SU922982A1

SU922982A1 - Device for control of two-motor electric drive

Info

Publication number: SU922982A1
Application number: SU802977080A
Authority: SU
Inventors: Viktor G Dryuchin; Yurij P Samcheleev
Original assignee: Kommunarsk Gorno Metall Inst
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-04-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тех производственных машинах и механизмах^ где требуется поддержание заданного соотношения между скоростями отдельных рабочих органов машин и механизмов, например в металлорежущих станках.The invention relates to electrical engineering and may find application in those production machines and mechanisms where it is required to maintain a predetermined ratio between the speeds of individual working bodies of machines and mechanisms, for example, in metal-cutting machines.

Известно устройство управления многодвигательным электроприводом,:содержащее задатчики скорости, узеп выбора скорости и блок формирования темпа изменения эталонного напряжения скорости привода, выход которого соединен с узлами формирования установки скорости двигателей, имеющими каждый два выхода, первый из которых подключен к систе—, ме регулирования соответствующего двигателя [ΐ] .A multi-motor drive control device is known: it contains speed controllers, a speed selection unit and a unit for generating the rate of change of the drive speed reference voltage, the output of which is connected to the units of the engine speed setting having each two outputs, the first of which is connected to engine [ΐ].

Недостатком такого устройства является сложность, обусловленная наличием индивидуальной системы регулирования дпя каждого двигателя.The disadvantage of this device is the complexity due to the presence of an individual control system for each engine dpya.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройст— во дпя управления двухдвигатепьным электроприводом, содержащее задатчики скорости электродвигателей, датчики обратной связи по скорости, задатчики и датчики скорости электродвигателей соединены с блоками сравнения [2].Closest to the invention in technical essence is a device for controlling a two-motor electric drive, comprising speed sensors for electric motors, speed feedback sensors, speed sensors and speed sensors for electric motors connected to comparison units [2].

Недостатками известного устройства являются сложность а в связи с этим малая надежность, обусловленная наличием контуров регулирования тока с регуляторами и датчиками тока, тиристорных преобразователей с системами управления для каждого двигателя.The disadvantages of the known device are the complexity and in connection with this low reliability due to the presence of current control loops with current regulators and sensors, thyristor converters with control systems for each motor.

Цепь изобретения - повышение надежности работы устройства.The chain of the invention is to increase the reliability of the device.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дпя управления двухдвигательным электроприводом, введены блок сравнения задающих сигналов, блок срав» нения .сигналов обратных связей по скорости, блок сравнения рассогласования задающих сигналов и сигналов обратных связей, блок определения знака рассогласования между задающими сигналами,This goal is achieved by the fact that in the device for controlling a two-motor electric drive, a unit for comparing the driving signals, a unit for comparing speed feedback signals, a unit for comparing the mismatch of the driving signals and feedback signals, a unit for determining the sign of the mismatch between the driving signals, are introduced

922982 4 два прерывателя с блоками управления, блок выбора прерывателя, переключатель блоком управления, блок выбора сигнала управления переключателем, источник неизменного тока, прерыватели включены 5 в якорные цепи двигателей, соединенных параллельно и подключенных через переключатель к источнику неизменного тока, ' общая точка якорных целей и источника неизменного тока соединена с третьим ю выводом переключателя, блоки управления прерывателями соединены с блоком выбора прерывателя, входы которого подключены к выходам блока определения знака.,рассогласования между задающими 15 сигналами и блока сравнения рассогласования задающих сигналов и сигналов обратных связей, а вход блока определения знака, рассогласования между задающими сигналами подсоединен к выходу блока ₂о сравнения задающих сигналов, входы которого соединены с выходами задатчиков скорости, и к одному из входов блока сравнения рассогласования задающих сигналов и сигналов обратных связей, к вто-25 рому входу которого подключен выход блока сравнения сигналов обратных связей по скорости, входы которого соединены с выходами датчиков обратной связи по скорости, выходы блоков сравнения ₃₀подключены к входам блока выбора сигнала управления переключателем, выход которого соединен с блоком управления переключателем, причем один из входов блока выбора сигнала управления пере- $$ кпючатепем подключен к выходу блока определения знака рассогласования между задающими сигналами, выход системы управления одним прерывателем соединен с входом системы управления другим пре-₄₀рывателем, а вход системы управления первым прерывателем соединен с выходом системы управления вторым прерывателем.922982 4 two choppers with control units, chopper selection block, switch control block, switch control signal selection block, constant current source, breakers 5 included in the armature circuits of motors connected in parallel and connected through the switch to a constant current source, 'common point of anchor targets and a constant current source is connected to the third output of the switch, the breaker control units are connected to the breaker selection unit, the inputs of which are connected to the outputs of the determination unit sign., mismatch between the set of 15 signals and block comparison mismatch specifying signals and feedback signals, and determining the input of the block mark, the error between the desired signal is coupled to the output of the unit ₂ on the comparison specifying signals having inputs connected to the outputs of the speed setting devices, and one from the inputs of the unit for comparing the mismatch of the driving signals and feedback signals, to the second 25th input of which the output of the unit for comparing the feedback signals in speed is connected, the inputs of which are connected are connected to the outputs of the speed feedback sensors, the outputs of the comparison units _{30 are} connected to the inputs of the switch control signal selection unit, the output of which is connected to the switch control unit, and one of the inputs of the control signal selection block is connected to the output of the mismatch sign determination unit between the driving signals, the output of the control system of one chopper is connected to the input of the control system of another chopper ₄₀ , and the input of the control system of the first chopper is connected to the output of second breaker control systems.

На чертеже представлена блок схема устройства для управления двухдвигатепь-₄₅ным электроприводом.The drawing shows a block diagram of a device for controlling a twin-engine _45- nd electric drive.

Устройство для управления двухдвигательным электроприводом содержит задатчики 1 и 2 скорости, двигатели 3 и 4, датчики 5 и 6 обратной связи скорое- ¹ти, блоки 7 и 8 сравнения сигнала обратной связи по скорости и задающего сигнала, блок 9 сравнения задающих сигналов, блок 10 сравнения сигналов обратных связей по скорости, блок 11 сравне- ₅₅ния рассогласования задающих сигналов и сигналов обратных связей, блок 12 определения знака рассогласования между задающими сигналами, два прерывателя и 14 с блоками 15 и 16 управления, блок 17 выбора прерывателя, переключатель 18-е блоком 19 управления, блок 20 выбора сигнала управления переключателем, источник 21 неизменного тока.An apparatus for controlling the electric drive comprises a two-engine setting elements 1 and 2 speed motors 3 and 4, the sensors 5 and 6 feedback skoroe- ¹ minute, the blocks 7 and 8, comparison of the feedback signal and the speed setting signal, a comparison unit 9 defining signals, the control unit 10 comparing the feedback signal of the speed comparison unit 11 Nia ₅₅ defining misalignment signals and feedback signals, the unit 12 determines the sign of the error between the desired signals, and two chopper 14 with the blocks 15 and control unit 16, selection unit 17 of the breaker, re the switch 18 is by the control unit 19, the switch control signal selection unit 20, a constant current source 21.

Устройство для управления двухдвигательным электроприводом работает следующим образом.A device for controlling a twin-engine electric drive operates as follows.

В исходном состоянии переключатель 18 шуйтирует источник 21 неизменного тока. Якорные цепи двигателей 3 и 4 обесточены. Их скорость равна нулю. Пусть необходимо, чтобы скорость вращения двигателя 3 была больше скорости вращения Двигателя 4, т. е.In the initial state, the switch 18 jokes the source of constant current 21. Anchor chains of engines 3 and 4 are de-energized. Their speed is zero. Let it be necessary that the rotational speed of engine 3 be greater than the rotational speed of Engine 4, i.e.

Ц)₁ > и такое соотношение должно поддерживаться в процессе работы электропривода, При этом, следовательно, сигнале ' задатчика 1 скорости должен быть больше сигнала с задатчика 2 скорости,т.е..1)51C) ₁ > and such a ratio should be maintained during the operation of the electric drive, while, therefore, the signal 'of the speed setter 1 must be greater than the signal from the speed setter 2, i.e. 1) 51

Включение устройства осуществляется включением питания системы управления устройства. В этом случае сигналы с задатчиков 1 и 2 скорости поступают на входы блоков 7 и 8 сравнения сигнала обратной связи по скорости и задающего сигнала, а также на блок 9 сравнения задающих сигналов, при этом переключатель 18 подключает якорные обмотки двигателей 3 и 4 к иежочнику 21 неизменного тока. На выходе блока сравнения задающих сигналов формируется сигнал пропорциональный разности задающих сигналов задатчиков 1 и 2 скоростей, т.е. и_з; Од · Этот сигнал поступает на вход блока 12 определения знака рассогласования между задающими сигналами и на блок 11 сравнения рассогласования задающих сигналов и сигналов обратных связей. Блок 12 определения знака рассогласования между задающими сигналами формирует на своем выходе сигнал либо положительной, либо отрицательной полярности, либо нуль. Если 1) то сигнал на выходе блока 12 — положительной полярности, если ϋ^^υ_ίίι сигнал отрицательной полярности, а если сигнал на выходе блока 12 равен нулю. Сигнал с выхода блока 12 рассогласования между задающими сигналами поступает на входы блока 17 выбора прерывателя и блока 20 выбора сигнала управления переключателем. В зависимости от сигнала с выхода блока 12 выбирается рабочий прерыватель й управляющий сигнал, прерыватель 13 находится во время работы привода в замкнутом состоянии, а рабочим прерывателем является прерыватель 14. Если на выходеThe device is turned on by turning on the power of the device control system. In this case, the signals from the speed controllers 1 and 2 are fed to the inputs of the speed feedback and reference signal comparison blocks 7 and 8, as well as to the reference signal comparison block 9, while the switch 18 connects the armature windings of the motors 3 and 4 to the source 21 constant current. At the output of the reference signal comparison unit, a signal is generated proportional to the difference of the reference signals of the speed reference units 1 and 2, i.e. and _s ; Od · This signal is input to the block 12 determining the sign of the mismatch between the driving signals and to block 11 comparing the mismatch of the driving signals and feedback signals. Block 12 determining the sign of the mismatch between the driving signals generates at its output a signal of either positive or negative polarity, or zero. If 1) then the signal at the output of block 12 is of positive polarity, if ϋ ^^ υ _{ίίι is a} signal of negative polarity, and if the signal at the output of block 12 is zero. The signal from the output of the mismatch unit 12 between the driving signals is fed to the inputs of the chopper selection unit 17 and the switch control signal selection unit 20. Depending on the signal from the output of unit 12, a working chopper and control signal are selected, the chopper 13 is closed during operation of the drive, and the working chopper is a chopper 14. If the output

922982 6 блока 12 положительный сигнал, то прерыватель 13 находится во время работы привода в замкнутом состоянии, а рабочим прерывателем является прерыватель 14, при этом управляющим сигналом пе- 5 рекпючателя 18 является сигнал с выхода блока 7. Если на выходе блока 12 нулевой сигнал, прерыватели 13 и 14 находятся во время работы электропривода в замкнутом состоянии, а управляющими ¹⁰сигналами переключателя 18 являются сигналы с выходов блоков 7 и 8. Если же на выходе блока 12 отрицательный сигнал, то прерыватерь 14 замкнут, а прерыватель 13 является рабочим, при 15 этом управляющим сигналом переключателя 18 является сигнал с выхода блока 8.>922982 6 of block 12 is a positive signal, then the chopper 13 is closed during operation of the drive, and the working chopper is chopper 14, while the control signal of switch 5 of switch 18 is the signal from the output of block 7. If the output of block 12 is zero, interrupters 13 and 14 are located while the drive is in a closed state, and control ¹⁰ signals the switch 18 are output signals from the blocks 7 and 8. If the output signal of block 12 is negative, then preryvater 14 is closed and the circuit breaker 13 is the working m, when the switch 15 as the control signal 18 is a signal output unit 8.>

В рассматриваемом случае прерыватель 13 замкнут, а прерыватель 14 - рабочий. Управляющий сигнал переключателя. 20 18 поступает с блока 7{Из1In this case, the chopper 13 is closed, and the chopper 14 is working. Control signal switch. 20 18 comes from block 7 {Of1

На блок 11 сравнения рассогласова - ; ния задающих сигналов и сигналов обрат- ₂₅ных связей, кроме сигнала с выхода бпока 9, поступает сигнал с выхода блока 10 сравнения сигналов обратных связей по скорости, на входы которого поступают сигналы с датчиков обратной связи по скорости 5 и 6, т.е. на выходе блока 10 формируется сигнал пропорциональный разности (Ц - На выходе блока 11 формируется сигнал пропорциональной разности абсолютных величин (и ^Ц^идЗги)^ Этот сигнал является управляющим рабо- ³⁵чего прерывателя (в рассматриваемом случае прерывателя 14). В зависимости от величины этого сигнала изменяется частота замыкания - размыкания рабоче- ₄θ го прерывателя. Блок (15 или 16) управления рабочего прерывателя обеспечиваем такой алгоритм управления рабочим пре-7~ рывателем, который позволяет изменять частоту замыкания-размыкания и тем регупировать ток протекающий по якорным цепям двигателей 3 и 4. Чем больше сигнал с выхода блока 11, тем меньше частота замыкания - размыкания рабочего прерывателя, а тем самым меньше средний ток якоря двигателя, в цепи которого ⁵⁰включен рабочий прерыватель, и больше · в цепи якоря другого двигателя (в данном случае средний ток якоря двигателя 4 меньше, чем якоря двигателя 3), потому, как от источника 21 неизменного ⁵⁵тока на якори двигателей поступает неизменный ток. Следовательно, двигатели разгоняются с различной интенсивностью.On the block 11 comparison mismatch -; Nia specifying signals and reverse links GOVERNMENTAL ₂₅ except the signal from the output MAHB 9 receives the signal output from the comparison block 10 signals the speed feedback, the inputs of which receive signals from feedback sensors on speed 5 and 6, i.e. output unit 10 is formed by a signal proportional to the difference (Ts - The output of block 11 is formed a signal proportional to the difference of the absolute values (u idZgi C ^) ^ This signal is a control rabo- interrupter ³⁵ which (in this case the interrupter 14) depending on the size. this frequency signal varies circuit -. workers' opening θ th ₄ interrupter unit (15 or 16) controls the working interrupter provide an algorithm for controlling the working pre-7 ~ chopper which allows adjusting the circuit-opening and the ones regupirovat current flowing through the anchor chains motors 3 and 4. The larger the signal output from block 11, the lower frequency circuit - working breaker opening and thereby lower the average motor armature current, in which circuit breaker ⁵⁰ included working and greater circuit · the armature of another engine (in this case, the average current of the armature of the motor 4 is less than the armature of the motor 3), because, from the source 21 of constant ⁵⁵ current, the armature of the motors receives a constant current. Therefore, the engines accelerate at different intensities.

Двигатель, скорость которого должна быть больше, разгоняется с большей интенсивностью, а двигатель, скорость которого должна быть меньше - с меньшей интенсивное тью (в рассматриваемом случае двигатель 3 разгоняется с большей интенсивностью, а двигатель 4-е меньшей). В процессе разгона двигателей частота замыкания - размыкания рабочего прерывателя изменяется до тех пор, пока с выхода блока 11 'сигнал не станет равным нулю. При этом частота замыкания - размыкания рабочего прерывателя становится наибольшей и двигатели разгоняются согласованно, т.е. в процессе разгона поддерживается заданное соотношение между скоростями двигателей 3 и 4. Как только скорость двигателя, у которого должна быть большая скорость, достигает заданного значения, с выхода блока 7 или 8 сравнения сигнала обратной связи по скорости и задающего сигнала (в рассматриваемом случае блока 7) поступает нуль на систему 19 управления переключателем 18. Переключатель 18 шунтирует источник 21 неизменного тока, якорные цепи двигателей 3 и 4 обесточиваются. Под действием нагрузки двигатели начинают тормозиться. Торможение двигателей также согласованно, т.е. в процессе торможения поддерживается заданное соотношение между скоростями двигателей 3 и 4. Это обеспечивается за счет противо-ЭДС двигателя (в рассматриваемом случае двигателя 3), имеющего большую скорость и за счет рабочего прерывателя (в данном случае прерывателя 14), т.е. частота замыкания/размыкания рабочего прерывателя изменяется таким образом, чтобы в процессе торможения сохранилось соотношение между скоростями двигателей (если двигатель с больщей скорое тью тормозится быстрее, чем другой двигатель, то частота замыканйя-разМЫкания рабочего прерывателя уменьшается, а если торможение двигателя с большей скоростью происходит медпенее, чём второго двигателя, то частота увеличивается). Вследствие этого в процессе торможения двигателей изменяется в за—* висимости от интенсивности торможения уравнительный ток в якорных цепях двигателей 3 и 4, что приводит к поддержанию заданного соотношения между скоростями двигателей. Как только скорость двигателей 3 и 4 уменьшится. на заданную величину (определяемую блоком 19 управления переключателем 18), пере7 ключа те пь устраняет шунтирование источника 21 неизменного тока и подключает якорные цепи двигателей 3 и 4 к источнику 21 неизменного тока. При достижении скоростями двигателей задан- 5 ных значений процесс повторяется.The engine, the speed of which should be higher, accelerates with greater intensity, and the engine, the speed of which should be less, with less intense thu (in this case, engine 3 accelerates with higher intensity, and the engine 4 is slower). In the process of accelerating the engines, the frequency of the closure - opening of the working chopper changes until the signal becomes equal to zero from the output of block 11 '. In this case, the frequency of closure - opening of the working breaker becomes the highest and the motors accelerate in concert, i.e. during acceleration, a predetermined ratio between the speeds of engines 3 and 4 is maintained. Once the speed of the engine, which must have a high speed, reaches a predetermined value, from the output of block 7 or 8 comparing the speed feedback signal and the reference signal (in the case under consideration, block 7 ) zero goes to the control system 19 of the switch 18. The switch 18 shunts a constant current source 21, the armature circuits of the motors 3 and 4 are de-energized. Under load, the engines begin to slow down. Engine braking is also consistent, i.e. during braking, the specified ratio between the speeds of engines 3 and 4 is maintained. This is ensured by the counter-EMF of the engine (in this case, engine 3), which has a high speed and due to the working chopper (in this case, chopper 14), i.e. the frequency of closing / opening of the working chopper is changed so that during braking the ratio between the speeds of the engines is maintained (if a motor with a faster speed brakes faster than another motor, then the frequency of closing and opening of the working chopper is reduced, and if the engine is braked at a higher speed more slowly than the second engine, the frequency increases). As a result of this, in the process of braking of engines, depending on the intensity of braking, the equalizing current in the armature circuits of engines 3 and 4 changes, which leads to maintaining a predetermined ratio between the speeds of the engines. As soon as the speed of engines 3 and 4 decreases. by a predetermined value (determined by the control unit 19 of the switch 18), the switch 7 tepe eliminates the shunting of the constant current source 21 and connects the anchor circuits of the motors 3 and 4 to the constant current source 21. When the engine speeds reach the set value of 5, the process repeats.

С целью обеспечения невозможности работы обоих прерывателей 13 и 14 в качестве рабочих в устройство введена блокировка блоков 15 и 16 управления, Ю т.е. выход блока 15 управления соединен с входом блока 16 управления и наоборот.In order to ensure the impossibility of the operation of both breakers 13 and 14 as workers, a blocking of control units 15 and 16 was introduced into the device, i.e. the output of the control unit 15 is connected to the input of the control unit 16 and vice versa.

Тацим образом,, устройство обеспечивает поддержание заданного соотношения 15 между скоростями двигателей в двухдвигательном электроприводе в процессе разгона, стабилизации и торможения.In this way, the device maintains a predetermined ratio 15 between the speeds of the engines in the twin-engine electric drive during acceleration, stabilization and braking.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 20

A device for controlling a two-motor electric drive, comprising electric motor speed controllers, speed feedback sensors, electric motor speed controllers and sensors are connected to comparison units, characterized in that, in order to increase reliability, a reference signal comparison unit, a signal comparison unit catch ³⁰ feedbacks the speed comparing unit mismatch specifying signals and feedback signals, the sign determination unit mismatch between the desired signals Two preryvate- 35 A flea control selecting unit interrupter switch with a control unit, the block select switch control signal, a constant current source, circuit breakers included in yakor- ⁴⁰ nye chain motors connected in parallel and connected via a switch to the constant current source, the common point of the anchor circuits and the constant current source is connected to the third output of the switch, the breaker control units are connected to the breaker selection unit, the inputs of which are connected to the outputs of the determination unit the mismatch sign between the driving signals and the comparison block of the mismatch of the driving signals and feedback signals, and the output of the block for determining the mismatch between the driving signals is connected to the output of the driving signal control unit, the inputs of which are connected to the outputs of the speed controllers, and to one of the inputs of the comparison block the mismatch of the driving feedback signals, to the second input of which the output of the speed feedback signal comparison unit is connected, the inputs of which are connected to the outputs speed feedback sensors, the outputs of the comparison blocks are connected to the inputs of the switch control signal selection block, the output of which is connected to the switch control block, the third input of the switch control signal selection block is connected to the output of the block of determining the sign of the mismatch between the reference signals, the output of the control unit is one chopper connected to the input of the control unit by another chopper, and the input of the control unit of the first chopper connected to the output of the control unit of the second interrupt telly.