посто нстве напр жени  внутреннего. Резистор 11J сое.динзпощий выход интегратора 3,с неинБерТ1фующим входом нуль-органа 1, образует цепь стабилизации . Эта цепь предкааначеиа дл  подачи скгнала отрзвдателыюй обратной св зи по п:роизвод1юй вы} одного напр жени  устуюйства , Зажго, 12 предназначен дл  подачи на него В.ХОДНОГО дфавл ющего сигнала, а зажюл 13 дп  подачи выходного сигнала задшовдего усчройств-а на вход системы 14 ештомат гаеского управлени  электрогфнвода . На / нахфаь мах позици ми обозначены ущзавп ющий сигнал IS, напр жение 16 нуль-органа 1, напр жение 17 нуль органа 2, на р жешю 18 интегратора 3, нап э женне 19 штегра1Х)ра 4. Устройство работает следующим образом . При иодаче на вход 12 угфавл юшего сигнала ( t -tj ) скачком возрастает нащз жегше нуль-органа 1, а-также напр жение 17 нуль-органа 2, Это вызывает рост напр жени  интегратора 3 по щэ а -галиней1юму закону. Тогда напр жение 19 интегратора 4 при линейно-возрастающем входном сигнале 18 будет раст  по затсону параболы. В момент времени -t напр жение 18 интегратора 3 станет равным напр же1шю 16 нуль-органа 1, в случае равенства сопротивлени  6 н 9 и под вли нием сигнала обратной св зи, осуществл емой резистором 9t напр жение второго нульоргана 2 снизитс  до нул . Рост напр жени  интегратора 3 прекратитс  и будет посто ннь1М в Te4etrae времени -t t -t При -i y sa-KOH нарастани  напр жени  изменитс  на пр молинейный. В случае, когда суммарный сигнал основной обратной св зи и пени стабилизации на входе первого нуль-органа 1 57 ( резисторы 10 и 11.) Сравн ютс  управл ющим (резистор 5) , напр жение этого нуль-органа lo также станет равным 1гулю ( -t 15 ). Поскольку напр жение 16  вл етс  входным дл  внутреннего контура, то при равенстве этого напр жени  нулю напр жетше второго нуль-органа 2 изменит свой знак на про тивоположный под вли нием обратной св  зи (резистор 9) и достигает максимального значени  напр ежение 17. Напр5пкение 18 интегратора 3 начнет уменьшатьс  по пр молинешюму закону, а выходное напр жение 19 - соответстве но по параболическому вплоть до установившегос  значени  ( -fc t 3 Если в момент времени i напр жение 16, характер изменени  напр жени  19 coзфa штc  (см. фиг. 2). Стабилизирующий сигнал, пропорциона ный напр жению интегратора 3, ускор ет момент переключени  нуль-органа 1 вблизи установившегос  значени  19, бл годар  чему полностью исключаетс  пере регулирование и колебательность выходного сигнала устройства. Вместе с тем сигнал стабилизации не оказывает отрнцнага )Ного воздействи  на точность воспроизведени , поскольку в течение переходного процесса его действи  устран етс  насыще1тым состо нием нуль-органа 1. Изобретение обеспечивает более высокую точность воспроизведешш требуе9 мого закона изменени  задающего сигнала , тем самым улучшени  регулировочные свойства элоктрогфивода в целом . Формула изобретени  Задающее устройство системы тиристорного управлени  электроприводом посто нного тока, содержащее последовательно соединенные операщюнные усилители , из которых первый  вл етс  нульорганом , а выходной - интегратором, и цепь отрицателыюй обратной св зи, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества воспроизведени  задающего сигнала и улучшешш регулировочных свойств электропривода, оно дополнительно снабжено нуль-органом и интегратором , охваченными обратной св зью пр чем вход дополнительного нульргана подключен к выходу первого нульргана , выход - ко входу интегратора, а выход второго интегратора через резитор соединен с неинвертирующим вхоом первого усилител . Источшгки информации, прин тые во BHKMaioie при экспертизе 1.Патент ВеликобританииМ 1158144, л. G, 3 Р. 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 541255, кл. Н 02 Р 5/06, 66 В 1/30, 1976.