Устройство для ограничения тока в системе подчиненного регулирования электропривода

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.зН 02 Р 5/06 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230980.Бюллетень М 935 Дата опубликования описания 02.10.80(72) Автор изобретения В.Я.Ткаченко Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт им. В.В.Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА В СИСТЕМЕ ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА Изобретение относится к управлению электроприводами, в которых требуется ограничение токов, возникающих в режимах разгона и тор можения, при наличии постоянного по величине реактивного момента нагрузки на валу механизма, например электроприводами механизмов поворота кранов и экскаваторов, антенными электроприводами.По основному авт. св. В 635584 известно устройство для ограничения тока в системе подчиненного регулирования электропривода, содержащее последовательно включенные регулятор скорости с блоком ограничения в цепи его обратной связи и регулятор тока, подключенные ко входам соответствующих регуляторов датчики скорости и тока, и цепь дополнительной обратной связи, содержащую последовательно соединенные блок возведения в квадрат и блок дифференцирования, вход цепи 25 подключен к датчику тока, а выходк регулятору тока.Недостатком известного устройства является пониженная производительность при наличии постоянного па величине реактивного момента. на валу механизма, так как, обеспечивая одинаковое ограничение величины тока и момента двигателя в режимах разгона и торможения, это устройство не позволяет использовать предельнйе, допустимые по условиям механической прочности, величины ускорений в режиме разгона (при условии использования допустимых ускорений в режиме торможения), что снижает производительность механизма.Цель изобретения - повышение производительности механизма,Это достигается тем, что устройство для ограничейия тока в системе подчиненного регулирования электро- привода по авт. св. Р 635584, содержащее последовательно включенные регулятор скорости с блоком ограничения в цепи его обратной связи и регулятор тока,.подключенные ко входам соответствующих регуляторов датчики скорости и тока, образованную последовательно соединенными блоком возведения в квадрат и блоком дефференцирования цепь дополнительной обратной связи, вход которой подключен к датчику тока, авыход - к регулятору тока, снабжено релейным усилителем, вход которого соединен с выходом датчика скорос-, ти, а выход подключен ко входам регулятора тока и блока возведения в квад рат.Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема предложенного устройства.Устройство содержит регулятор скорости 1 с блоком ограничения 2 в цепи его обратной связи, регулятор тока 3, преобразователь.4, питающий двигатель 5, датчики скорости б и тока 7, выходы которых подключены ко входам регуляторов скорости 1 и тока 3 соответственно. Кроме того, к выходу датчика тока 7 подключен блок 8 возведения в квадрат, который через блок дифференцирования 9 соединен со входом регулятора тока 3. В устройство введен релейный усилитель 10, вход которого соединен с выходом датчика скорости б, а выход подключен ко входам регулятора тока 3 и блока 8 возведения в квадрат. В цепи обратной связи релейного усилителя 10 включен блок ограничения 11.Устройство. работает следующим образом.Релейный усилитель 10 имеет большой коэффициент усиления (сопротивление в цепи его обратной связи более, чем на порядок, превышает его входное сопротивление), благодаря чему практически сразу после появления сигнала на выходе датчика скорости 6 на выходе этого усилителя появляется постоянное напряжение, величина которого определяется блоком ограничения 11 в цепи обратной связи релейного усилителя 10, а знак этого напряжения определяется знаком скорости, т.е. знаком выходного сигнала датчика скорости 6. При этом выходное напряжение релейного усилителя, т.е. уровень ограничения блока 11, выбирается пропорциональным реактивному моменту нагрузки на валу механизма, определяемому, например, наличием "сухого" трения на этомвалу.При разгоне выходной сигнал релейного усилителя 10 складывается на входе регулятора тока 3 с выходным сигналом регулятора скорости 1. При этом выходной сигнал релейного усилителя 10 обеспечивает задание величины тока (и момента двигателя), равного величине статического тока, пропорционального величине постоянного реактивного момента нагрузки на валу механизма, а выходной сигнал регулятора скорости 1 определяет величину динамического тока (и момента) двигателя, которая выбирается равной произведению момента инерции на допустимое максимальное ускорение, т.е. разгон будет происходить с максимальным допустимым ускорением, что сократит время разгона и тем самым повысит производительность механизма.При торможении изменяется знаквыходного сигнала регулятора скорости 1, но знаки реактивного мо мента нагрузки и выходного напряжения релейного усилителя остаютсяпрежними. При этом выходной сигналрегулятора скорости 1 на выходе регулятора тока 3 будет определятьотклонение момента двигателя от ве личины реактивного момента нагрузки, т.е, динамический момент (иток) двигателя, что обеспечит и врежиме торможения максимальную допустимую величину ускорения.20 При изменении знака скорости изменяется знак реактивного моментанагрузки, но одновременно изменяется знак выходного напряжения релейного усилителя 10, обеспечивающегозадание величины момента двигателя(и тока), направленного навстречуреактивному моменту нагрузки, а выходной сигнал регулятора скорости1 по-прежнему будет определять динамический ток и динамический моментдвигателя, обеспечивающий разгони торможение с максимальным допустимым ускорением.Выходной сигнал релейного усили. теля 10, пропорциональный статическому току двигателя, на входе блокавозведения в квадрат 8 алгебраически суммируется с выходным сигналомдатчика тока 7, пропорциональнымполному току двигателя, причем эта40 сумма пропорциональна динамическомутоку двигателя.На выходе блока 8 возведения вквадрат сигнал пропорционален квадрату динамического тока со знаком,45 соответствующим знаку этого тока.Тогда на выходе блока дифференцирования 9 сигнал пропорционален произведению динамического тока на егопроизводную,О Если величина динамического токаили скорость его изменения увеличивается, то увеличивается выходнойсигнал блока дифференцирования 9,причем тем больше, чем ближе величина динамического тока к граничномузначению. Этот сигнал поступает навход регулятора тока 3, складываясьс выходным сигналом датчика тока 7,усиливает тем самым отрицательнуюобратную связь и увеличивает эффективность ограничения тока, снижаяего максимальные значения во времяпереходных процессов при разгонеи торможении двигателя. Кроме того,если в системе возникают колебанияу тока, то дополнительный сигнал об765961 5 оставитель В.Кузнецова ехред М. Левицкая орректор С.Шекма Редактор В.фель аз 2 5 Подписнбеа СССР 1 Тираж 783ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская 4/ аб. иал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,ратной связи с выхода блока дифференцирования 9, возрастающий с увеличением амплитуды и частоты колебаний, а также с увеличением величины динамического тока, способствует эффективному гашению этих колебаний и ограничению динамических выбросов тока. При этом благодаря .подключению ко входу блока возведения в квадрат 8 выхода релейного усилителя 10 обеспечивается симметричность переходных процессов относительно величины реактивного момента нагрузки и одинаковые динамические характеристики устройства иа пределах ограничения тока обоих . знаков, так как при этом рабочие точки нелинейной характеристики блока возведения в квадрат 8 будут расположены симметрично относительно начала координат этой характеристики. Это позволит обеспечить оптимальную настройку устройства и минимальное время регулирования как в режиме разгона, так и в режиме торможения, что также способствует повышению производительности механизма.Таким образом, изобретение позволяет повысить производительность механизма с постоянным реактивным моментом нагрузки на валу за счет обеспечения максимального допустимого ускорения как в режиме разгона, так и в режиме торможения и мо" жет применяться, например, в электроприводах механизмов поворота кранов и экскаваторов, в антенных электроприводах и др. Формула изобретенияУстройство для ограничения тока, в системе подчиненного регулирования электропривода по авт. св.Р 635584, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности механизма, в него введен релейный усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход подключен ко входам регулятора тока и блока возведения в квадрат.