SU970617A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

. Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электроприводах машин термической резки и станков с числовым программн управлением. Известно устройство дл  управлени электродвигателем посто нного тока, содержащее регул тор скорости, ревер сивный импульсный преобразователь, вход которого св зан с выходом регул тора скорости, и двигатель, с которым соединен скорости, при этом выход датчика скорости подключен к входу регул тора скорости 1. Недостаток такого устройства - необходимость перенастройки величины сигнала, осуществл ющего вибрационную линеаризацию при импульсном управлении .в случае изменени  момента статической нагрузки на валу электро двигател . Следовательно, данным устройством не может осуществл тьс  полна  линеаризаци  зоны нечувствительности электродвигател  в тех слу ча х, когда изменени  момента статической нагрузки происход т в процессе/работы электропривода, а значит снижаетс  быстродействие на малых скорост х и существенно сужаетс  диапазон регулировани  частоты вращени . Наиболее близок к предлагаемому электропривод посто нного тока, содержащий электродвигатель посто нного тока, к  корной обмотке которого подключены последовательно соединенные импульсный преобразователь, модул тор, регул тор скорости и сумматор, второй вход которого соединен с датчиком скорости 2. Известное устройство позвол ет линеаризовать зону нечувствительности электродвигател , а следовательно , расширить диапазон регулировани  частоты вращени  только в тех системах , в которых возможно непосредственное измерение момента статической нагрузки на валу электродвигател  (как вращающегос , так и подвижного). Однако распоространены системы, в которых момент статической нагрузки создаетс  сухим трением, и, следовательно , непосредственное измерение момента статической нагрузки на валу неподвижного электродвигател  не представл етс  возможным. В таких системах вышеуказанное устройство не позвол ет расширить диапазон регулировани  частоты вращени . Цель изобретени  - расширение ди апазона регулировани  частоты враще ни  электродвигател . Поставленна  цель достигаетс  те что в электропривод дополнительно введены три компаратора, два ключа, фильтр, интегратор, схема совпадени второй сумматор и источник опорного напр жени , причемвход первого ком паратора соединен с выходом первого сумматора, а его выход - с первым входом схемы совпадени , второй вход которой через второй компаратор соединен с выходом датчика скорюсти, который соединен с последовательно Соединенными фильтром и третьим ком паратором, выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа, управл ющий вход первого ключа соединен с выходом схемы совпадени , второй вход модул тора соединен че рез .интегратор с выходом второго сум матора, один вход которого через пер вый ключ соединен с положительньам выходом источника опорного напр жени , а второй вход - через второй .ключ с отрицательным выводом источника опорного напр жени . На чертеже приведена принципиальна  схема устройства. Электропривод посто нного тока содержит последовательно соединенные электродвигатель 1 посто нного тока импульсный, преобразователь 2, модул тор 3, регул тор 4,скорости, сумматор 5, второй вход которого соединен с датчиком 6 скорости, компараторы 7-9, ключи 10 и 11, фильтр 12, интегратор 13, .схему 14 совпадени , сумматор 15 и источник опорного напр жени , причем вход компаратора 7 соединен с выходом сумматора 5, а его выход - с первым входом схемы 14 второй вход которой через компаратор 8 соединен О выходом датчикс1 б, кото рый соединен с последовательно соединенными фильтром 12 и компаратором 9, выход которого соединен с управл ющим .входом ключа 11, управл  ющий вход ключа 10 соединен с выходом схемы 14, второй вход модул тора 3 соединен через интегратор 13 с выходом сумматора 15, один вход коiToporo соединен через кдроч 10 с поло жительным выводом источника опорного напр жени , а второй вход - через ключ 11 с отрицательным выводом источника опорного напр жени . Устройство работает следующим об разом. При отсутствии сигнала из, сигнал на выходе сумматора 5 равен нулю, а значит равен нулю-и сигнал на выходе регул тора 4 скорости. При этом модул тор 3 генерирует последователь ность двухпол рных импульсов, у кото рой длительность положительного импульса равна длительности отрицатель ного импульса, и, следовательно, посто нна  составл юща  этого сигнала равна 0. Этот выходной сигнал модул тора 3 усиливаетс  импульсным преобразователем 2 и поступает на электродвигатель 1, который остаетс  неподвижным, так как равна нулю посто нна  составл юща  напр жени  подаваемого на него. При этом нулевой сигнал на выходе сумматора 5 на выходе компаратора 7 поддерживает сигнал,запирающий схему 14 совпадени  и, таким образом, размыкающий ключ 10. Аналогично нулевой сигнал на выходе датчика б скорости выходной сигнал компаратора 9 размыкает ключ 11. таким образом, выходной сигнал сумматора 15 равен нулю, а значит равен нулю и выходной сигнал интегратора 13. Модул тор 3 настраиваетс  таким образом, что при нулевом сигнале на его входе управлени  частотой следовани  импульсов частота импульсной последовательности на его выходе устанавливаетс  равной максимальной частоте таи г котора  выбираетс  из соотношени  2Wn,inT9 где f плох максимальна  частота работы модул тора 3; . Mf - минимальный возможный дл  данной системы момент статической нагрузки на валу электродвигател  1; Tq - посто нна  времени  корной цепи электродвигател  1. При такой частоте пульсации тока незначительны, а значит незначительны и дополнительные потери мощности в неподвижном электродвигателе,1. Как только на вход системы поступает сигнал задани  U, на выходе сумматора 5 по вл етс  напр жение, которое, пройд  через регул тор 4 скорости, изглен е.т соотношение между длительност ми положительных и отрицательных импульсов на выкоде модул тора 3, поэтому в напр жении, поступающем на вход электродвигател , по вл етс  посто нна  составл юща . Одновременно с этим по вл етс  сигнал на выходе.компаратора 7, который открывает схему 14 совпадени  и, Tstv; самым, замыкает ключ 10. При этом опорное напр жение положительной пол рности +Ugr,4epe3 сумматор 15 поступает на вход интегратора 13, и значит напр жение на его выходе начинает линейно возрастать. Пропорционально этому изменению напр жени  на входе управлени  частотой следовани  импульсов модул тора 3 начинает уменьшатьс  частота импульсной последовательности на его выходе. Это уменьшение частоты импульсной последовательности продолжаетс  до тех пор, пока на некоторой частоте ,, не про-, изойдет полна  линеаризаци  зоны нечувствительности характеристики электродвигател . Эта частота определ етс  следующим образом.

-±. .,т,еп(.-).

П М П /

де Т., - посто нна  времени  корной

цепи;

- сопротивление  корной цепи C|v| - конструктивна  посто нна 

электродвигател  1; Up - амплитуда напр жени  на

 коре;

Mj, - установившийс  момент статической нагрузки на валу электродвигател  1.

Кактолько произойдет линеаризаци  нелинейности, эл;ектродвигатель I начинает движение при любой малой посто нной составл ющей напр жени , подаваемого на него. При этом на выходе датчика 6 скорости по вл етс  сигнал срабатывает компаратор 8 и закрывает схему 14 совпадени , ключ 10 размыкаетс  и отключает напр жение +Uof, от входа интегратора 13. Выходной сигнал интегратора 13 перестает мен тьс , и на выходе модул тора 3 поддерживаетс  така  частота , при которой линеаризуетс  зона нечувствительности электродвигател  1, обусловленна  наличием момента статической нагрузки на его валу.

При увеличении момента статической нагрузки на валу электродвигател  1 в процессе его работы возможна остановка электродвигател  1 из-з расширени  зоны нечувствительности. В этом случае на выходе датчика б скорости по вл етс  нулевой сигнал, который через компаратор 8 открывает схему 14 совпадени  и замыкает ключ 10.Сигнал на выходе интегратора 13 н чинает снова возрастать до тех пор, пока в- системе не будет подобрана нова  частота, при которой произой- дет линеаризаци  ёоны нечувствительности , обусловленной новой величиной момента статической нагрузки на валу и, следовательно, пока электродвигатель 1 не тронетс .

При уменьшении статической нагрузки на валу электродвигател  1 на его выходе по вл ютс  пульсации скорости с частотой работы модул тора 3. Эти пульсации скорости выдел ютс  с помощью фильт эа 12. Полоса пропускани  которого настраиваетс  в соответстВИИ с частотным диапазоном модул тора 3.

При превышении пульсации скорости заданного уровн , определ емого-техническим заданием на систему регулировани , срабатывает компаратор 9 и замыкает ключ 11. При этом опорное .напр жение отрицательной пол рностиUgrtчерез сумматор 15 поступает на вход интегратора 13, вызыва  линейное убывание сигнгипа на его выходе, вследствие чего частота следовани  импульсов модул тора 3 начинает возрастать до тех пор, пока уровень пульсаций скорости электродвигател  1 снизитс  до заданно.го значени . После этого сигнал на выходе компаратора 9 исчезает и ключ 1 размыкаетс ..

Таким образом в предлагаемом устройстве автоматически поддерживаетс  така  частота импульсов, подаваемых на электродвигатель, при которой, с одной стороны, осуществл етс  вибрационна  линеаризаци  зоны нечувствительности электродвигател  при различных моментах статической нагрузки на его валу, а с другой, уровень пулсаций скорости не превшиает заданного значени . Благодар  этому существенно расшир етс  диапазон регулировани  частоты вращени  электродвигател , причем нет необходимости в непосредственном измерении момента статической нагрузки на валу электрюдвигател .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Электропривод посто нного тока, содержащей электродвигатель посто нного тока, к  корной обмотке которого подключены последовательно соединенные импульсный преобразователь, модул тор, регул тор скорости и сумматор , второй вход которого соединен с датчиком скорости, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  частоты вращени  электродвигател , в него . дополнительно введены три компаратора ,два ключа, фильтр, интегратор, схема сов.падени , второй сумматор и источник опорного напр жени , причем вход первого компаратора соединен с выходом первого сумматора, а его выход - с первым входом схемы совпадени , второй вход которой через второ компаратор соединен с выходом датчика скорости, который соединен также с последовательно соединенньми фильтре и третьим компаратором, выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа, управл ющий вход первого ключа соединен с выходом схемы совпадени , второй вход модул тора соединен через интегратор с выходом второго сумматора один вход которого соединен через первый ключ с положительным выводом источника опорного напр жени , а второй вход через второй ключ с отрицательнымвыводом источника опорного напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе -40One 1 1. Авторское свидетельство СССР 547953, кл Н 02 Р 5/06, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке 2596095/24-07, кл. Н 02 Р 5/16, 1978.