SU985915A1 - Adjustable dc electric drive with periodic load - Google Patents

Adjustable dc electric drive with periodic load Download PDF

Info

Publication number
SU985915A1
SU985915A1 SU813299751A SU3299751A SU985915A1 SU 985915 A1 SU985915 A1 SU 985915A1 SU 813299751 A SU813299751 A SU 813299751A SU 3299751 A SU3299751 A SU 3299751A SU 985915 A1 SU985915 A1 SU 985915A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
frequency
electric drive
unit
signal
Prior art date
Application number
SU813299751A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Ионов
Анатолий Афанасьевич Прокопов
Владимир Федорович Горячев
Василий Николаевич Краев
Original Assignee
Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комсомольский-на-Амуре политехнический институт filed Critical Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority to SU813299751A priority Critical patent/SU985915A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU985915A1 publication Critical patent/SU985915A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ(54) ADJUSTABLE DC ELECTRIC DRIVE WITH PERIODIC LOAD

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к регулируемым электроприводам посто нного тока, работающим с переменной нагрузкой, имею щей посто нную и гармбническую состав л ющие, например электроприводам центробежных вибромодулей, механизмов качани  кристаллизаторов. Известен вентильный электропривод содержащий двигатель посто нного тока , вентильные преобразователи дл  питани  цепей  кор  и возбуждени  дви гател , регул торы частоты вращени  и тока  кор  и систему регулировани  возбуждени  двигател  . Недостатками этого электропривода  вл ютс  значительные пульсации тока и частоты вращени  электропривода, что приводит к необходимости увеличё ни  мощности устанавливаемого двигател  и к ухудшению качества продукции . Известен также электропривод, содержащий дополнительно преобразователь угла поворота вала механизма в синусоидальный сигнал, выход которого подключен к входу регул тора тока двигател  2. Данный электроИр.ивод уменьшает колебани  скорости двигател , однако пульсации тока  кор  в нем не устран ютс . Кроме того, известен вентильный электропривод с подчиненным регулированием тока  кор  и частоты вращени , содержащий генератор периодических сигналов, блок расчета среднеквадратического значени  отклонени  .скорости , анализатор колебаний параметров электропривода, блок самонастройки фазы и формы сигналов гекератора З . Однако этот электропривод имеет систему управлени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электропривод , содержащий электродвигатель тиристорный преобразователь питани  цепи ркор  двигател , последовательно соединенные регул тор тока  кор , регул тор частоты вращени  двигател  преобразователь питани  обмотки возбуждени  двигател , регул тор возбуждени , а также преобразователь угла поворота в синусоидальный сигнал , вход которого соединен с валом эксцентрика механизмаj блоки смещени  и подключенные к входам соответствующих регул торов датчики частоты вращени , тока  кор  и тока возбуждени  k. Недостатком известного электропривода  вл етс  ручное управление блоками фазировки, вследствие чего компенсаци  пульсаций тока  кор  и скорости обеспечиваетс  только дл  определенной фиксированной скорости. При другой скорости электропривода настройка блока фазировки должна быть изменена. Это затрудн ет эксплуатацию электропривода, а в случае необходимости изменени  частоты вращени  в программном режиме (например, в элек роприводах вибромодулей) компенсаци  колебаний тока  кор  и частоты враще ни  при частотах, отличных от фиксиро ванной |дл  которой настроены блоки фазировки), становитс  невозможной, что отражаетс  на качестве регулировани  скорости. Цель изобретени  - повышение качества регулировани  электропривода. Поставленна  цель достигаетс  тем что в электропривод введены два блока смещени , три блока масштабировани , блок перемножени , два демодул тора и преобразователь угла поворота в косинусоидальный сигнал, выход которого через первый демодул тор соединен с первым входом блока перемножени , второй вход которого через первый бло масштабировани  соединен с выходом датчика частоты вращени , а выход с входами второго и третьего блоков масштабировани , выходы которых соединены соответственно с входом регул тора частоты вращени  и входом регул тора возбуждени , при этом выход преобразовател  угла поворота в синусоидальный сигнал соединен с- входами регул торов частоты вращени  и возбуждени  через второй демодул тор и блоки смещени , Формирование на входах регул торов частоты вращени  и возбуждени  сигнала, пропорционального косинусу угла поворота выходного вала в сумме с синусоидальным, обеспечивает соответствующий сдвиг фазы компенсирующего воздействи , а умножение косинусоидального сигнала на сигнал, пропорциональный частоте вращени  выходного вала, подаваемый с выхода датчика частоты вращени  привода, обеспечивает автоматическое изменение сдвига фазы компенсирующего воздействи  в 1{)ункции изменени  частоты вращени  электропривода„ На чертеже приведена принципиальна  схема электропривода. Электропривод содержит двигатель 1 посто нного тока,  корь которого питаетс  от вентильного, например тиристорного , преобразовател  2, а его обмотка возбуждени  3 - от тиристорного преобразовател  Л. Эти преобразователи имеют системц. 5 и 6 импульсно-фазового управлени , Электропри|ВОд содержит также регул тор 7 частоты вращени  с блоком 8 ограничени , регул тор 9 тока  кор  и регул тор 10 возбуждени  В цеп х обратных св зей используютс  датчик 11 частоты вращени , датчики 12 и 13 тока  кор , датчик 1 напр жени  и датчик 15 возбуждени . На входе регул тора скорости включен задатчик 16 интенсивности. Двигатель 1 через редуктор 17, на выходном валу 18 которого установлен эксцентрик 19, приводит в возвратно-поступательное движение механизм 20. С валом 18 св заны преобразователи 21 и 22 угла поворота в синусоидальный и в косинусоидальный сигнал (в качестве преобразователей 21 и 22 может быть использован, например, вращающийс  трансформатор). Преобразователь 21 угла поворота через демодул тор 23 и первый блок 2 смещени  / состо щий, например, из резистора с подключенным к .нему источником напр жени ) подключен к входам регул тора 7 частоты вращени  , а через второй ,блок 25 смещени  - к входам регул тора 10 возбуждени . Преобразователь 22 угла поворота в косинусоидальный сигнал через демодул тор 26 подключен к первому входу блока 27 перемножени , второй вход которого подключен через первый блок 28 масштабировани  к датчику 11 частоты вращени . Выход блока 27 перемножени  через второй блок 29 масштабировани  подключен к входу регул тора 7 частоты вращени у а через третий блок 30 масштабировани  - к входу регул тора 10 возбуждени . Электропривод работает следующим образом. При вращении вала 18 с эксцентриком 19приводитс  в возвратно-поступательное движение механизм 20. На валу 18 действует момент нагрузки, измен ющийс  циклически. Момент двигател  равен М Мп+ Hg-sin t .cp, где Н„ - посто нна  составл юща  момента; Mq иЯ амплитудное значение и частота изменени  переменной составл ющей момента; врем ; , ток  кор  и магнитный поток двигател ; К.- конструктивна  посто нна  двигател . Дл  поддержани  посто нного тока двигател  i 1ц const поток Ср двигател  должен измен тьс  по закоиу M +Ma-S4n5lt ЛЛ(Л: KM-IH Это достигаетс  путем подачи на вход регул тора 10 возбуждени  двух корректирующих сигналов от преобразо вателей 21 и 22 угла поворота. Первый корректирующий сигнал формируетс  преобразователем 21 угла поворота в синусоидальный сигнал и через демо дул тор 23 и блок 2 смещени  подает с  на вход регул тора 7 частоты вращени , а через блок 25 смещени  - на вход регул тора 10 возбуждени  Второй корректирующий сигнал формируетс  преобразователем 22 угла поворота в косинусоидальный сигнал и подае с  через демодул тор 26 на блок 27 п ремножени , где перемножаетс  с сигналом датчика 11 частоты вращени , поступающего через блок 28 масштабировани  на второй вход блока перемнож .ени . Результирующий сигнал с выхода блока перемножени  через блок 29 масштабировани  подаетс  на вход регул тора 7 частоты вращени , а через третий блок 30 масштабировани  - на вход регул тора 10 возбужде ни . Корректирующие сигналы подаютс  на дополнительные входы регул торов и 10. Введение второго корректирующего сигнала эквивалентно смещению по фазЁ первого корректирующего сигнала . Причем смещение по фазе зависит от частоты SI пульсации (частоты врэ щени  вала 18 ) и измен етс  автоматически в функции частоты. Объ сн етс  это следующим. В установившемс  режиме работы (52 d«t/dt, где ОС. - угол поворота вала 18, сумма корректирующих сигналов, поступающих на вход регул тора 10 возбуждени  от преобразователей 21 и 22 через демодул торы 23 и 26, после преобразовани  в блоках 28-30 масштабировани , блоке 25 -смещени  и блоке 27 перемножени  равна Uj . цв лсоз у где (ц - посто нное напр жение дл  компенсации посто нной со-- ставл ющей момента, формируетс  с помощью блока смещени  25; максимальное значение напр жени  на выходе демодул торов 23 и 26; Uqg- напр жение на выходе датчика 11 частоты вращени ; К и Kg - коэффициенты передачи первого 28 и третьего 30 блоков масштабировани , Напр жение на выходе датчика частоты вращени  определ етс  следующим COOT ношени ем: -Клей -МвЯ де Кцц- коэффициент передачи датчика 11 частоты вращени ; Кр - коэффициент передачи редуктора 17. Использу  известные формулы записи инусоидальных величин, выражение l) с учетом (2) представим в виде Ug Uf, 1- Uo,-A-sin(nt-bCf )j (3) .a.cl4lbM.Ssj). Выражение (з) показывает, что сумарный корректирующий сигнал подает  на вход регул тора 10 возбуждени  опережающим сдвигом по фазе на гол tf , величина которого автоматичеси измен етс  в функции частоты враени  SI вала 18, Этот сигнал компен7 . 985911 сирует инерционность регул тора 10 возбуждени .The invention relates to electrical engineering, in particular, to adjustable DC electric drives operating with variable load, having a constant and harmonic component, for example, electric drives of centrifugal vibromodules, swinging mechanisms of crystallizers. A valve electric drive containing a direct current motor, valve converters for powering the core circuits and driving the motors, speed and current controllers for the core, and a motor drive control system are known. The disadvantages of this electric drive are significant ripple of current and frequency of rotation of the electric drive, which leads to the need to increase the power of the installed engine and to the deterioration of product quality. An electric actuator is also known, which additionally contains a rotation angle converter of the mechanism shaft into a sinusoidal signal, the output of which is connected to the input current regulator of engine 2. This electric system reduces fluctuations in engine speed, however, current ripples in the core are not eliminated. In addition, a valve actuator with a subordinate regulation of the core current and rotation frequency is known, which contains a periodic signal generator, a unit for calculating the root-mean-square velocity deviation, an analyzer of oscillation of the drive parameters, a self-tuning unit for the phase and waveform signal H. However, this drive has a control system. The closest to the invention according to the technical essence is an electric drive comprising an electric motor, a thyristor converter of the power supply of the motor circuit, a series-connected current regulator, a regulator of the motor rotation frequency, an inverter power supply converter of the motor winding, and an angle converter into a sinusoidal signal , the input of which is connected to the shaft of the eccentric mechanism j offset blocks and frequency sensors connected to the inputs of the corresponding regulators increments, the current core and the excitation current k. A disadvantage of the known electric drive is the manual control of the phasing units, as a result of which the ripple current and speed are compensated only for a certain fixed speed. At a different drive speed, the setting of the phasing unit must be changed. This makes it difficult to operate the drive, and if it is necessary to change the rotation frequency in software mode (for example, in vibromodule electric drives), the compensation of current oscillations of the core and rotation frequency at frequencies other than fixed | for which the phasing blocks are tuned) becomes impossible which is reflected in the quality of the speed control. The purpose of the invention is to improve the quality of electric drive control. The goal is achieved by the fact that two displacement units, three scaling units, a multiplication unit, two demodulators and a rotation angle converter are inserted into a cosine signal, the output of which through the first demodulator is connected to the first input of the multiplication unit, the second input of which is through the first scaling unit. connected to the output of the rotational speed sensor, and the output to the inputs of the second and third scaling units, the outputs of which are connected respectively to the input of the rotational speed regulator and the input An excitation pulse, while the output of the angle converter into a sinusoidal signal is connected to the inputs of the rotational frequency and excitation controllers through the second demodulator and displacement blocks, the formation at the inputs of the rotational frequency and excitation regulators of the signal proportional to the cosine of the angle of rotation of the output shaft sine wave provides the corresponding phase shift of the compensating effect, and multiplying the cosine wave signal by a signal proportional to the output shaft rotation frequency The output from the output of the drive speed sensor provides automatic change of the phase shift of the compensating effect in 1 {) function of change of the rotation frequency of the electric drive. The electric drive contains a DC motor 1, the measles of which is powered by a valve, for example thyristor, converter 2, and its excitation winding 3 is powered by a thyristor converter L. These converters have a system. 5 and 6 of the pulse-phase control, Electric | WD also contains a rotational frequency controller 7 with a limitation unit 8, a core current regulator 9 and a regulator 10 excitation. The rotational frequency sensor 11, current sensors 12 and 13 are used in the feedback circuits core, voltage sensor 1 and excitation sensor 15. At the input of the speed controller, the intensity setting device 16 is turned on. The motor 1, through a gearbox 17, on which the output shaft 18 of which an eccentric 19 is mounted, drives the mechanism 20 into reciprocating motion. With the shaft 18, the angle converters 21 and 22 are connected into a sinusoidal and cosine wave (as converters 21 and 22 used, for example, a rotating transformer). The rotation angle converter 21 through demodulator 23 and the first bias unit 2 (consisting, for example, of a resistor with a voltage source connected to it) is connected to the inputs of the speed regulator 7, and through the second bias unit 25 to the regulator inputs torus 10 excitation. The rotation angle converter 22 into a cosine signal is connected via a demodulator 26 to a first input of multiplication unit 27, the second input of which is connected via a first scaling unit 28 to a rotational speed sensor 11. The output of the multiplication unit 27 through the second scaling unit 29 is connected to the input of the speed regulator 7 and through the third scaling unit 30 to the input of the excitation controller 10. The drive works as follows. When the shaft 18 with the eccentric 19 is rotated, the mechanism 20 is driven in a reciprocating motion. On the shaft 18, a load moment acts cyclically. The torque of the engine is M Mn + Hg-sin t .cp, where Hn is a constant component of the moment; Mq is the amplitude value and frequency of the variable component of the moment; time; , current and motor magnetic flux; K.- constructive engine constant. In order to maintain a constant current of the motor i 1c const, the motor flow Cp must be changed according to the order M + Ma-S4n5lt LL (L: KM-IH) This is achieved by supplying two exclusion signals from the converters 21 and 22 of the steering angle to the input of the excitation controller 10 The first correction signal is generated by the angle converter 21 into a sinusoidal signal and through the demodulator 23 and the displacement unit 2 supplies from the input of the rotational frequency controller 7, and through the offset unit 25 to the input of the excitation controller 10 The second correction signal is generated the rotation angle pickup 22 into a cosine signal and feed through demodulator 26 to a block 27 p of the multiplication unit, where it is multiplied with the signal of the rotation speed sensor 11 supplied through the scaling unit 28 to the second input of the multiplying unit. The resulting signal from the output of the multiplying unit through the block 29, the scaling is fed to the input of the speed regulator 7, and through the third scaling unit 30 to the input of the excitation controller 10. Corrective signals are supplied to the additional inputs of the regulators and 10. The introduction of the second correction signal is equivalent to the phase shift of the first correction signal. Moreover, the phase shift depends on the pulsation frequency SI (frequency of shaft shaft 18) and changes automatically as a function of frequency. This is explained as follows. In steady state operation (52 d? T / dt, where OS. Is the angle of rotation of shaft 18, the sum of correction signals supplied to the input of excitation controller 10 from converters 21 and 22 through demodulators 23 and 26, after conversion in blocks 28- 30 scaling, 25 displacement block and multiplication block 27 are equal to Uj. Color centers where (c is a constant voltage to compensate for a constant momentum, is formed using an offset unit 25; the maximum voltage value at the output of the demodule tori 23 and 26; Uqg- voltage at the output of the frequency sensor 11 is rotated ; K and Kg are the transmission coefficients of the first 28 and third 30 scaling units; The output voltage of the rotational speed sensor is determined by the following COOT: - Adhesive –MWD de CHz - transmission coefficient of the rotational speed sensor 11; Cr - transmission ratio of the gearbox 17. Using the well-known formulas for the recording of isusoidal quantities, the expression l), taking into account (2), is represented as Ug Uf, 1-Uo, -A-sin (nt-bCf) j (3) .a.cl4lbM.Ssj). The expression (h) indicates that the sum correction signal supplies the input of the excitation controller 10 with a phase leading phase tf, the value of which automatically changes as a function of the frequency of rotation of the SI shaft 18, This signal is compensated. 985911 sirut inertia of the controller 10 excitation.

Дл  компенсации воздействи  гармонической составл ющей потока двигател  на скорость вращени  следует иметь 5 в виду закон изменени  напр жени  вентильного преобразовател  2.In order to compensate for the effect of the harmonic component of the motor flux on the rotational speed, one should keep in mind 5 the law of the voltage variation of the valve converter 2.

n,,con5t Из равенства ,, Е ./NE-HH .,(.-. n ,, con5t From the equality ,, E./NE-HH., (.-.,.

находим,u -;--ИнИа -;г-м ь7.we find, u -; - InIa -; gmf7.

Кдд Ц Cdd C

.Дл  осуществлени  указанного закона изменени  напр жени  преобразовател  2 служат элементы схемы 23, 2528 , 30, действующие аналогично элементам 23, 2k, 26-29.. To implement this law of voltage variation of converter 2, the elements of the circuit 23, 2528, 30 act in analogy with the elements 23, 2k, 26-29.

Необходима  фаза суммарного корректирующего сигнала, подаваемого на вход регул тора 7 частоты вращени , настраиваетс  путем установки коэффициентов передачи блоков масштабировани  28 и 29, а корректирующего сигнала, подаваемого на вход регул тора 10 возбуждени , настраиваетс  путем установки коэффициентов блоков масштабировани  28 и 30,The required phase of the total correction signal supplied to the input of the rotational frequency controller 7 is adjusted by setting the transmission coefficients of the scaling units 28 and 29, and the correction signal supplied to the input of the controller 10 is adjusted by setting the coefficients of the scaling units 28 and 30,

Совместное действие двух каналов формировани  требуемых законов изменени  магнитного потока двигател  .1 и напр жени  преобразовател  2 обес печивает эффективное уменьшение колебаний тока и частоты вращени . The combined effect of the two channels of forming the required laws for changing the magnetic flux of the motor .1 and the voltage of the converter 2 ensures an effective reduction of current and rotation frequency fluctuations.

Изобретение позвол ет исключить ручную подрегулировку фазы компенсирующего сигнала при изменении скорости и тем самым повысить быстродействие и точность перехода от одной скорости к другой„ При согласовании скоростей и синхронизации работы нескольких центробежных вибромодулей, образующих виброблок и управл емых от одного программного устройства, применение таких электроприводов улуч шает синфазность действи  вибромодулей , улучшает гармонический состав колебаний , создаваемых виброблоком, и уменьшает св занным с этим энергетические потери.The invention eliminates the manual adjustment of the phase of the compensating signal when the speed changes and thereby improves the speed and accuracy of the transition from one speed to another. When synchronizing speeds and synchronizing the work of several centrifugal vibromodules forming a vibroblock and controlled from one software device, the use of such electric drives improves interconnects the vibromodules, improves the harmonic composition of the vibrations generated by the vibroblock, and reduces the associated energy cal losses.

;8;eight

Claims (3)

1.Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами посто нного тока. М., Энерги , 1970,1. Lebedev E.D. and others. Control of valve electric drives of direct current. M., Energie, 1970, с. 76-83.with. 76-83. 2.Патент ФРГ № 1282ЙО, кл. 21 с 62/05, 1969.2. German Patent No. 1282YO, cl. 21 from 62/05, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР N° 729797, кл. Н 02 Р 5/00, 1977.3. USSR author's certificate N ° 729797, cl. H 02 R 5/00, 1977. k. Авторское свидетельство СССР № 555525, кл. Н 02 Р 5/06, 1971.k. USSR Author's Certificate No. 555525, cl. H 02 R 5/06, 1971.
SU813299751A 1981-06-11 1981-06-11 Adjustable dc electric drive with periodic load SU985915A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813299751A SU985915A1 (en) 1981-06-11 1981-06-11 Adjustable dc electric drive with periodic load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813299751A SU985915A1 (en) 1981-06-11 1981-06-11 Adjustable dc electric drive with periodic load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU985915A1 true SU985915A1 (en) 1982-12-30

Family

ID=20962489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813299751A SU985915A1 (en) 1981-06-11 1981-06-11 Adjustable dc electric drive with periodic load

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU985915A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4327315A (en) Induction motor drive apparatus
FI801248A (en) ADJUSTMENT OF BELT ENGINE REFRIGERATION
US5016157A (en) VSCF system with DC link harmonics control
US4377847A (en) Microprocessor controlled micro-stepping chart drive
KR900003033B1 (en) Load detector of generator
SU1054863A1 (en) Ac electric drive (its versions)
SU985915A1 (en) Adjustable dc electric drive with periodic load
US4295084A (en) Control apparatus of synchronous motor having thyristor converter
JPS6387195A (en) Controller for synchronous motor
SU729797A1 (en) Power-diode electric drive with periodic load
RU2070766C1 (en) Dc drive with variable parameters of mechanical part
SU864476A1 (en) Electric drive
SU1464276A1 (en) A.c. electric drive
JP2544321B2 (en) Induction motor controller
SU1427541A1 (en) A.c. electric drive
RU2148293C1 (en) Oscillating movement electric drive
SU1515323A1 (en) Method and apparatus for controlling double-supplied motor based on induction motor with phase-wound rotor
SU1035766A1 (en) Phase rotor induction motor electric drive
JPH0746872A (en) Speed controller for single phase induction motor
SU1220098A1 (en) Device for controlling multimotor electric drive
SU1317636A1 (en) Method of controlling two-phase induction motor in intermittent motion mode
SU879724A1 (en) Frequency-controllable electric drive
SU684507A2 (en) Follow-up drive
SU1023605A1 (en) Electric drive
SU1758824A1 (en) Frequency-current control method for two-phase synchronous motor