Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

/СВИДЕТЕЛЬСТ г Н АВТОРСН тех- Дзер химиим е 8,(56) 1. Авто В 400965, кл2, Авторс У 611281, кл во ССС69.СССР ское свидетельс Н 02 Р 5/06, 1 ое свидетельств Н 02 Р 5/06, 1 ч а ю я тем,с целью ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОтнРьти(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКАнезависимого возбуждения, содержащее последовательно соединенныеблок задания, блок сравнения, регулятор с блоком 8 С -цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения двигателя, последовательно соединенные датчики тока возбуждения и магнитного потока, о т л и 801131004 повышения точности регулирования вдинамических режимах, оно дополнительно содержит блок выделения модуля, аналоговый ключ, второй блоккоммутации, два дешифратора, преобразователь аналог - код, счетчик,дельта-модулятор, блок деления, блокопределения приращения тока возбужпения, блок определения приращениямагнитного потока, вход которого соединен с выходом датчика магнитногопотока, выход - с первым входомблока деления, второй вход которого через блок определения приращения тока возбуждения соединенс выходом датчика тока возбуждения, Ффвыход - через последовательно соединенные аналоговый ключ, преобразователь аналог - код и первый дешифратор связан с управляющими входа- Свми первого блока коммутации, выходдатчика тока возбуждения через последовательно включенные дельтаФааймодулятор, счетчик и второй дешифра- фффффтор соединен с управляющими входами второго блока коммутации, а выход еааЬблока сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа черезблок выделения модуля, 1131004Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов электроприводах постоянного тока,регулирование скорости в которыхосуществляется воздействием на цепьвозбуждения двигателя.Известно устройство для регулирования скоростй электродвигателяпостоянного тока, содержащее блоксравнения, регулятор с блоком 31-це Опей в обратной связи, тиристорныйпреобразователь, датчик тока возбуждения 1,В процессе работы двигателя из-меняются параметры обмотки возбуждения. Однако система регулированияявляется нелинейной, а компенсациявлияния нелинейностей отсутствует,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устрой Оство для управления электродвигателем постоянногс тока, содержащеепоследовательно соединенные блокзадания, блок сравнения, регуляторс блоком Й 1-цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь контролируемого параметра с датчиком контролируемого параметра. Устройство позволяет одинраз изменить структуру регулятораи один раз его настройку 2 .1Однако для нелинейного объектарегулирования этого недостаточно,поэтому это устройство не обеспечивает требуемой точности регулированиякак в статических, так и динамическихрежимах работы. Так, параметры обмот.ки возбуждения зависят от положениярабочей точки на кривой намагничивания и меняются пропорциональноее наклону в данной точке, Диапазон изменения параметров составляет6-20 раз, Кроме того, постояннаявремени затухания вихревых токовзависит от, скорости нарастания тока возбуждения.Целью изобретения является повышение точности регулирования в динамических режимах.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для управленияэлектродвигателем постоянного тока,содержащее последовательно соединенные блок задания, блок сравнения,регулятор с блскомМ -цепей и блоком коммутации в цепи обратной связи, соединенный через блок управления с тиристорным преобразователем, включенным в цепь независимой обмотки возбуждения двигателя,последовательно соединенные датчикитока возбуждения и магнитного потока, дополнительно содержит блоквыделения модуля, аналоговый ключ,второй блок коммутации, два дешифратора, преобразователь аналог -код, счетчик, дельта-модулятор,блок деления, блок определения приращения тока возбуждения, блок определения приращения магнитного по.тока, вход которого соединен с выходом датчика магнитного потока,выход - с первым входом блока деления, второй вход которого черезблок определения приращения токавозбуждения соединен с выходом датчика тока возбуждения, выход - через последовательно соединенные аналоговый ключ, преобразователь аналог - код и первый дешифратор связанс управляющими входами первого блока коммутации, выход датчика токавозбуждения через последовательновключенные дельта-модулятор, счетчики второй дешифратор соединен с управляющими входами второго блокакоммутации, а выход блока сравнениясоединен с управляющим входом аналогового ключа через блок выделениямодуля,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 задания, блок 2 сравнения, регулятор 3 с блоком 4 3- цепей и блоком 5 коммутации в цепи его обратной связи, соединенный через блок б управления (систему импульсно-фазового управления) с тиристорным преобразователем 7, включенным в цепь независимой обмотки 8 возбуждения электродвигателя постоянного тока. Выход датчика 8 тока возбуждения соединен со входом датчика 10 магнитного потока.Устройство также содержит блок 11 выделения модуля, аналоговый ключ 12, второй блок 13 коммутации, дешифраторы 14 и 15, преобразователь 16 аналог - код, счетчик 17, дельта- модулятор 18, блок 19 деленИя, блок 20 определения приращения тока возбуждения и блок 21 определения приращения магнитного потока, вход которого соединен с выходом датчика 10 магнитного потока, выход - с первым входом блока 19 деления, второй вход которого через блок 20 определения приращения тока возбуждения соединен с выходом датчика 9 тока возбуждения, выход . - через последовательно соединенные аналоговый ключ 12, преобразователь 16 аналог - код, и первый дешифратор 10 14 связан с управляющими входами первого блока 5 коммутации, Выход датчика 9 тока возбуждения через последовательно включенные дельта- модулятор 18,счетчик 17 и второй 15 дешифратор 15 соединен с управляю-.щими входами .второго блока 13 коммутации, а выход блока 2 сравнения соединен с управляющим входом аналогового ключа 12 через блок 11 вы деления модуля,В данном устройстве применен датчик 10 магнитного потока, определяющий магнитный поток косвенно по току возбуждения, В устройстве мо жет быть применен датчик 10, осуществляющий прямое измерение магнитного потока, например, основанный на эффекте Холла.130Работа устройства происходит следующим образом.В динамическом режиме, при изменении сигнала на задание потока с выхода блока 1 задания или при отклонении магнитного потока от за данного значения, на выходе блока 2 сравнения появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход регулятора 3 и вход блока 11 выделения модуля, Последний выдает 40 сигнал, который открывает аналоговый ключ 12, который, в свою очередь, подключает выход блока 19 деления ко входу преобразователя 16 аналог - код, Регулятор 3 через систему 6 45 импульсно-Фазового управления воздействует на тиристорный преобразователь 7 таким образом, чтобы изменение магнитного потока привело к устранению рассогласования на50 входе регулятора 3. Во время переходного процесса сигнал, пропорциональный току возбуждения, поступает на вход блока 20 определения приращения тока возбуждения, где оп ределяется величина 610 Сигнал, пропорциональный магнитному. потоку, с выхода датчика 10 магнитного потока поступает на вход блока 21 определения приращения магнитного потока, где определяется величина Лф. Сигналы с блоков 20 и 21 поступают на блок 19 деления, на выходе которого получают величину ЬФ/б 1, которая характеризует наклон кривой намагничивания в данной рабочей точке и пропорциональна параметрам обмотки возбуждения. Так как ключ 12 открыт, то сигнал с выхода блока 19 деления поступает на преобразователь 16 аналог - код, где преобразуется в кодовую комбинацию, которая после преобразования в первом дешифраторе 14 (который вычисляет Функцию преобразования кодов, если это потребуется) поступает в первый блок 5 коммутации. Блок 5 коммутации осуществляет переключение в блоке 3-цепей 4 таким образом, что регулятор 3 оказывается настроенным на значения параметров обмотки 8 возбуждения, соответствующие заданной. рабочей точке на кривой намагничивания. Параллельно с этим сигнал с выхода датчика 9 тока поступает на вход дельта-модулятора 18. Последний вырабатывает последовательность импульсов, длительность которых зависит от скорости нарастания входного сигнала. Эта последовательность поступает на счетчик 17, преобразуется во втором дешифраторе 15 и поступает на второй блок 13 коммутации, который осущест,вляет дополнительные переключения в блоке 8 -цепей 4, благодаря чему учитывается влияние скорости изменения тока возбуждения на постоянную затухания вихревых токов. Описанные процессы протекают до тех пор,пока рассогласование на входе регулятора 3 не станет равно нулю. В этом случае аналоговый ключ 12 размыкается и отключает блок 19 деления от преобразователя аналог - код 16 (последний может находиться в любом из состояний сколь угодно долгое время), а счетчик 17 устанавливается в нуль (цепи установки не показаны) и отключает корректирующие цепи, коммутируемые блоком 13 коммутации, Устройство перешло в установившийся режим работы.В установившемся режиме работысигнал на входе регулятора 3 равеннулю, а на выходе он находится на1131004 оставитель Н. Кореваехред М. Надь Редактор П. Коссей ректо нтю Заказ 9624 42 6 ТиражВНИИПИ Госуд по делам из 113035, Москва,Подписяомитета СССРткрытийая наб д,рственного бретений и Ж, Раушс 5 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна уровне, обеспечивающем требуемое значение магнитного потока. Благодаря преобразователю 16 аналог - код набор решающих цепей в блокеЯ 1 -цепей скоммутирован блоком 5 коммутации в соответствии с нахождением рабочей точки на кривой намагничиванияТаким образом в динамических режимах, благодаря введению дополнительных блоков, определяется ра- .бочая точка на кривой намагничивания и осуществляется настройка регулятора на соответствующие ей параметрь 1 5 обмотки возбуждения, .а также дополнительно корректируется настройка регулятора в соответствии со ско.ростью изменения тока возбуждения.Это позволяет повысить точность регулирования в динамических режимах,