Устройство для управления нереверсивным электродвигателем постоянного тока

СНИХ ЕСНИХ СОЮЗ СОВСОЦИАЛ ИСТИЧРЕСПУБЛИ 025008 А р Н 02 Р 5/ ИТЕТй ИОТН ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОБРЕТ ЬСТВУ(71) Харьковский отехнический инстит описдние и АВТОРСКОМУ СВИД(56) 1.-Гарнов В,К, унифицированные.системы автоуправления электроприводом в металлургии. М., 1977, с. 54.2. Авторское свидетельство СССР У 399988, кл. Н 02 Р У 16, .1970 (Б 4)(57) УстРойство для УпРАвлйния НЕРЕВЕРСИВНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПО" СТОЯННОГО ТОКА, содержащее первый блок сравнения сигналов, выход кото" рого подключен к входу регулятора частоты вращения, последовательно соединенные второй блок сравнения сигналов, регулятор тока, блок им" . пульсно-фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, причем выход датчика частоты вращения электродвигателя подключвн к первому входу первого блока сравнения сиг" налов, второй вход которого присоединен к блоку задания частоты вращения, при этом регуляторы частоты вращения и тока выполнены на базе операционно" го усилителя с последовательно соединенными резистором и конденсатором в цепи его обратной связи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения ресурса работы, в устройство введена дополнительная цепь, состоящая из последовательно и согласно соединеннЫх двух диодов, при этом начало дополнительной цепи присоединено к общей точке соединения, резистора и конденсатора в цепи обратной связи регулятора частоты вращения, к выходу которого подключена общая точка соеди" нения диодов, а конец - к второму входу второго блока сравнения сигналовевИзобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизи рованным вентильным электроприводами может найти применение в устройствах, работающих в режиме ударных 5нагрузок, например в главных приводахклетей непрерывных, заготовоцных,сортовых трубных и листовых становгорячей прокатки.Известно устройство для управления нереверсивным электродвигателемпостоянного тока, содержащее последовательно соединенные первый блоксравнения сигналов, регулятор частоты вращения, второй блок сравнениясигналов регулятор тока, блок им"пульсно-Фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока,выход которого соединен со вторымвходом второго блока сравнения сигналов, причем выход датчика частотывращения электродвигателя подключенк второму входу первого блока сравне"ния сигналов, первый вход которогосоединен с блоком задания частоты 25вращения Ц ,Недостатком этого устройства является налицие знацительного перерегулирования электродвигателя по цастоте вращения при сбросе нагрузки, ЗОВ рассматриваемом режиме работы, присбросе и приложении нагрузки возникают всплески тока и бестоковые зоны,.приводящие к недопустимо больщим динамическом усилиям в электродвигателе и объекте управления,Наиболее близким к изобретению по техницеской сущности является устройство для управления неревер-гО сивным электродвигателем постоянного тока, содержащее первый блок сравнения сигналов, выход которого подключен к входу регулятора цастоты вращения, последовательно соединенные второй блок сравнения сигналов, регулятор тока, блок импульсно-Фазового управления, вентильный преобразователь и датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к выходу регулятора частоты вращения, причем выход датчика цастоты вращения электродвигателя подключен к первому входу первого блока сравнения сигналов, второй вход которого присоединен к блоку задания частоты вращения при этом регуляторы частоты вращения выполнены на базе операционного усилителя с последовательно соединеннымирезистором и конденсатором в цепиего обратной связи, прицем параллельно цепи обратной связи регуляторачастоты вращения включена цепочка,состоящая из последовательно ивстречно соединенных стабилитронаи диода 2,Недостатком известного устройстваяв,пяется наличие всплесков тока атакже бестоковых зон в электродвигателе в режиме сброса нагрузкичто биводит к ударам в механическойпередаце, Это снижает надежность иуменьщает ресурс работы всего оборудования,Целью изобретения являетая повышение надежности и увеличение ресурсаработы устройства.Поставленная цель достигается тем,цто в устройство, содержащее первыйблок сравнения сигналов, выход которого подключен к входу регуляторачастоты вращения, последовательносоединенные второй блок сравнениясигналов, регулятор тока, блок импульсно-Фазового управления, вентиль"ный преобразователь и датчик тока,выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения сигналов, прицем выход датчика частотывращения электродвигателя подключенк первому входу первого блока сравнения сигналов, второй вход которогоприсоединен к блоку задания частоты вращения, при этом регуляторыцастоты вращения и тока выполненына базе операционного усилителя споследовательно. соединенными резистороч и конденсатором в цепи его ооратной связи, введена дополнительнаяцепь, состоящая из последовательнои согласно соединенных двух диодов,при этом начало дополнительной цепиприсоединено к общей тоцке соединения резистора и конденсатора в цепиобратной связи регулятора частотывращения, к выходу которого подключена общая точка соединения диодов,а конец - к второму входу второгоблока сравнения сигналов,На чертеже приведена Элок-схемаустройства для управления нереверсивньм электродвигателем постоянноготока.Устройство содержит два контурарегулирования, Внутренний контур служит для подчиненного регулирования3 102500тока и включает соединенные междусобой регулятор 1 тока, систему 2импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь 3 к выходукоторого подклюцен датчик 1 тока. Вы"ход датчика ч тока присоединен кпервому входу второго блока 5 сравнения сигналов, а выход последнегок входу регулятора 1 тока, Внешнийконтур, служащий для регулирования 10частоты вращения, содержит внутренний контур, регулятор 6 частоты вращения, датчик 7 частоты вращения,подключенный к первому входу первогоблока 8 сравнения сигналов, выход 15которого соединен со входом регулято"ра 6 частоты вращения. Второй входблока 8 сравнения сигналов присоединен к блоку задания частоты вращения(не показан),20Регуляторы частоты вращения и то"ка выполнены на базе операционногоусилителя с последовательно соединен"ными резистором и конденсатором вцепи его обратной связи. 25В устройство введена дополнитель"ная цепь, состоящая из последователь"но и согласно соединенных двух диодов 9 и 10. Общая точка соединениядиодов подключена к выходу регулято"ра 6 частоты вращения, при этом на"цала дополнительной цепи соединенос общей точкой соединения резистораи конденсатора в цепи обратной свя"зи регулятора 6 частоты вращения,а конец подключен к второму входувторого блока 5 сравнения сигналов,Устройство осуществляет управлениенереверсивным электродвигателем 11постоянного тока,40Устройство для управления нереверсивным электродвигателем постоянноготака работает следующим образом,В установившемся режиме напряжения на входах регуляторов тока 1 ичастоты вращения 6 близки к нуле,а напряжения на выходах этих регуляторов соответствуют статической на"грузке.Когда напряжение с блока задания 50 частоты вращения положительно, что соответствует представленному на чер" теже случаю (при отрицательномнапря" жении с блока задания цастоты враще" ния необходимо изменить полярность уф а включения диодов в дополнительнои цепи), то напряжение на выходе регулятора 6 частоты вращения отрицательно,8 ,4поэтому диод 9 открыт, а диод 10 закрыт, Поэтому в установившемся режиме диоды 9 и 10 не влияют на работу двухконтурной системы регулирования.После сброса нагрузки частота вращения электродвигателя 11 увеличивается выше заданного значения и напряжение на входе регулятора 6 частоты становится отрицательным. Полярность напряжения на выходе регулятора 6 изменяется и к диоду 9 при.кладывается обратное напряжение, Диод 9 закрывается и напряжение задания на ток двигателя становится равным нулю. При этом диод 10 открывается и шунтирует конденсатор в цепи обратной связи регулятора 6 частоты вращения, предотвращая тем самым его заряд под действием отрицательного входного напряжения, До тех пор, пока двигатель на выбеге тормозится до заданной .частоты вращения, напряжение на выходе регулятора 1 тока соответствует существующей в данный момент частоте вращения. Так как при торможении двигателя уменьшается его противо-ЭДС и вызванный .этим ток электродвигателя, то по цепи, обратной связи внутреннего контура через датчик ч тока уменьшается выходное напряжение регулятора 1 тока. Поэтому регулятор 1 тока при торможении электродвигателя 11 на выбеге постоянно готов к набросу нагрузки и бестоковая зона отсутствует.При уменьшении частоты вращения электродвигателя 11 до заданной величины напряжение на выходе первого блока 8 сравнения сигналов становит" ся положительным, Полярность напряжения на выходе регулятора 6 цастоты вращения изменяется, диод 10 закрывается, а диод 9 открывается. При этом величина напряжения на выходе регулятора 6 частоты вращения приблизительно равна уровню, соответствующему режиму холостого хода при заданной частоте вращения, а напря" жение на выходе регулятора 1 тока имеет. уровень, соответствующий режиму холостого хода на существующей частоте вращения. Электропривод пе" реходит в установившийся режим холостого хода беэ всплесков тока и пере- регулирования по частоте вращенияПри набросе нагрузки на выходе блока 8 сравнения сигналов появляется положительное напряжение, а напряжение на выходе регулятора 6 частотыСоставитель А. БабакТех И.Коштура Корректор Г. Огар Р актор Л, Филиппова Подписное 50 ираж ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11303 Москва 3-3 Ра аская наб.. 4 Л илиал атент , г, жгород, ул. роектная,5 102 вращения увеличивается до уровня, определяемого величиной статической нагрузки. Диоды 9 и 10 в дальнейщем не влияют на работу устройства до следуецего сброса нагрузки.Таким образом, неколебательный ха" рактер восстановления частоты вращения электродвигателя и исключение режимов его работы с разрывным током обеспечивает беэзазорное движение пе" 5008 6редачи двигатель - рабочий орган кмоменту очередного приложения нагрузкиИзобретение позволяет повысить э надежность электропривода и увеличить ресурс его работы за счет снижения динамических нагрузок в механической передаче. Это сокращает прос"тои оборудования из-за внеплановых 1 в ремонтных работ.