SU913539A1

SU913539A1 - Способ управления электроприводом постоянного тока и устройство для управления электроприводом постоянного тока1

Info

Publication number: SU913539A1
Application number: SU792814551A
Authority: SU
Inventors: Mikhail V Mitelman; Anatolij G Pavlov
Original assignee: Uk Vnii Avtomatizirovannym Sis
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1982-03-15

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию частоты вращения одиночных электродвигателей, работающих с большим диа· пазоном регулирования скорости и изменения нагрузки на валу. К таким механизмам относятся буровые насосы, экскаваторы и другие механизмы»

В электроприводах, имеющих знакопеременную и быстроизменяющуюся нагрузку на валу двигателя, появляются пульсации момента в широком диапазоне частот, которые снижают точность регулирования частоты вращения двигателя и снижают надежность работы привода в целом. Для обеспечения надежной работы электропривода и управления им с достаточной точностью необходимо исключить все вредные пульсации.

Известны типовые способы и устройства подчиненного регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока. Эти способы пре2

дусматривают.в основном двухконтурное регулирование частоты вращения

. механизма с использованием сигнала обратной связи по частоте вращения. Способы реализуются на устройствах,

⁵ содержащих задатчики режимов, регуляторы и датчики частоты вращения, ограничители амплитуды сигнала и корректирующие звенья Ю.

Недостатком данных решений являет¹⁰ ся невозможность гашения колебаний технологического-параметра на выходе механизма.

Известны способ -и устройство управления электроприводом постоянного тока. Способ состоит· в определении частоты вращения двигателя, которое осуществляется путем измерения и суммирования двух состав_м ляющих (одной - пропорциональной

ЭДС двигателя, второй - зависящей

от тока возбуждения) . Результирующим сигналом регулируют частоту вра·

щения двигателя. Устройство, реали3 913539 <

зующее этот способ, содержит датчик ЭДС двигателя, датчик тока возбуждения, пропорциональный усилитель, суммирующий усилитель, два ключевых элемента и инвертор знака [2]. 5

Однако эти способ и устройство позволяют регулировать частоту вращения двигателя с недостаточной точностью, так как они не учитывают всех факторов, влияющих на частоту вра- Ю щения, в частности характер нагрузки- двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления электроприводом постоянного тока, согласно »5 которому регулируют частоту вращения электродвигателя в функции сигнала выходного параметра, из которого также выделяют переменную Составляющую. Устройство, реализующее этот 20 способ, содержит блок регулирования частоты вращения с задатчиком и датчик сигнала выходного параметра, подключенный к фильтру низких частот [33·

Известные способ и устройство поз- 25 воляют регулировать частоту вращения двигателя, используя обратную связь по частоте вращения.

Однако они .не учитывают характер нагрузки на валу и не позволяют по- зо давлять периодические возмущающие воздействия, например колебания режима приводного механизма, что снижает надежность работы системы электропривод-нагрузка.

Цель изобретения - повышение надежности работы системы электроприводнагрузка.

Цель достигается тем, что дополнительно определяют среднее значение сигнала выходного параметра и ограничивают снизу пропорционально полученному среднему значению спектр частот переменной составляющей сигнала? усиливают полученную переменную составляющую, инвертируют и модулируют инвертированным сигналом сигнал обратной связи по выходному параметру.

В устройство для управления электроприводом постоянного тока дополнительно введены фильтр верхних частот, регулируемый источник напряжения, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, инвертирующий усилитель и модулятор, при этом выход датчика сигнала выходного параметра подключен к входу фильтра верхних частот, управляющий-вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а

выход - к входу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого соединен с регулируемым источником напряжения, выход усилителя с регулируемым коэффициентом передачи через инвертирующий усилитель соединен с управляющим входом модулятора, другой вход которого подключен к выходу датчика сигнала выходного параметра, а выход модулятора соединен с входом обратной связи блока регулирования частоты вращения.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Электродвигатель 1 постоянного тока подключен к выходу блока 2 регулирования частоты вращения, ко входу которого подключен также задатчик 3.

С двигателем 1 соединен механизм 4, снабженный датчиком 5 сигнала его выходного параметра. Выход датчика 5 соединен со входами КС-фильтра 6 нижних частот и фильтра 7 верхних частот,' фильтр 7 верхних частот состоит из последовательно соединенных конденсатора 8 и полевого транзистора 9. Выход упомянутого КС-фильтра 6 нижних частот подключен к затвору полевого транзистора 9» являющемуся управляющим входом фильтра верхних частот. Усилитель 10 с регулируемым коэффициентом передачи содержит операционный усилитель- 1.1 и полевой транзис₃₅ тор 12, сток которого подключен ко входу операционного усилителя 11, а его затвор, являющийся управляющим входом усилителя 10, связан с выходом регулируемого источника 13 напряже4₀ ния. Второй вход операционного усилителя 11 соединен с выходом фильтра 7 верхних частот г Выход операционного усилителя 11 соединен с первым входом инвертирующего усилителя 14.

45 Модулятор 15 содержит операционный усилитель 16 и полевой транзистор 17» стоком подключенный ко второму входу операционного усилителя 16, а затвором, являющимся, управляющим входом _$0 модулятора, соединен с выходом инвертирующего усилителя 14, Выход модулятора 15 подключен к дополнительному входу блока 2- регулирования частоты вращения.

Устройство работает следующим об⁵ разом.

Сигнал задания поступает с задатчика 3 на блок ,2 регулирования частоты вращения- и в соответствии с его

величиной электродвигатель I имеет заданную частоту вращения и приводит в движение механизм 4*. При возникновении в механизме 4 колебаний выходного параметра на выходе датчика 5 выходного параметра появляется электрический сигнал, который поступает на входы КС-фильтра 6 нижних частот и фильтра 7 верхних частот, а также на первый вход операционного усилителя 16. Сигнал с выхода фильтра 6 нижних частот,, пропорциональный среднему значению выходного параметра, "· поступает на затвор транзистора 9, изменяя этим ток между его истоком и стоком, за счет, чего изменяется коэффициент передачи фильтра 7 верхних частот (частоты среза)., конденсатор 8 которого выделяет переменную составляющую сигнала обратной связи. Полоса пропускания этого сигнала изменяется в зависимости от коэффициента передачи фильтра 7, зависящего от среднего значения сигнала выходного параметра.

Выделенная переменная составляющая поступает на первый вход операционного усилителя 11, имеющего регулируемый коэффициент усиления за счет подачи, на затвор полевого транзистора 12 сигнала с регулируемого источника 13 напряжения. С изменением сигнала источника 13 изменяется ток между стоком и истоком транзистора 12, что изменяет коэффициент передачи усилителя 10 и изменяет амплитуду переменной составляющей в соответствии с заданием. В инвертирующем усилителе 14 происходит усиление амплитуды переменной составляющей .

В операционном усилителе 16 производится коррекция сигнала выходного параметра в функции мгновенного значенияпеременной составляющей, Скорректированный сг.гнал, поступающий на вход блока 2 регулирования частоты вращения, имеет усиленные верхние частоты, чем достигается гашение колебаний выходного параметра механизма.

<0

15

20

25

30

35

40

45

50

Claims

Формула изобретения

1. Способ управления электроприводом постоянного тока, согласно ко55

913539 6

торому регулируют· частоту вращения электродвигателя в функции сигнала, выходного параметра электропривода, из которого также выделяют переменную составляющую, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы системы электропривод-нагрузка, определяют среднее значение сигнала выходного параметра и ограничивают снизу пропорционально полученному среднему значению спектр частот, переменной составляющей сигнала, усиливают полученную переменную составляющую, инвер’тируют и модулируют инвертированным сигналом сигнал обратной связи по выходному параметру.
2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее блок регулирования частоты вращения с задатчиком и датчик сигнала выходно! о параметра, подключенный выходом к фильтру нижних частот, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы системы электропривод-нагрузка, в него введены фильтр верхних частот,' регулируемый источник напряжения, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, инвертирующий усилитель и модулятор, при этом выход датчика сигнала выходного параметра подключен к входу фильтра верхних частот, управляющий вход которого подключён к филь+ру нижних частот, а выход - к входу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого соединен с регулируемым источником напряжения, выход усилителя, с регулируемым коэффициентом передачи через инвертирующий усилитель соединен с управляющим входом модулятора, другой вход которого подключен к выходу датчика сигнала выходного параметра, а выход модулятора соединен с входом обратной связи блока регулирования частоты вращения.