SU944036A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к быстродействующим электроприводам постоянного тока с управлением по цепи парапельного возбуждения электродвигателя.

Известен электропривод постоянного ^{1 * * * 5} тока с обратной связью по скорости и управлением по цепи возбуждения электродвигателя от транзисторного усилителя модности [Ί ] . ₎₀

Однако электропривод характеризуется невысокой точностью регулирования скорости и склонностью к автоколебательности установившегося процесса.

Наиболее близким к изобретению до ₁₅ технической сущности является электропривод постоянного тока, 'содержащий электродвигатель, усилитель Мощности, к выходу которого подключена шунтовая обмотка возбужденная электродвигателя, 20 снабженного корректирующей обмоткой и датчиком скорости, выход которого соединен через формирователь обратной связи спервым' входом усилителя мсщ2 ности, соединенного вторым входом с выходом моделирующего блока С2] .

Недостатком электропривода, следующим из использования корректирующей обмотки только для получения сигнала гибкой обратной связи по производной магнитного потока, является невысокое быстродействие в переходных режимах.

Цель изобретения — повышение быстродействия электропривода.

Цель достигается за счет того, что в известный электропривод постоянного тока дополнительно введены резистор и шунтирующая его последовательная RC цепь, выход которой соединен с входом моделирующего блока, причем резистор включен последовательно в цепь корректирующей 'обмотки электродвигателя, соединяющей по питанию согласно обмотке возбуждения электродвигателя и шунтирующей его якорь.

На Фик 1 показана структурная, с^ема электропривода; на фиг. 2 а, б, в, г - временные диаграммы его работы;

944036 4 на фиг, 3 - один из возможных вариантов конкретного выполнения блоков структурной схемы.

Электропривод постоянного тока содержит усилитель 1 мощности, к выходу которого подключена шунтовая обмотка 2 возбужденная электродвигателя 3, снабженного корректирующей обмоткой 4 и датчиком 5 скорости, выход которого соединен через формирователь 6 обратной связи с первым входом усилителя 1, соединенного вторым входом с выходом моделирующего блока 7, резистор 8 и шунтирующая его RC -цепь 9, выход которой соединен с входом моделирую- ,₅ щего блока 7. Резистор 8 включен последовательно в цепь корректирующей обмотки 4 электродвигателя, соединенной по питанию согласно обмотке возбуждения электродвигателя ,шунтирующей его якорь, соединенный с клеммами подключения источника питания. Усилитель 1 мощности может быть выполнен на операционном усилителе и выходных транзисторных каскадах, выход одного из ко- ₂₅ торых соединен с цепью корректирующей обмотки, а другой - с цепью основной обмотки возбуждения (фиг, 3), Моделирующий блок 7 может быть выполнен каскадным соединением двух апериодических _3<J Г-образных RC -фильтров, постоянные времени которых' соответствуют электромагнитной и электромеханической постоянными времени электродвигателя 3.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

При скачкообразных изменениях управляющего воздействия (фиг. 2а) в моменты времени и происходит соответствующее изменение постоянной составляющей тока Ί^(фиг, 2 &) лишь в обмотке 2, связанной с выходом усилителя 1 модности. В обмотке 4, магнитно связанной с обмоткой 2, наводится при этом лишь переменная составляю- ⁴⁵ щая напряжения тока ( фиг. 2 -V), пропорциональная производной от управляющего воздействия (X, . Эта переменная составляющая передается переходной RC-цепью 9 на вход модели 7 как сигнал гибкой ⁵⁰ отрицательной обратной связи и (при замыкании этой цепи с/ входом усилителя модности) осуществляет необходимую частотную коррекцию регулятора, обеспечивая его устойчивость и необхо- ⁵⁵ димое качество протекания переходных процессов. При скачкообразных изменениях возмущающего воздействия <J<y в ’ моменты времени 1 _у и t₄ (фиг. 2 <Г) одновременно изменяются постоянные составляющие тока в обмотках 2 и 4, причем изменен^ тока в обмотке 4 имеет апериодический характер, определяемый суммарной постоянной времени (^<χ^+τ4 )· как это показано на фиг. 21. Переходная R С-цепь 9 при этом пропускает пИшь переменную составляющую напряжения на резисторе 8, обтекаемого током 1д. Сравнение выходных сигналов переходной R С—цепи 9 по графику на фиг. 2 д указывает на качественно различный характер этих сигналов, возникающих при управляющем или возмущающем воздействии, так как при возникновении возмущающего воздействия выходной сигнал переходной RC-цепи Я соответствует по полярности сигналу гибкой положительной обратной связи, ускоряющему переходный процесс изменения тока TfjZ-t / в основной обмотке возбуждения 2, подключенной к выходу усилителя 1 мощности.

Таким образом в предложенным электроприводе обеспечивается повышение' > быстродействия электропривода при от- . работке указанного вида возмущений с сохранением в то же время необходимо^· го запаса устойчивости замкнутой системы регулирования. Кроме того, согласное подключение корректирующей обмотки создает начальный магнитный поток возбуждения двигателя, разгружая тем самым по току цепь его шунтовой обмотки и уирсщая цепь питания выходного транзисторного каскада усилителя модности.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к электротехнике , в частности, к быстродействукщим эпектропривоцам посто нного тока с управлением по цепи парапельного возбуждени  электродвигател . Известен электропривод посто нного тока с обратной св зькз по скорости и управлением по цепи возбуждени  электродвигатела от транзисторного усилител  модности tl . Однако электропривод характеризуетс  невысокой точностью регулировани  скорости и склонностью к автокопебател ности установившегос  процесса. Наиболее близким к изобретению ро технической сущности  вл етс  электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, усилитель )ощности, к выходу которого подключена шунтова  обмотка возбужденна  злектродвигатеп , снабженного корректирующей обмоткой и датчиком скорости, выход которого соединен через ({юрмирователь обратной св зи icjiiepBb i входом усилител  модности , соединенного вторым входом с выходом моделирующего блока С2 . Недостатком электрсэтривода, следующим из использовани  корректирующей обмотки только дл  получени  сигнала гибкой обратной св зи по производной магнитного потока,  вл етс  невысокое быстродействие в переходных режимах. Цель изобретени  - повыщение быстродействи  электропривода. Цель достигаетс  за счет того, что в известный электропривод посто нного тока дополнительно введены резистор и шунтирук цаь его последовательна  RC цепь , выход которой соединен с ЕКОДОМ моделирующего блока, причем резистор включен последовательно в цепь корректирующей обмбтки элёктродмгатбп , соедин ющей по питани о согласно обмот- ке возбуждени  электродвигател  и шунтирующей его  корь. На фив 1 п жазана структурна$ электропривода; на фиг. 2 а« б в, г - временнь:е диаграммы его работы; 394 на фиг, 3 - один из возможных вариантов конкретного вьтопнени  блоков струк TjrpHofi схемьи Электропривод посто нного тока содержит усилитель 1 мощности, к выходу которого подключена шунтовал обмотка 2 возбужденна  электрсдвигатеп  3, снаб жонного корректирующей обмоткой 4 и датчиком 5 скорости, выход которого соединен через формирователь 6 обратНой св зи с первым нхсдом усилител  1, соединенного вторым входом с выходом моделирующего бпока 7, резистор 8 и шунтирующа  его RC -цепь 9, выход которой соединен с входом моделирующего блока 7. Резистор 8 включен последовательно в цепь корректирующей обмотки 4 электродвигател , соединенной по питанию согласно обмотке возбуждени  электродвигател ,шунтирующей его  корь, соединенный с клеммами подключени  источника питани . Усилитель 1 мощности может быть вьшолнен на операционном усилителе и выходных транзисторных каскадах, выход одного из которых соединен с цепью корректиоующей обмотки, а другой - с цепью основной обмотки возбуждени  (фиг, 3). Моделирующий блок 7 может быть выполнен кас кадным соединением двух апериодических Г-образных RC -фильтров, посто нные времени которых соответствуют электромагнитной и электромеханической посто н ными времени электродвигател  3. Электропривод посто нного тока работает следующим образом. При скачкообразных изменени х управ л ющего воздействи  Ux, (фиг, 2а) в моменты времени t- и trj происходит соответствующее изменение посто нной составл ющей тока in (фиг, 2 в) лишь в обмотке 2, св занной с выходом усилител  1 мощности, В обмотке 4, магнитно св занной с обмоткой 2, наводитс  при этом лишь переменна  составл юща  напр жени  тока ( фиг. 2 t) пропорциональна  производной от управл ющего воздействи  и , Эта переменна  составл юща  передаетс  перехсдной RC-цепью 9 на вход модели 7 как сигнал гибкой отрицательной офатной св зи и (при замыкании этой цепи Qвходом усилител  мощности) осуществл ет необходимую частотную коррекцию регул тора, обеспечива  его устойчивость и необходимое качество протекани  переходньк процессов. При скачкообразных изменени х возмущающего воздействи  U(i в 6 .4 моменты времени i и t (фиг. 2(Г) одновременно измен ютс  посто нные составл ющие тока в обмотках 2 и 4, причем изменещ/Ь тока 14 обмотке 4 имеет апериодический характер, опреде л емый суммарной посто нной времени (( Ь как это показано на фиг, 21. Переходна  R С-цепь 9 при этом пропускает Шшь переменную составл ющую напр жени  на резистс е 8, обтекаемого током 14 , Сравнение выходных сигналов переходной R С-цепи 9 по графику на фиг, 2 д указывает на качественно различный характер этих сигналов, возникающих при управл ющем или возмущающем воздействии, так как при возникновении возмущающего воздействи  выходной сигнал переходной RC-цепи Я соответствует по пол рности сигналу ги&amp;кой положительной обратной св зи, ус:кор юшему переходный процесс изменени  тока в основной обмотке возбуждени  2, подключенной к выходу усилител  1 мощности. Таким образом в предложеннь1М электроприводе обеспечиваетс  повышение быстродействи  электропривода при от- . работке указанного вида возмущений с сохранением в то же врем  необходимо го запаса устойчивости замкнутой системы регулировани . Кроме того, согласное подключение корректирующей обмотки создает начальный магнитный поток возбуждени  двигател , разгружа  тем самым по току цепь егошунтовой обмотки и упроша  цепь питани  выходного транзисторного каскада усилител  мощности. Формула изобретени  Электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель, усилитель мощности, к выходу которого подключена иогнтова  обмотка возбуждени  электродвигател , снабженного корректирующей обмоткой и датчиком скорости, выход которого соединен через формирователь обратной св зи с nejDBbiM входом усилител  мощности, соединенного вторым входом с выходом моделирующего блока , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстроаействи  электропривода , в него дополнительно введе- HbJ резистор и шунтирующа  его последовательна  RC-цепь, выход которой соединен с входом моделирующего бло-.

   ка, причем резистор включен последовательно в цепь корректирукхпей о6мот ки электропшгатеп , соединенной по питанию согласно обмотке возбу ени  эпёктропвигател  в шунтирующей его  корь, .

   Источники И1в{ ормашШ| прин тые во вынимание при экспертизе

   1«Бунаков В.Л., Гаспаров Р.Г« Полупроводниковые регул торы на1р же ни   и частоты впектрических машин. М - Л, Энерги , 1966, с. 115,

   2,.Авторское свидетельство СССР № , кл, Н 02 Р 5/О6, 1974.