Изобретение относитс к электротехнике к .может быть использовано в широкорегулируемых и след щих электроприводах посто нного тока. Известен электропривод посто нного тока, содержащий последовательно соединенные узел сравнени , усилитель, двигатель , тахогенератор и дифференцирующе звено обратной св зи по частоте вращени P.J . Недостатком такого электропривода вл етс повышенный уровень помех, вно- .симый каналом обратной св зи на средних и больших частотах вращени . Известен также электропривод посто н ного тока с двухконтурной структурой, в которой контур тока подчинен контуру частоты вращени , содержащий последовательно соединенные узел сравнени , регул тор частоты вращени , регул тор тока, импульсный усилитель мощности, двигатель посто нного тока, тахопенератор, выход которого подсоединен к узлу сравнени 2. Нед(х:татком такого электропривода вл етс низка жестк(к:ть механических характеристик и низкое быстродействие, частности больша длительность проесса реверса ftpu нагружении сухим тре- ием, на инфранизких (менее О,1 с ) астотах вращени . Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс электро- привод посто нного тока, содержащий за- датчик частоты вращени , регул тор частоты вращени с передаточной функцией WpuB . регул тор тока с передаточной функцией Крт , усилитель мощности с передаточной функцией , датчик тока с коэ()фициентом К т тахогенератор с коэффициентом электродвигатель посто нного тока независимого возбуждени , который можно представить в виде звеньев, передатошые функции которых WRp . ЗД1. TgpM TTfT где Та - электромагнитна посто нна времени корной цепи электродвигател ; Тд .. электромеханическа посто нна времени двигател ; Rrt - суммарное сопротивление корной цепи; коэффициент пропорциональности между ЭДС. Е и частотой вращени SI, ± Е эрИ Р( (..ib гдеТ(3 (5 посто нные времени токо вого контура. Недостатком данного электропривода вл етс низка жесткость механических характеристик и больща длительность процесса реверса при нагружении сухим грением на инфранизких частотах, ;обусловленна наличием слагаемого в числителе передаточной функции ). Цель - повышение жесткости механических характеристик и быстродействи электропривода при малых частотах вра , щени . Цель достигаетс тем, что в известный электропривод посточнного тока, содержащий последовательно соединенные задатчик частоты вращени , регул тор частоты вращени , регул тор тока, импульсный усилитель мощности, двигатель посто нного тока, тахогенератор, выход которого подключен к регул тору частоты вращени , и датчик тока кор , выход которого подключен ко входу регул тора тока, вввдейы дифференцирующее звено обратной св зи по частоте вращени , широт о-импульсный модул тор и переключающий элемент с йсполнитеутьными цеп ми , включенными между выходами датчиков тока и дифференцирующего звена и входом регул тора тока, при этом дифференцирующее звено подключено к тахогенёратору , ко входу широтно-имульсного модул тора подключен выход за датчика. 10 15 Частота вращени в изображени х по Лапласу дл замкнутой системы описываетс следующим равенством a(p)Wy(p).U3(p)-Wj(p).3,(pl,: W (р - передаточна функци замкнутой системы по управл ющему воздействию; W|(p) - передаточна функци замк нутой системы по возмущающему воздействию; - задающий сигнал; 3j;(p) - возмущение по нагрузке. В двухконтурной системе с обратной св зью по току и пропорциональным регул тором тока передаточна функци по возмущению ,3ip) а к его выходу - управл ющий вход переключающего элемента. Соответствующим расчетом параметров дифференцирующего звена обратной св зи по частоте вращени обеспечиваетс равенство перецаточных функцийWyfp) дл системы с жесткой обратной св зью по току и дл системы с гибкой обратной св зью по частоте вращени . При атом Wk {р)в системе с гибкой обратной св зью по частоте вращени получаетс существенно меньше нз-аа отсутстви в числи-- k: W теле слагаемого р рт стигаетс повышение жесткости механических характеристик и быстродействи на инфранизких частотах вращени . На чертежа приведена структурна схема предложенного электропривода посто нного тока. Электропривод содержит задатчик 1 частоты вращени , узел 2 сравнени , регул тор 3 частоты вращени , регул тор 4 тока, усилитель 5 мощности, датчик 6 тока, тахогенератор 7 и электродвигатель 8 посто нного тока, условно представленный в виде звеньев, сумматора 9, апериодического звена с посто нной времени корной цепи 1О, второго сумматора 11, интегрирующего звена 12 с электромеханической посто нной времени, усилительного звена 13 с коэффициентом усилени Jравным отношению противоЭДС двигател к частоте вращени . Кроме того, электропривод содержит дифференцирующее звено 14, переключаю щий элемент 15 с исполнительными цеп ми дл коммутации в противофазе выходов датчика тока и дифференцирующего звена со входом регул тора тока и широ но-«мпульсный модул тор 16. Электропривод работает следующим образом. При сигнале задатчика 1, меньшем зоны нечувствительности широтно-импуль сного модул тора 16, ко входу регул тора 4 тока подключен выход дифференциру ющего звена 14. При сигнале задатчика 1, соответствующем скважности модул тора 16, равной , на вход регул тора 4 тока поступает сигнал с выхода датчика 6 тока, т. е. имеет место рассмотренна выше система с жесткой отрицательной обратной св зью по току. При скважности модул тора, меньшей 1, но большей О, происходит поочередное подключение выходов датчика тока 6 и дифференцирующего звена 14 ко входу регул тора 4 тока. Величина зоны нечувствительности и зоны регулировани модул тора 16 определ етс уровнем помехозащищенности основного канала, так как с увеличением частоты вращени в системе с гибкой св зью по частоте вращени увеличиваетс уровень помех, вносимых в основной канал трактом обратной св зи. Поскольку в момент переключени узла 15 возникает бросок тока кор вслед ствие различи передаточных функций по возмущению при разных видах обратной св зи, переключение производитс широтно импульсным модул тором с высокой частотой модул ции и с плавным измене- |нием скважности в функции сигнала задат- чика. ормула изобретени Электропривод посто нного тока, содержащий последовательно соединенные задатчик частоты вращени , регул тор частоты вращени и регул тор тока с подключенными к их входам соответственно датчиками частоты вращени и тока, импульсный усилитель мощности и электродвигатель посто нного тока; отличающийс тем, целью повышени жесткости механических характеристик и быстродействи электропривода , в него введены аифференцир5тощее звано , широтно-импульсный модул тор и переключающий элемент, исполнительные которого включены между входом регул тора тока и выходами датчика тока и дифференцирующего звена, которое подключено к датчику частоты вращени , при этом вход широтно-импульсного модул тора подключен к выходу задатчнка, а выход - к управл ющему входу переключающего элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Электромашинные средства автоматики . Под ред. Ю. К. Васильева, Киев, 1975, с. 69-74, рис. в. 2.Лебедев Е. Д и др. Унифицированные блочные системы регулировани электроприводов. Информстандартэлектро, 3.Динамика вентильного электропривода посто нного тока. Под ред. А. Д. Поздеева, М., Энерги , 1975, с. 125.The invention relates to electrical engineering. It can be used in wide-regulating and following direct current electric drives. A DC electric drive is known, which comprises a series-connected reference unit, an amplifier, a motor, a tachogenerator, and a feedback feedback link P.J. The disadvantage of such an electric drive is an increased level of interference caused by the feedback channel at medium and high rotational frequencies. Also known is a DC electric drive with a double-circuit structure, in which the current loop is subordinated to the rotational frequency loop, containing a series-connected reference node, a rotational frequency regulator, a current regulator, a switching power amplifier, a DC motor, a tachogenerator, the output of which is connected to Comparison unit 2. Ned (x: the tat of such an electric drive is low rigid (c: mechanical characteristics and low speed, in particular, the long duration of the reverse ftpu load process is three times On the infra-low (less than O, 1 s) rotational frequencies. The closest in technical essence to the proposed is a DC electric drive containing a rotational speed sensor, a rotational speed controller with a transfer function of WpuB. transfer function Krt, power amplifier with transfer function, current sensor with coefficient () capacitor Tt tachogenerator with direct current motor coefficient of independent excitation, which can be represented as links whose transmission functions are WRp. ЗД1. TgpM TTfT where Ta is the electromagnetic time constant of the electric motor main circuit; Td .. electromechanical constant of engine time; Rrt is the total resistance of the core chain; coefficient of proportionality between emf. E and rotation frequency SI, ± Е erI P ((..ib whereT (3 (5 constant times of current loop). The disadvantage of this electric drive is low rigidity of mechanical characteristics and longer duration of the reverse process when loaded with dry grit at infralow frequencies,; due to the presence of the term in the numerator of the transfer function.) The goal is to increase the rigidity of the mechanical characteristics and speed of the electric drive at low frequencies of the oscillator frequency. The goal is achieved by the fact that The following are connected to a rotational frequency adjuster, a rotational speed regulator, a current regulator, a switching power amplifier, a DC motor, a tachogenerator, the output of which is connected to the rotational speed regulator, and a current sensor, the output of which is connected to the current regulator input, feedback feedback link in terms of rotational frequency, latitude o-pulse modulator and switching element with full voltage circuits connected between the outputs of current sensors and the differentiating link and the controller input at the same time the differentiating link is connected to the tachogenerator, the output for the sensor is connected to the input of the pulse-width modulator. 10 15 The frequency of rotation in Laplace images for a closed-loop system is described by the following equation a (p) Wy (p) .U3 (p) -Wj (p) .3, (pl ,: W (p is the transfer function of the closed-loop control system). W | (p) - transfer function of a closed system for disturbing effects; - master signal; 3j; (p) - load disturbance. In a two-loop system with current feedback and a proportional current controller, the transfer function of the disturbance , 3ip) and to its output - the control input of the switching element. By appropriate calculation of parameters d The differentiating feedback level in terms of the rotation frequency ensures equality of the Wyfp perceptive functions for a system with rigid current feedback and for a system with flexible feedback in the rotation frequency. When the atom Wk (p) in a system with flexible feedback in rotation frequency, there is much less ns-aa missing in the number-- k: the body of the addend p rt increases the rigidity of the mechanical characteristics and speed at infra-low rotational frequencies. The drawing shows a structural diagram of the proposed DC drive. The electric drive contains a rotational speed setting device 1, a comparison node 2, a rotation speed controller 3, a current controller 4, a power amplifier 5, a current sensor 6, a tacho generator 7, and a DC electric motor 8 conventionally represented as links, adder 9, aperiodic link with the time constant of the core circuit 1O, the second adder 11, the integrating link 12 with the electromechanical time constant, the amplifier link 13 with the gain J equal to the ratio of the engine's back-emf to the speed of rotation. In addition, the electric drive contains a differentiating link 14, a switching element 15 with executive circuits for switching in antiphase the outputs of the current sensor and a differentiating link with the input of the current regulator and a wide-pulse modulator 16. The electric drive operates as follows. When the setpoint 1 signal is less than the dead zone of the pulse width modulator 16, the output of differentiating link 14 is connected to the input of current regulator 4. When the setpoint 1 signal corresponding to the modulator's duty ratio 16 is equal, the current signal goes to the input of current regulator 4 from the output of current sensor 6, i.e., a system with a strong negative current feedback is considered above. When the modulator is less than 1, but greater than O, the outputs of current sensor 6 and differentiating element 14 are alternately connected to the input of current regulator 4. The magnitude of the deadband and the control zone of the modulator 16 is determined by the level of noise immunity of the main channel, since with increasing frequency of rotation in a system with flexible coupling in frequency of rotation, the level of noise introduced into the main channel by the feedback path increases. Since at the moment of switching node 15 a current surge occurs due to the difference in transfer functions of perturbation in different types of feedback, switching is performed by a pulse-width modulator with a high modulation frequency and with a smooth variation of the duty cycle as a function of the target signal. The formula of the invention is a DC electric drive comprising a series-connected rotational frequency adjuster, a rotational speed regulator and a current regulator with rotational speed and current sensors connected to their inputs, a power amplifier and a DC motor; characterized in that the purpose of increasing the rigidity of the mechanical characteristics and speed of the electric drive is a differentiated, called pulse width modulator and switching element, the executive of which is connected between the input of the current regulator and the outputs of the current sensor and the differentiator, which is connected to the rotational speed sensor, at that, the input of the pulse-width modulator is connected to the output of the setpoint, and the output - to the control input of the switching element. Sources of information taken into account in the examination 1. Electromachinery automation. Ed. Yu. K. Vasilyeva, Kiev, 1975, p. 69-74, fig. at. 2. Lebedev E. D et al. Unified block systems for regulating electric drives. Informarstandielektro, 3. Dynamics of a DC DC electric drive. Ed. A. D. Pozdeeva, M., Energie, 1975, p. 125
HzNHzN
ISIS
16sixteen
ГR