SU886155A1 - Устройство дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

I

Изобретение относитс  к электромашиностроению , в частности к средствам улучшени  процесса коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока с регулированием частоты врашени  за счет изменени  напр жени  на  коре при посто нстве потока возбуждени  и управлени  потоком возбуждени  при посто нстве ЭДС  кор  машины.

Известны устройства дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока, содержащие регулируемый источник посто нного тока дл  управлени  током дополнительных полюсов, датчики в  корной цепи машины, датчики частоты вращени  и другие элементы по функциональному назначению 1.

Б данных устройствах регулирование потока дополнительных полюсов осуществл етс  в функции тока  кор , частоты вращени , величины магнитного потока и других величин. Име  сложную конструкцию и низкую надежность работы, устройства обладают низкими показател ми по точности управлени  в статических и динамических режимах.

Известно и устройство дл  улучшени  коммутации коллекторных электрических машин посто нного тока, в котором управление потоком дополнительных полюсов осуществл етс  как по разности напр жени  между сбегающим и набегающим кра ми щетки, так и от изменени  нагрузочного тока. Устройство содержит регулирующий усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, задатчик и датчик  корного тока машины, датчик напр жени  .межfQ ду сбегающим и набегающим кра ми щетки, а также сумматоры 2.

Недостатком устройства  вл етс  то, что оно имеет значительную инерционность и низкую статическую точность при настройке

15 дополнительных полюсов. Значительна  инерционность, вызванна  запаздыванием регулирующего усилител  (посто нна  времени регулирующего усилител ) и посто нной времени обмотки дополнительных полюсов , определ ет низкое быстродействие в

20 переходных процессах при управлении потоком дополнительных полюсов. Низка  же статическа  точность при настройке дополнительных полюсов определ етс  тем, что

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 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  устройство, которое дл  компенсации одной больщой посто нной времени дополнительных полюсов снабжено усилителем напр жени  с пропорциональноинтегральным законом изменени  выходного напр жени  и отрицательной обратной св зью по напр жению. При этом посто нна  времени управл емого усилител  мощности устройством не компенсируетс , т. е. устройство имеет ограниченную функциональную возможность. В общем случае обе посто нные времени дополнительных полюсов и управл емого усилител  мощности  вл ютс  соизмеримыми величинами и необходима их одновременна  компенсаци , дл  чего требуетс  расщирить функциональные возможности устройства при повыщении быстродействи  в переходных процессах и статической точности дл  регулировани  потока дополнительных полюсов коллекторных мащин посто нного токаЕЗ.

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей дл  повыщени  быстродействи  в переходных процессах и статической точности при регулировании потока дополнительных полюсов коллекторных электрических мащин посто нного тока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в качестве усилител  напр жени  применен усилитель с пропорционально-интегральнодифференциальным законом изменени  выходного напр жени , два входа которого присоединены к элементам управлени  в  корной цепи машины, а третий вход подключен к выходу управл емого усилител  .мощности, причем выход усилител  напр жени  подключен ко входу управл емого усилител  мощности.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит из управл емого усилител  1 мощности, регулирующего ток в обмотке дополнительных полюсов 2 коллекторной электрической мащины 3 посто нного тока. Ко входу управл емого усилител  1 мощности подключен выход усилител  4 напр жени , который за счет схвата его цепочкой, состо щей из емкостей 5 и 6 и резисторов 7 и 8, обладает свойствами пропорционально-интегрально-дифферендиального регул тора. В качестве усилител  напр жени  может быть применен операционный усилитель. Входна  цепь усилител  напр жени , содержаща  резисторы 9 и 10, подключена к  корной цепи мащины .3 через управл ющие элементы 11. На вход усилител  4 напр жени  через резистор 12 подаетс  сигнал отрицательной обратной св зи

по напр жению дополнительных полюсов. Усилитель 1 мощности настраиваетс  таким образом, что при пр молинейной коммутации , когда сигнал с элементов 11 управлени , характеризующих величину добавочного тока при ускоренной или замедленной коммутации, равен нулю, усилитель 1 мощности обеспечивает начальный ток, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы.

0 При изменении характера коммутации измен етс  сигнал с управл ющих элементов 11, например бесконтактного датчика, который через резисторы 9 и 10 подаетс  во входную цепь усилител  напр жени . Пропорциональ на , интегральна  и дифференциальна 

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 мащины в середине безыскровой зоны.

Введение интегральной и дифференциальной составл ющих в закон изменени  выходного напр жени  усилител  напр жени  сводит ощибку в регулировании тока

5 дополнительных полюсов в статическом режиме к нулевому значению. Быстродействие в переходных процессах установки соответствующего тока 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-интегрально-дифференциальных свойств и введение отрицательной

5 обратной св зи по напр жению дополнительных полюсов приводит к существенному снижению результирующей посто нной времени , а следовательно, и к повышению быстродействи , что объ сн етс  форсированным изменением выходного напр жени  усилител  напр жени  и компенсацией запаздывани , вносимого усилителем мощности и дополнительными полюсами. Пропорционально-интегрально-дифференциальный усилитель напр жени  компенсирует две больщие посто нные времени дополнительных полюсов и управл емого усилител  мощности, а длительность переходного процесса определ етс  малой посто нной времени . За счет одновременной компенсации двух посто нных времени дополнительных

0 полюсов и управл емого усилител  мощности предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности дл  повыщени  быстродействи  в переходных процессах и статической точности при настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны. Пропорционально-интегрально-дифференциальный усилитель напр жени  позвол ет настраивать контур управлени  иа оптимум по модулю и симметричный

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащее управляемый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, элементы управления в якорной цепи й усилитель напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при повышении быстродействия в переходных процессах и статической точности при настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны, в качестве усилителя напряжения применен усилитель с пропорционально-интегрально-дифференциальным законом жения, два к элементам машины, а третий вход подключен к выходу управляемого, усилителя мощности, причем выход усилителя напряжения подключен входу управляемого усилителя мощности.