Электропривод

(21 (22(46 (72 (5 (5 9 6 2 88.8)идетельство СССР5/06, 1979.льного электро- .тока. М., "ЭнерОД, содержащ иненные эле ратором, пр скорости, п тчик интенс ктирующее з трообрарвыйв"ено,н(54)(57) ЭЛЕКТРОПРИ последовательно сое двигатель с тахоген зователь, регулятор узел сравнения, зад ности, а также корр выход которого соединен с вторым входом первого узла сравнения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества регулирования иувеличения быстродействия, в негодополнительно введены фильтр и последовательно соединенные модель преобразователя, второй узел сравнения,модель электромагнитной цепи якоряэлектродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена,при этом вход фильтра соединен с тахогенератором, а выход - с третьимвходом первого узла сравнения и вторым входом второго узла сравнения,вход модели преобразователя соединес выходом регулятора скорости.тельно соединенные модель преобразователя, второй узел сравнения, модель электромагнитной цепи якоряэлектродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена,при этом вход фильтра соединен с тахогенератором, а выход - с третьимвходОм первого узла сравнения и вторымвхбдом второго узла сравнения, входмодели преобразонателя соединен с выходом регулятора скорости.На чертеже представлена структурная схема электропринода.Электропривод содержит последовательно соединенные электродвигатель1 с тахогенератором 2, преобразователь 3, регулятор 4 скорости, узел 5сравнения, задатчик б интенсивности,а также корректирующее звено 7, выходкоторого соединен с вторым входом узла 5 сравнения. Кроме того, устройство содержит флиьтр 8 и последовательносоединенные модель 9 преобразователя, второй узел 10 сравнения, модель 11электромагнитной цепи якоря электродвигателя, выход которой соединен с входом корректирующего звена 7, при этом вход фильтра 8 соединен с тахогенератором 2, а выход - с третьимнходом узла 5 сравнения и вторым входом узла 10 сравнения, Вход модели 9 преобразователя соединен с выходом регулятора 4 скорости.В зависимости от требований,предьявляемых к системе автоматического регулирования скорости электропривода, и от параметров силовой цепи электропривода модель 9 преобразователя может быть нзята в виде трех видов, Модель 9 преобразователя как безынерционное звено в виде коэффициента передачи Кт. вплоть до частоты входного сигнала, не пренышающей частоту сети (а электродвигатель имеет среднее быстродействие ). Модель 9 преобразователя как звено с чистым запаздыванием с временем запаздывания-- при этом не учитывается переменность интервала дискретности. Моксель 9 преобразователя как ь - звено, передаточная Функция которого описывается выражениемКтп (1Р)тпмигдеявляется линейной функцией управляющего сигнала, изменяясь при этом в Функции величины управляющего сигнала от нуля до определенной максимальной величины, Данная модель берется тогда, когда система автоматического регулирования скорости электропринода должна иметь высокое быстродействие.Для большинства станочных электро- приводов удовлетворительным быстродействием (по полосе пропускания частот) является частота входного возИзобретение относится к электротехнике,а именно к автомат.зиронанному электроприводу постоянного тока,и может быть использовано в быстродействующих электроприводах подач металлорежущих станков.Известен электропривод, выполненный по системе подчиненного регулирования в виде каскадного соединениязамкнутых контуров с регуляторами,к входам которых подключены выходы 10датчиков соответствующих контуров 1,Недостатком известного электропривода является то, что датчикитока и напряжения, а также скоростинаряду с гладкой составляющей на вход 15преобразователя передают и переменныесостанляющие сигнала, вызванные дискретностью преобразователя, что снижает точность поддержания регулируемого параметра - скорости электродвигателя и не позволяет существенно повысить быстродействие всей системыэлектропривода.Наиболее близким по техническойсущности является электропривод, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь, регулятор скорости, первый узел сравнения, задатчик интенсивности, а также корректирующее звено, выход которого соединен с вто- ЗО рым входом первого узла сравнения (.23.Недостатком такого электропринода являешься то, что в нем невозможно существенно повысить точность регулирования скорости из-за присутствия 35 в обратных связях по току и скорости переменных составляющих сигналон, обусловленных дискретностью преобразователя, что снижает быстродействие электропривода. 40Кроме того, взятие производной ( корректирующим звеном в контуре ток а ) усиливает переменную составляющую и без того пульсирующего тока, особенно при использовании преобразователей с раздельным управлением, когдасреднее значение номинального тока может не иметь постоянной составляющей (т.е. прерывистый режим тока)при использовании малоинерционных электродвигателей, что существенно снижает помехозащищенность всей системы регулирования.Пель изобретения - повышение качества регулирования и увеличение быстродействия электропринода.55Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий последовательно соединенные электродвигатель с тахогенератором, преобразователь, регулятор скорости, пербО вый узел сравнения; задатчик интенсивности, атакже корректирующее звено, выход которого соединен с вторым входом первого узла сравнения, дополнительно введены фильтр и последона- б 51083318 Составитель Ю.ВоробьевРедактор Н.Безродная Техред Л.Коцюбняк Корректор В Бутяга Заказ 1771/49 Тираж 667 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 действия 50 Гц. В связи с этим модель преобразователя в данном случае может быть взята в виде безынерционного звена как коэффициент передачи тпИспользуемые малоинерционные элек тродвигатели в машиностроении имеют высокое быстродействие, что приводит при малых скоростях их работы (когда момент инерции электродвигателя и нагрузки не сглаживает пульсации 10 скорости от дискретного характера тока преобразователя) к росту переменной составляющей сигнала в обратной связи по скорости (фактор пульсаций), что также снижает общий коэф фициент передачи всей системы. 1 астота этой переменной составляющей равна частоте переключения вентилей преобразователя и равна вГс .Гц, Для устранения этого нежелательного явле-о ния в системе использован в цепи обратной связи по скорости активный фильтр низкой частоты с коэффициентом подавления несущей частоты преобразователя (щ.с) порядка 60 дГ, но пропускающий рабочие частоты системы Рр вас. Электропривод работает следующимобразом.Напряжение обратной связи по ско- Зорости, которое пропорционально ЭДСэлектродвигателя 1, вычитается в .узле 10 сравнения из напряжения, снимаемого с модели 9 преобразователя (среднее его значение - гладкая составляющая). Полученная таким образом разность напряжений, проходя через модель 11 электромагнитной цепи якоря электродвигателя 1, преобразуется в сигнал тока электродвигателя 1(среднее его значение - гладкая составляющая), который далее через корректирующее звено 7 по току (элемент дифференцирования присутствует) поступает на вход узла 5 сравнения. Выходное напряжение корректирующего звена 7 вычитается в узле 5 сравнения из напряжения задатчика б интенсивности. Полученная разность напряжений, проходя через регулятор 4 скорости и преобразователь З,подается на электродвигатель 1Таким образом, в электроприводе обратная связь по среднему значению тока электродвигателя 1 (без потери быстродействия) позволяет без фильтрации переменной составляющей тока на выходе преобразователя 3 брать его производную без особых ограничений по уровню помех, что также значительно увеличивает статический коэффициент разомкнутой системы и, следовательно, обеспечивает более высокую статическую и динамическую точность работы электропривода, увеличивает его быстродействие,