SU817951A1 - Adjustable dc drive - Google Patents

Adjustable dc drive Download PDF

Info

Publication number
SU817951A1
SU817951A1 SU772533164A SU2533164A SU817951A1 SU 817951 A1 SU817951 A1 SU 817951A1 SU 772533164 A SU772533164 A SU 772533164A SU 2533164 A SU2533164 A SU 2533164A SU 817951 A1 SU817951 A1 SU 817951A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
excitation
input
voltage
nonlinearity
Prior art date
Application number
SU772533164A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Соколов
Владимир Васильевич Чупрасов
Валерий Алексеевич Анисимов
Александр Викторович Шинянский
Виктор Петрович Рубцов
Original Assignee
Московский Ордена Ленина Энергети-Ческий Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина Энергети-Ческий Институт filed Critical Московский Ордена Ленина Энергети-Ческий Институт
Priority to SU772533164A priority Critical patent/SU817951A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU817951A1 publication Critical patent/SU817951A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА(54) ADJUSTABLE DC ELECTRIC DRIVE

1one

Изобретение относитс  к электроприводам и может быть использовано дл  установок , где требуетс  регулирование частоты вращени  и момента двигател  в широких пределах в статических и динамических режимах .The invention relates to electric drives and can be used for installations where it is necessary to control the rotational speed and torque of a motor over a wide range in static and dynamic modes.

Известен регулируемый электропривод, выполненный по системе источник тока - двигатель, где  корь двигател  посто нного тока независимого возбуждени  подключен к нерегулируемому источнику тока, а обмотка возбуждени  - к реверсивному регул тору возбуждени . Регулирование скорости и момента в указанной системе электропривода осуществл етс  по цепи возбуждени , дл  чего используетс  задержанна  обратна  св зь по частоте вращени  1.An adjustable electric drive is made according to a current source system - a motor, where the measles of a direct current motor of independent excitation are connected to an unregulated current source, and the excitation winding is connected to a reversing excitation regulator. Speed and moment regulation in the specified electric drive system is carried out along the excitation circuit, for which delayed feedback in the rotation frequency 1 is used.

Недостатками такой системы электропривода  вл ютс - невысокое быстродействие, недоиспользование перегрузочной способности двигател  вследствие неизменной величины тока  кор , а также невозможность рекуперации в сеть энергии при торможении привода.The disadvantages of such an electric drive system are the low speed, the under-utilization of the overload capacity of the engine due to the constant current magnitude of the core, and the impossibility of recovering energy into the network when the drive is braked.

Известен также регулируемый электропривод , в котюром в качестве регулируемого источника тока дл  питани  двигател  используетс  нереверсивный тиристорный преобразователь с контуром стабилизации тока  кор . При этом преобразователь обеспечивает рекуперацию энергии в сеть при торможении привода. Система автоматического управлени  содержит два внутренних контура регулировани : токов  кор  и возбуждени , а также внещний контур регулировани  частоты вращени  с общим регул тором частоты вращени . Управление электроприводом осуществл етс  одновременным воздействием на токи цепей  кор  и возбуждени  2.An adjustable electric drive is also known, in the cottage as an adjustable current source for powering the motor, an irreversible thyristor converter with a current stabilization circuit is used. In this case, the converter provides energy recovery to the network when the drive is braked. The automatic control system contains two internal control circuits: core and excitation currents, as well as an external circuit for controlling the speed of rotation with a common speed control. The drive is controlled simultaneously by acting on the currents of the core and excitation circuits 2.

Недостатки указанной системы электропривода про вл ютс  в ограниченном быстродействии , невозможности регулировани  стопорного момента и сложности системы управлени  электроприводом.The disadvantages of this electric drive system are manifested in limited speed, the impossibility of controlling the stopping torque and the complexity of the electric drive control system.

Наиболее близким к предлагаемому rto технической сущности  вл етс  электропривод , выполненный по системе регулируемый источник тока - двигатель с релейным реверсом тока возбуждени  Система электропривода содержит двигатель посто нного тока независимого возбуждени , нереверсивный управл емый выпр митель дл  питани   кор , реверсивный управл емый преобразователь в цепи обмотки возбуждени , датчики частоты вращени  и тока возбуждени . Система управлени  электроприводом построена по принципу подвиненного регулировани : Она содержит два внутренних контура регулировани  токов  кор  и возбуждени  и внешний контур регулировани  частоты враШ,ени . Контур регулировани  тока  кор  -вместе с нереверсивным управл емым выпр мителем дл  питани   кор  образуют регулируемый источник тока. Согласование работы контуров тока  кор  и возбуждени  осуществл етс  с помощью специального блока - умножител . На первый вход умножител  поступает сигнал от регул тора частоты вращени , а на второй вход - от датчика тока возбуждени . При изменении знака входного сигнала регул тора частоты вращени  выходное напр жение умножител  и ток  кор  равны нулю до тех пор, псча не изменитс  знак тока возбуждени . Это обеспечивает плавное нарастание момента двигател  и не допускает увеличени  частоты вращени  выше начального значени  в первый момент торможени  3.The closest to the proposed rto technical entity is an electric drive, an adjustable current source made by the system — a motor with a relay reverse of the excitation current. The electric drive system includes a direct current independent excitation motor, a non-reversible controlled rectifier for power supply to the core, a reversible controlled converter in the winding circuit excitation, rotational speed and excitation current sensors. The electric drive control system is based on the principle of a controlled regulation: It contains two internal control circuits for the control current and excitation and an external control circuit for the frequency of the voltage. The current control loop of the core, together with a non-reversible controlled rectifier for supplying the core, form an adjustable current source. The coordination of the operation of the current and excitation current contours is carried out with the help of a special multiplier unit. The first input of the multiplier receives a signal from the rotational speed regulator, and the second input comes from the excitation current sensor. When the sign of the input speed regulator input signal changes, the output voltage of the multiplier and the current of the core are equal to zero until the PShA does not change the sign of the excitation current. This ensures a smooth increase in the engine torque and does not allow an increase in the rotational speed above the initial value at the first braking moment 3.

Недостатками рассмотренной системы электропривода  вл ютс  невозможность регулировани  стопорного и динамического момента в переходных режимах, а также невысокое быстродействие.The disadvantages of the considered electric drive system are the impossibility of controlling the stop and dynamic torque in transient conditions, as well as the low speed performance.

Цель изобретени  - обеспечение регулировани  динамического момента в переходных режимах и повышение быстродействи  электропривода.The purpose of the invention is to provide control of the dynamic moment in transient conditions and to increase the speed of the electric drive.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регулируемый электропривод посто нного тока, состо щий из двигател  посто нного тока независимого возбуждени , регулируемого-источника тока  кор , реверсивного преобразовател  в цепи возбуждени  с релейным двухвходовым усилителем на входе , датчика и задатчнка тока возбуждени  и регул тора частотм вращени , выход которого включен через устройство, согласующее работу контуров тока  кор  и возбуждени , на вход регулируемого источника тока  кор , а ко вхцдам регул тора частоты вращёни-  подключены источник задающего напр жени  и цепь обратной св зи по частоте .вращени , введены ключевой элемент и два блока нелинейности с зоной нечувствительности . При этом в цепь обратной св зи по частоте вращени  включены последовательно соединенные первый блок нелинейности и ключевой элемент, управл ющий вход которого через второй блок нелинейности подключен к датчику тока возбуждени . Кроме того, один из входов релейного двухвходового усилител  соединен с выходом первого блока нелинейности, а второй вход - с задатчиком тока возбуждени .The goal is achieved by the fact that an adjustable direct current drive, consisting of a direct current motor, independent excitation, a controlled-current source, a reversing converter in the excitation circuit with a two-input relay amplifier, a sensor and a setting of the excitation current and a frequency regulator rotation, the output of which is turned on through a device that matches the operation of the current and excitation current contours, to the input of the adjustable current source, and to which the frequency regulator rotates cheny master source voltage and the feedback circuit frequency .vrascheni, introduced a key element and two blocks of nonlinearity with dead zone. At the same time, the feedback circuit includes a frequency connected in series the first nonlinearity unit and a key element, the control input of which is connected to the excitation current sensor via the second nonlinearity unit. In addition, one of the inputs of the two-input relay amplifier is connected to the output of the first nonlinearity unit, and the second input is connected to the drive current setpoint.

На фиг. 1 показана структурна  схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2, 3 и 4 - соответственно статические механические характеристики привода и осциллограммы переходных процессов.FIG. 1 shows the block diagram of the proposed electric drive; in fig. 2, 3 and 4, respectively, the static mechanical characteristics of the drive and oscillograms of transients.

Осциллограммы иллюстрируют изменение во времени частоты вращени  п, тока  кор  i , тока возбуждени  ig двигател The oscillograms illustrate the time variation of the rotation frequency n, the current cor i, the excitation current ig of the motor

и тока управлени  iy на входе регулируемого источника тока  кор .and control current iy at the input of the adjustable current source cor.

Якорь 1 двигател  посто нного тока питаетс  от регулируемого нереверсивного источника 2 тока, а его обмотка 3 возбуждени  подключена к выходу реверсивного преобразовател  4. Вход последнего св зан с выходом релейного двухвходового усилител  5, один из входов которого соединен с задатчиком 6 тока возбуждени , а второй вход - с датчиком 7 частоты вращени The armature 1 of the direct current motor is powered by an adjustable non-reversible current source 2, and its excitation winding 3 is connected to the output of the reversing converter 4. The input of the latter is connected to the output of a two-input relay amplifier 5, one of the inputs of which is connected to the setting current generator 6, and the second input - with rotational speed sensor 7

через блок 8 нелинейности. Выход блока 8 нелинейности через ключевой элемент 9 подсоединен также к одному из входов регул тора 10 частоты вращени , второй вход которого св зан с источником 11 задающего напр жени . Выход регул тора 10 частотыthrough block 8 nonlinearity. The output of the nonlinearity unit 8 through the key element 9 is also connected to one of the inputs of the rotational frequency controller 10, the second input of which is connected to the source 11 of the drive voltage. Frequency control output 10

0 вращени  св зан через ключевой элемент 12 блока 13, согласующего работу контуров тока  кор  и возбуждени , со входом регулируемого источника 2 тока. Управл ющий вход ключевого элемента 12 подсоединен к нелинейному элементу 14 блока 13. Один из входов нелинейного элемента. 14 св зан с выходом двухвходового релейного усилител  5, а другой вход - с релейным усилителем 15 блока 13. В свою очередь, вход релейного усилител  15 соединен с датчи0 ком 16 тока возбуждени , который подсоединен ко входу блока 17 нелинейности, выход которого св зан с управл ющим входом ключевого элемента 9.The rotation 0 is connected via the key element 12 of the unit 13, which coordinates the operation of the current and excitation current contours, to the input of the adjustable current source 2. The control input of the key element 12 is connected to the nonlinear element 14 of block 13. One of the inputs of the nonlinear element. 14 is connected to the output of a two-input relay amplifier 5, and the other input is connected to a relay amplifier 15 of block 13. In turn, the input of a relay amplifier 15 is connected to an excitation current sensor 16, which is connected to the input of a nonlinearity block 17, the output of which is connected control input of the key element 9.

Электропривод работает следующим образом .The drive works as follows.

Claims (3)

После включени  источника 11 задающего напр жени  и задатчика 6 тока возбуждени  на выходах регул тора 10 частоты . вращени  и релейного усилител  5 по вл ютс  управл ющие напр жени , которые оп редел ют соответственно заданное значение тока  кор  1 и номинальное значение тока в обмотке 3 возбуждени  двигател . При этом двигатель развивает момент. Если на выходе регул тора 10 частоты вращени  устанавливаетс  максимальное значение управл ющего напр жени , то двигатель развивает предельный допустимый момент, инвариантный частоте вращени  до определенного ее значени  (фиг. 2). Последнее обуславливаетс  величиной зоны нечувствительности детекторной характеристики блока 8 нелинейности, позвол ющего обеспечить задержанную обратную св зь по частоте вращени . Аналогичные характеристики имеют нелинейные блоки 14 и 17. Блок нелинейности с детекторной характеристикой и зоной нечувствительности можно выполнить , использу , например, диодный однофазный мост с включенными в плечи моста стабилитронами или источниками опорного напр жени . При этом выходом такого блока нелинейности  вл етс  сторона посто нного тока диодного моста. При достижении частотой вращени  двигатеш  величины, определ емой зоной нечувствительности блока 8, вступает в деиствне обратна  св зь, и система электропривода работает в режиме стабилизации частоты бращени . Поэтому ток в  коре 1 двигател , а следовательно, и момент уменьшаютс  до значений, обусловленных моментом сопротивлени , после чего наступает установившийс  режим работы электропривода . Если момент статической нагрузки активНый , то напр жение обратной св зи по частоте вращени  превышает заданное значение напр жени  на вход1е двухвходового релейного усилител  5, вследствие этого измен етс  знак управл ющего напр жени  на его выходе. При этом измен ютс  знак и величина тока в обмотке 3 возбуждени  двигател , что приводит к изменению знака электромагнитного момента. После изменени  знака электромагнитного момента двигатель работает в режиме рекуперативного торможени , а регулируемый источник 2 тока в инверторном режиме. При равенстве момента нагрузки моменту двигател  наступает установившийс  режим. Следует отметить, что знак разности заданного значени  напр жени  и напр жени  обратной св зи по частоте вращени  измен етс  на входе регул тора 10 частоты вращени  одновременно с изменением такого же сигнала на релейном усилителе 5. В переходных процессах, например при замедлении , когда измен ютс  знак и величина тока в обмотке возбуждени , так как измен етс  знак напр жени  задатчика 6 тока возбуждени  на входе релейного усилител .5, вступают в действие .блок 17 нелинёйности , ключевой элемент 9, а также блок 13. Пока в обмотке 3 возбуждени  протекает номинальный выходе блока 17 нелинейности управл ющее напр жение не равно нулю и ключевой элемент 9 замкнут. При изменении знака и величины тока возбуждени  напр жение н-а выходе блока 17 становитс  равным нулю и ключевой элемент, 9 размыкаетс . В результате этого разрываетс  цепь обратной св зи по частоте вращени  и на выходе регул тора 10 частоты вращени  устанавливаетс  заданное максимальное значение управл ющего напр жени , что приводит к форсированному изменению электромагнитного момента, а следовательно, убыстрению переходных процессов. На фиг. 3 и 4 показаны дл  сравнени  переходные процессы без указанной форсировки и с ней, когда действует цепочка, состо ща  из датчика 16 тока возбуждени , блока 17 нелинейности и ключевого элемента 9, и отключаетс  обратна  св зь по частоте врдщени . Действие блока 13, согласую„ щего работу каналов регулировани  токов  кор  и возбуждени , про вл етс  в том, что в переходном процессе, пока не изменитс  знак тока возбуждени  и пока ключевой элемент 12 разомкнут, ток  кор  равен нулю и имеет минимальное значение. Это исключает увеличение частоты вращени  выше начального значени , например, в первый момент торможени . Величина стопорного и динамического моментов двигател  может регулироватьс  путем изменени  задающего напр жени  нз входе регул тора 10 частоты вращен-м . Пониженную частоту вращени  двигател  можно получить, например, путем уменьшени  зоны нечувствительности характеристики блока 8 нелинейности. Предлагаемый электропривод пoзEoл ef повысить быстродействие и значительно рзсщирить возможности привода, а также осуществл ть независимое регулирование динамического и стопорного момента и частоты вращени  двигател . Формула изобретени  Регулируемый электропривод посто нного тока, содержащий двигатель посто нного тока независимого возбуждени , обмотка  кор  которого подключена к регулируемому источнику тока, а обмотка возбуждени - к реверсивному преобразователю с двухвходо ум релейным усилителем на входе, дат „ задатчик тока возбуждени  и регул  р частоты вращени , выход которого че3 блок согласовани  работы контуров то р  и возбуждени  соединен со вход , регулируемого источника тока, а ко входамрегул тора частоты вращени  подг .- гtключены выходы задатчика и датчика частоты вращени , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  регулировани  динамического момента в переходных режимах и повыщени  быстродействи , в него введе ключевой элемент и два блока нелинейности с зоной нечувствительности,при этом между датчиком частоты вращени  и входом регул тора частоты вращени  включены первый блок нелинейности и ключевой элемент, управл ющий вход которого через второй блок нелинейности соединен с датчиком тока возбуждени , а входы релейного двухвходового усилител  соединены с выходом первого нелинейного блока и с возбуждени , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 489189 кл. Н 02 Р 5/06, 1976. After switching on the source 11 of the drive voltage and the driver for the drive current 6 at the outputs of the frequency controller 10. rotation and relay amplifier 5, the control voltages appear, which determine, respectively, the setpoint value of the current cor 1 and the nominal value of the current in the motor drive winding 3. In this case, the engine develops the moment. If the maximum value of the control voltage is set at the output of the speed regulator 10, the engine develops the maximum allowable torque invariant to the rotation frequency up to a certain value (Fig. 2). The latter is determined by the value of the insensitivity zone of the detector characteristic of the nonlinearity unit 8, which allows for delayed feedback on the rotation frequency. Nonlinear blocks 14 and 17 have similar characteristics. A nonlinearity block with a detector characteristic and a dead zone can be performed using, for example, a diode single-phase bridge with zener diodes or reference voltage sources connected to the shoulders of the bridge. In this case, the output of such a nonlinearity unit is the DC side of the diode bridge. When the engine speed reaches the value determined by the dead band of the block 8, the feedback is in effect, and the system of the electric drive works in the mode of stabilization of the spin frequency. Therefore, the current in the engine bark 1 and, consequently, the moment is reduced to values determined by the moment of resistance, after which the steady state of operation of the drive occurs. If the static load moment is active, the feedback voltage over the rotation frequency exceeds the set value of the voltage on the input1e of the two-input relay amplifier 5, as a result, the sign of the control voltage at its output changes. In this case, the sign and magnitude of the current in the motor excitation winding 3 change, which leads to a change in the sign of the electromagnetic moment. After changing the sign of the electromagnetic moment, the motor operates in regenerative braking mode and the regulated source 2 is current in the inverter mode. In case of equality of the load torque to the engine torque, the steady state occurs. It should be noted that the sign of the difference between the setpoint voltage and the feedback frequency in rotational frequency changes at the input of the speed controller 10 simultaneously with the change of the same signal on the relay amplifier 5. In transients, for example, during deceleration, when the sign and magnitude of the current in the excitation winding, since the voltage sign of the exciter current setting device 6 at the input of the relay amplifier .5 changes. The nonlinearity block 17, the key element 9, and also the block 13. While in the excitation winding 3 The nominal output of the nonlinearity block 17 flows; the control voltage is not zero and the key element 9 is closed. When the sign and magnitude of the excitation current changes, the voltage on the output of block 17 becomes equal to zero and the key element 9 opens. As a result, the feedback frequency circuit is broken and the preset maximum value of the control voltage is set at the output of the speed regulator 10, which leads to a forced change in the electromagnetic moment, and consequently to an acceleration of transients. FIG. Figures 3 and 4 are shown for comparing transients without a specified force and with it, when the chain consisting of the excitation current sensor 16, the nonlinearity block 17 and the key element 9 is active, and the feedback is not turned off. The operation of block 13, coordinating the operation of the channels for the regulation of the current of the cortex and excitation, is manifested in the fact that in the transition process, until the sign of the excitation current changes and as long as the key element 12 is open, the cor root is zero and has a minimum value. This precludes an increase in the rotational speed above the initial value, for example, at the first braking moment. The magnitude of the stopping and dynamic moments of the engine can be adjusted by changing the voltage-setting voltage to the input of the frequency regulator 10, rotated. A lower engine speed can be obtained, for example, by reducing the dead band of the characteristic of the nonlinearity unit 8. The proposed electric actuator pos eE to increase the speed and significantly increase the capabilities of the drive, as well as to independently control the dynamic and stopping torque and the frequency of rotation of the engine. Claims of the Invention Adjustable DC electric drive comprising a DC motor of independent excitation, the core winding of which is connected to the regulated current source, and the excitation winding to the reversing converter with a two-input relay amplifier at the input, the settings of the field current and the rotation frequency regulator , the output of which is 3 the unit for matching the operation of the circuits of the p and the excitation is connected to the input of a regulated current source, and to the inputs of the rotational speed controller pod. master clock and rotation speed sensor, characterized in that, in order to control the dynamic moment in transient modes and increase speed, enter a key element and two nonlinearity blocks with a dead zone, and between the rotation speed sensor and the rotation frequency regulator input included the first block of nonlinearity and the key element, the control input of which through the second block of nonlinearity is connected to the sensor of the excitation current, and the inputs of the relay two-input amplifier are connected to the output of the first non-linear unit and excitation, Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 489189 cl. H 02 R 5/06, 1976. 2.«Электротехника, №9, 1976, с. 17-21 2. “Electrical Engineering, №9, 1976, p. 17-21 3.Патент США № 3969669, кл. 318-333 1976.3. US patent number 3969669, cl. 318-333 1976.
SU772533164A 1977-10-04 1977-10-04 Adjustable dc drive SU817951A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772533164A SU817951A1 (en) 1977-10-04 1977-10-04 Adjustable dc drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772533164A SU817951A1 (en) 1977-10-04 1977-10-04 Adjustable dc drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU817951A1 true SU817951A1 (en) 1981-03-30

Family

ID=20728615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772533164A SU817951A1 (en) 1977-10-04 1977-10-04 Adjustable dc drive

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU817951A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0748534B1 (en) Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same
US4019105A (en) Controlled current induction motor drive
US4276504A (en) Control device for commutatorless motor
FI71047B (en) ANORDNING FOER REGLERING AV EN ASYNKRONMASKIN
US4465961A (en) Motor control system
US4311951A (en) Apparatus and method for high slip operation of an AC electric motor at substantially zero rotation and substantially zero torque
JPH0728559B2 (en) Operation method of variable speed power generation system
US4683412A (en) Current source inverter motor drive adapted for full current regenerative mode operation
JPH0612954B2 (en) Synchronous motor control method
US5576606A (en) Asynchronous motor power supply control system
EP0216373A2 (en) Induction generator/motor system
SU817951A1 (en) Adjustable dc drive
US3148320A (en) Synchronous induction motor speed control
US6239583B1 (en) Regulation system for a permanent magnet generator
JP2001204199A (en) Control unit of permanent magnet type synchronous motor
US4136305A (en) Power converter control apparatus
RU2020714C1 (en) Nonreversing dc electric drive
SU803094A1 (en) Adjustable dc electric drive
KR0123002Y1 (en) Braking circuit of an induction motor
KR830000898B1 (en) DC motor drive
SU1112520A1 (en) Electric drive
SU1394384A1 (en) Method of controlling d.c. thyristor drive of drawworks
CA1058695A (en) Regulating the torque of an induction motor
SU985914A1 (en) Dc electric drive with dependent control of parameters
SU828353A1 (en) Ac electric drive