SU788284A1

SU788284A1 - Device for improving switching of dc commutator machines

Info

Publication number: SU788284A1
Application number: SU792724292A
Authority: SU
Inventors: Алексей Иванович Скороспешкин; Эдуард Галактионович Чеботков; Виталий Алексеевич Прудников; Валентин Васильевич Трошин; Леонид Яковлевич Макаровский
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относитс к электро машиностроению, в частности к средствам улучшени процесса коммутации коллекторных э.пектрических машин 5 посто нного тока с регулированием частоты вращени за счет изменени напр жени на коре при посто нстве потока возбуждени и управлении потоком возбуждени при посто нстве 10The invention relates to electrical engineering, in particular, to means of improving the switching process of DC collector electric machines 5 with speed control by varying the voltage on the core at a constant excitation flow and controlling the excitation flow at a constant 10

ЭДС кор Мс1ШИНЫ.EMF Cor.

Известны устройства дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока, содержащие регулируемый источник посто нного 5 тока дл управлени током дополнительных полюсов, датчики в корной цепи машины, датчики частоты вращени и другие элементы по функциональному назначению l. - 20Devices are known for improving the commutation of collector DC electric machines, which contain an adjustable DC source 5 for controlling the current of additional poles, sensors in the machine core circuit, rotation speed sensors, and other elements for functional purpose l. - 20

В этих устройствах регулирование потока дополнительных полюсов осуществл етс в функции тока кор , частоты вращени , величины магнитного потока и других величин. Име 25 сложную конструкцию и низкую надежность работы, устройства обладают, невысокими показател ми по точности управлени в статических и динамических режимах.30In these devices, the regulation of the flow of additional poles is performed as a function of the core current, the rotation frequency, the magnitude of the magnetic flux, and other quantities. It has 25 complex designs and low reliability of operation, the devices have low indicators of control accuracy in static and dynamic modes.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока, которое управл ет потоком дополнительных полюсов как по разности напр жений между сбегающим и набегающим кра ми щетки , так и по изменению нагрузочного тока. Устройство содержит регулирующий усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, задатчик и датчик корного тока машины, датчик напр жени между сбегающим и набегающим кра ми щетки, а также сумматоры 2,The closest in technical essence to the present invention is a device for improving commutation of collector electric DC machines, which controls the flow of additional poles both by the difference in voltage between the escaping and incoming edges of the brush, and by the change of the load current. The device contains a regulating amplifier connected to the winding of additional poles, a setting device and a machine’s core current sensor, a voltage sensor between the sweeping and rolling edges of the brush, as well as adders 2,

Существенным недостатком этого устройства вл етс то, что оно имеет значительную инерционность и низкую статическую точность при настройке дополнительных полюсов. Значительна инерционность, вызванаа запаздыванием регулирующего усилител и посто нной времени обмотки дополнительных полюсов, определ ет низкое быстродействие в переходных процессах при управлении потоком дополнительных полюсов. Низка же статическа точность при настройке дополнительных полюсов определаетс тем, что известное устройство по существу представл ет собой регул тор пр мого действи и не имеет обратной отрицательной св зи ни по одному из выходных параметров регулирующего усилител .A significant disadvantage of this device is that it has significant inertia and low static accuracy when tuning additional poles. Significant inertia, caused by the delay of the regulating amplifier and the constant time of the winding of the additional poles, determines the slow response rate in transients when controlling the flow of the additional poles. The low static accuracy in setting additional poles is determined by the fact that the known device is essentially a direct action controller and does not have a negative feedback feedback on one of the output parameters of the control amplifier.

Цель изобретени - повышение быстродействи в переходных процессах и статической точности при регулировании потока дополнительных полюсов коллекторных электрических машин посто нного тока.The purpose of the invention is to increase the speed in transients and static accuracy when regulating the flow of additional poles of collector electric machines of direct current.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл улучшени коммутации коллекторных машин посто нного тока, содержсцдее управл емый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, элементы дл управлени усилителем мощности, снабжено усилителем напр жени с пропорционально-интегральным законом изменени выходного напр жени и отрицательной обратной св зью по выходному напр жению дополнительных полюсов .This goal is achieved by the fact that the device for improving the commutation of the collector machines of direct current, containing a controlled power amplifier connected to the winding of additional poles, elements for controlling the power amplifier, is equipped with a voltage amplifier with a proportional-integral law of output voltage variation and negative feedback connection over the output voltage of the additional poles.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство состоит из управл емого усилител 1 мощности, регулирующего ток в обмотке 2 дополнительных полюсов.коллекторной электрической машины 3 посто нного тока. Ко входу управл емого усилител 1 мощности подключен выход усилител напр жени 4, который за счет охвата его цепочкой, состо щей из емкости 5 и резистора б, обладает свойствами пропорционально-интегрального регул тора . В качестве усилител напр жени может быть применен операционный усилитель. Входна цепь усилител напр жени , содержаща резисторы 7 и 8, подключена к корной цепи машины 3 через управл ющие элементы 9. На вход усилител 4 напр жени через резистор 10 подаетс сигнал отрицательной обратной св зи по напр жению дополнительных полюсов.The device consists of a controlled power amplifier 1 that regulates the current in the winding of 2 additional poles of a collector electric machine 3 of direct current. The output of voltage amplifier 4 is connected to the input of controlled power amplifier 1, which, due to its coverage with a chain consisting of capacitor 5 and resistor b, has the properties of a proportional-integral regulator. An op amp can be used as a voltage amplifier. The input circuit of the voltage amplifier, containing resistors 7 and 8, is connected to the core circuit of the machine 3 via control elements 9. A negative feedback signal is applied to the input of the voltage amplifier 4 via the resistor 10 on the voltage of the additional poles.

Усилитель 1 мощности настраиваетс таким образом, что при пр молинейной коммутации, когда сигнал с элементов управлени 9, характеризующих величину добавочного тока при ускоренной или замедленной коммутации, равен нулю, усилитель 1 мощности обепечивает начальный ток, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы . При изменении характера коммутаций измен етс сигнал с управл ющих элементов 9, например, бесконтакного датчика, который через резистор 7 и 8 подаетс во входную цепь усилител напр жени . Пропорциональна и интегральные составл ющие усиленного сигнала подаютс на вход усилител 1 мощности, и регулирование тока дополнительных полюсов последним происходит до тех пор, пока не обеспечитс их автоматическа настройка на работу машины в середине безыскровой зоны. Введение интегральной составл ющей в закон изменени выходного напр жени усилител напр жени сводит ошибку в регулировании тока дополнительных полюсов в статическом режиме к нулевому значению. Быстродействие в переходных процессах установки соответствующего токаThe power amplifier 1 is tuned in such a way that during direct switching, when the signal from control elements 9, characterizing the magnitude of the additional current during accelerated or delayed switching, is zero, the power amplifier 1 provides the initial current corresponding to the setting of the additional poles in the middle of the sparking-free zone. When the nature of the commutations changes, the signal from the control elements 9, for example, a contactless sensor, is fed through resistor 7 and 8 to the input circuit of the voltage amplifier. The integral components of the amplified signal are proportional to the power amplifier 1 input, and the current is controlled by the last poles of the latter until they are automatically tuned to the operation of the machine in the middle of the sparking area. Introducing the integral component into the law of changing the output voltage of a voltage amplifier reduces the error in regulating the current of the additional poles in static mode to zero. High-speed transient installation of the corresponding current

5 дополнительных полюсов при отсутствии обратной св зи по напр жению дополнительных полюсов и усилител напр жени определ етс посто нными времени дополнительных полюсов и усилител мощности. Придание усилителю напр жени пропорционально-интегральных свойств и введение отрицательной обратной св зи по напр жению дополнительных полюсов приводит к существенному снижению результирующей посто нной времени, а следовате.пьно, и к повышению быстродействи , что объ сн етс форсированным изменением выходного напр жени усилител напр жени и компенсацией запаздывани ,5 additional poles in the absence of feedback on the voltage of the additional poles and the voltage amplifier is determined by the time constant of the additional poles and the power amplifier. Giving the voltage amplifier proportional-integral properties and the introduction of negative feedback for additional voltage leads to a significant decrease in the resulting constant time, and therefore. And to an increase in speed, which is explained by the forced change in the output voltage of the voltage amplifier and delay compensation,

0 вносимого усилителем мощности и дополнительными полюсами.0 introduced by the power amplifier and additional poles.

Claims

1. USSR author's certificate number 248048, cl. H 02 K 13/14, 1967.

2. The patent of FRG 1200930, cl. 21 d 28, 1965.