Электропривод по системе генератор-двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК М 51) Н 02 Р 5/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПО СИСТЕ.- МЕ ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования параметров электропривода, в него введены два регулируемых источника тока, два релейных,ЯО 1078564 А элемента и формирователь, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирующим входом соответствующего основного сумматора, при этом выходы сумматора заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам первого дополнительного сумматора; выход которого через первый релейный элемент соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, подключенного к обмотке возбуждения генератора, выходы сумматора заданного и действительного значений тока якоря и сумматора заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, один - непосредственно, а другой - через второй релейный элемент, соединены соответственно с вычитаюшим и суммирующим входами второго дополнительного сумматора выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя.Изобретение относится к электротехнике и может найти применение, в частности, для главных приводов блюмингов, слябингов и других реверсивных станов.Известен электропривод по системе генератор-двигатель с трехконтурным подчиненным регулированием, содержащий внутренний контур с пропорционально-интегральным (ПИ) регулятором, замкнутый на напряжение генератора, средний контур с ПИ-регулятором, подключенный к датчику динамического тока якорной цепи, и внешний контур с пропорциональным регулятором, замкнутый на напряжение, пропорциональное частоте вращения или ЭДС двигателя 1.В таком электроприводе не учитывается влияние внутренней ЭДС двигателя, что вынуждает в реальных условиях для обеспечения устойчивости его работы снижать коэффициент усиления пропорционального регулятора внешнего контура регулирования а это приводит к существенному, увеличению статизма системы, к недопустимому падению частоты вращения при набросах нагрузки.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электропривод по системе генератор-двигатель, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, функции которого выполняет регулятор соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, при этом в цепь возбуждения генератора включен тиристорный преобразователь 2.Однако известный электропривод при широком диапазоне изменения параметров объекта не обеспечивает требуемой степени инвариантности к параметрическим возмущениям. Кроме того, в указанном электро- приводе компенсация параметрических и внешних возмущений, действующих на звенья объекта, осуществляется при прохождении сигналами компенсации всего тракта регуляторов. Это приводит к уменьшению статической и динамической точности системы,Цель изобретения - повышение точности регулирования параметров электропривода.Поставленная цель достигается тем, что в электропривод по системе генератор-двигатель, содержащий датчики тока возбуждения генератора, напряжения генератора, тока якоря и частоты вращения двигателя, каждый из которых подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора, и два дополнительных сумматора, введены два регулируемых источника тока, два релейных элемента и формирователь, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирую 10 15 20 25 30 35 48 45 50 55 щим входом соответствующего основного сумматора, при этом выходы сумматора заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам первого дополнительного сумматора, выход которого через первый релейный элемент соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, подключенного к обмотке возбуждения генератора, выходы сумматора заданного и действительного значений тока якоря и сумматора заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, один - непосредственно, а другой - через второй релейный элемент, соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами второго дополнительного сумматора, выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя. На чертеже изображена функциональная схема электропривода.Электропривод содержит генератор 1, двигатель 2, датчик 3 тока возбуждения, включенный в цепь обмотки возбуждения 4 генератора 1, датчик 5 напряжения генератора, датчик 6 тока якоря и датчик 7 частоты вращения двигателя 2. Каждый из указанных датчиков подключен к вычитающему входу соответствующего сумматора 8, 9, 10 или 11, а также сумматора 12 и 13. В электропривод,введены регулируемые источники 14 и 15 тока, релейные элементы 16 и 17 и формирователь 18, выполненный в виде модели электропривода с четырьмя выводами фазовых координат, каждый из которых соединен с суммирующим входом соответствующего из сумматоров 8, 9, 10 и 11, при этом выходы сумматора 8 заданного и действительного значений тока возбуждения генератора и сумматора 9 заданного и действительного значений напряжения генератора подключены к суммирующим входам сумматора 13, выход которого через релейный элемент 16 соединен с управляющим входом регулируемого источника 14 тока. подключенного к обмотке возбуждения генератора 1. Выходы сумматора 10 заданного и действительного значений тока якоря и сумматора 11 заданного и действительного значений частоты вращения двигателя, один- непосредственно, а другой - через релей. ный элемент 17, соединены с суммирующим и вычитающим входами сумматора 12, выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника 15 тока, включенного последовательно с якорными обмотками генератора и двигателя.Сигналы фазовых координат, поступающие с выхода модели электропривода, обо078564 Составитель В. Кузнецова Редактор Л.Филь Техред И. Верес Корректор В. Гирняк Заказ 980/49 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113036, Москва, Ж - 36, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4значены: 1, Цф, 1 ф июф, где 15 - ток возбуждения; Цф - напряжение генератора;1 ф - ток якоря; иф - частота вращения.На вход формирователя 18 подается сигнал задания. С выхода датчика 3 тока возбуждения, датчика 5 напряжения, датчика 6 тока якоря и датчика 7 частоты вращения поступают сигналы действительных значений фазовых координат электро- привода.Электропривод работает следующим образом.До подачи задающего сигнала Ц на вход формирователя 18 заданные фазовые координаты электропривода 1 ф, 11 ф, 1 ф иьоф равны нулю и, следовательно, на входы релейных элементов 16 и 17 поступают нулевые сигналы, и релейные элементы работают в скользящем режиме с нулевыми выходными сигналами. Электропривод неподвижен После подачи сигнала задания 1./з на вход формирователя 18 в последнем формируются заданные фазовые координаты электропривода 1, цф, Цф и 1 ф. Текущие значения фазовых координат электропривода 1 ф, Ц" 1 и ы измеряются с помощью датчиков 3, 5, 6 и 7. В сумматорах 8 - 11 вычисляются отклонения текущих фазовых координат электропривода от желаемых фазовых координат. В сумматоре 8 вычисляется разность между заданным значением тока возбуждения генератора 1 ф и действительным его значением 1 . Этот сигнал поступает на первый вход сумматора 13, а на второй его вход поступает сигнал с выхода сумматора 9, представляющий собой разность между желаемым значением напряжения генератора юг и деиствительным его значением. Выф е,ходной сигнал сумматора 13 через релейный элемент 16 поступает на вход регулируемого источника 14 тока. При таком построении скользящий режим работы релейного элемента 16 обеспечивает ток 1 по обмотке возбуждения 4 генератора и напряжение на выходе генератора 1/г в соответствии с заданными координатами 1" и 13 гф. Параметрические и внешние возмущения, действующие на генератор 1, компенсируется тем, что релейный элемент 16 всегда работает в скользящем режиме.На сумматоре 10 сравнивается заданное значение тока якоря 1 ф и его действительное значение 1. Как в динамическом режиме, так и в статическом эта разность определяется величиной нагрузки на двигатель 2, т. е. 1 вф - 1= - 1 с. Сигнал с выхода сумматора 10 поступает на вычитающий вход сумматора 12 и является задающим сигналом для регулируемого источника 15 тока. Регулируемый источник 15 тока обеспечивает ток 1 в якорных цепях генератора и двигателя, равный статическому току 1 нагрузки 10 двигателя. В качестве обратной связи с регулируемого источника 15 тока используется сигнал, поступающий на суммирующий вход сумматора 12 через релейный элемент 17 с выхода сумматора 11. На сумматоре 11 15 осуществляется сравнение желаемого значения скорости цтса двигателя и действительного ее значения. Соответствующим подбором коэффициента передачи сумматора 11 можно обеспечить скользящий режим работы релейного элемента 16.20 Регулируемый источник 15 тока обеспечивает в якорных цепях двигателя 2 и генератора 1 ток, определяемый статической нагрузкой двигателя, т. е, 1=1 о. При изменении нагрузки на валу двигателя, например, при ее увеличении, скорость и 7 двигателя 2 стремится уменьшиться и.с выхода сумматора 11 сигнал через релейный элемент 17 поступает на выход сумматора 12 в виде положительной обратной связи. Регулируемый источник 15 тока выдает в якорные З 0 цепи генератора и двигателя ток, определяемый новой статической нагрузкой на валу двигателя. При таком построении возмущения, действующие на двигатель, будут компенсироваться практически мгновенно, т. е. будет обеспечена высокая степень ин вариантности как к параметрическим, так и.к внешним возмущениям, действующим на двигатель. Таким образом, предлагаемый электро привод обеспечивает высокие динамическиеи статические свойства. При этом регулируемый источник тока, включенный в якорные цепи генератора и двигателя, обладает мощностью, которая необходима только для покрытия потерь в якорных цепях генератора 45 и двигателя, а источником электромагнитноймощности является генератор постоянного тока.