Электропривод постоянного тока с подчиненным регулированием параметров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а 1283923 4 н 02 ру СУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетВ 479208, кл. Н 02 РГарнов В.К РабинВишневецкий Л.М., Унсистемы автоуправлениводом в металлургии.гия, 1971, с. 153, 1 отклонемическо буницих малого д ния скорости пр статической наг иложении и снятииениединамипри приеспечиузки. Увелиуменьшени итехничес быстродеиствияческого отклонеложении и сняти ия скорост зк(54) ЭЛЕКТРОПРИВОС ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУМЕТРОВ(57) Изобретениеротехнике и можетв электроприводах М.С. Карагодин,.Мураховская088.8)ельство СССР5/96.ович В.Б.,иЪицированныея электроприМ Металлурвается введением второго регулятораскорости 9, параметры которого отличаются от параметров первого регулятора скорости 1, обеспечивающеговозможность создания системы с переменной структурой с подчиненными регулированием параметров, многоконтактного ключа 12 и блока 13 Аормирования сигнала, характеризующегоокончание переходного процесса поуправлению. Введенные элементы позволяют производить раздельную настройку системы -для работы с высокимкачеством как при изменении управляющих, так и возмущающих воздействий. 2 ил.25 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока с,подчиненным регулированием параметров, и может найти применение в электроприводах механиз мов, требующих высокой жесткости механических характеристик и малого динамического отклонения скорости при приложении и снятии статической нагрузки,10Цель изобретения - увеличение быстродействия и уменьшение динамического отклонения скорости при приложении и снятии нагрузки.На фиг, 1 изображена функциональная схема электропривода постоянного ока; на фиг. 2 - блок формирования игнала окончания переходного проесса по управлению.Электропривод постоянного тока с подчиненным регулированием параметров содержит последовательно соединенные пропорционально-интегральный регулятор 1 скорости с первым входным резистором 2, регулятор 3 тока, управляемый преобразователь 4 и электродвигатель 5 постоянного тока, а также датчик 6 тока, выход которого подключен к входу регулятора 3 тока, и датчик 7 скорости, выход которого подключен к второму входному резистору 8 регулятора 1 скорости. Кроме того, электропривод содержит второй регулятор 9 скорости с входными резисторами 10 и 11 и постоян ной интегрирования в два раза меньшей, чем постоянная интегрирования первого регулятора 1 скорости, управляемый многоконтактный ключ 12 и блок 13 формирования сигнала окончания пере- ф ходного процесса по управлению, выход которого подключен к управляющему входу упомянутого ключа 12, при этом общая точка 14 входных цепей регулятора 1 скорости подключена через размыкающий контакт 15 ключа 12 к входу регулятора 1 скорости и через замыкающий контакт 1 б ключа 12 к входу регулятора 9 скорости, общая точка 17 входных резисторов 10, 11 50 регулятора 9 скорости подключена через размыкающий контакт 18 ключа 12 к входу регулятора 9 скорости и через замыкающий контакт 19 - к входу регулятора 1 скорости, выход регуля тора 1 скорости через третий размыкающий контакт 20 ключа 12 подключен к входу регулятора 3 тока и к входному резистору 1 О регулятора 9 скорости, а через третий замыкающий контакт 21 - к входному резистору 11 регулятора 9 скорости, выход регулятора 9 скорости через четвертый размыкающий контакт 22 ключа 12 подключен к входному резистору 11 регулятора 9 скорости и через четвертык замыкающий контакт 23 ключа 12 - к входу регулятора 3 тока.При использовании апериодического входного фильтра (фиг. 2), в качестве первого входного резистора 2 регулятора 1 скорости и пуске электро- привода от задатчика интенсивности управляющий вход управляемого ключа 12 может быть подключен к первому резистору апериодического фильтра (фиг, 2), т,е, блоком 13 формирования сигнала окончания переходного процесса по управлению может служить входной резистор апериодического фильтра,Параметры первого регулятора 1 скорости выбираются из условия требуемого качества переходного процесса чо скорости при изменении управляющего воздействия, Например,при настройке системы на симметричный оптимум параметры первого регулятора расчитываются на основании передаточной функцииТК С (ЯТ р+1)). м т а ц РР 1 4 ТК 8 Т,р где Т Т - электромеханическая инекомпенсируемая постоянные времени объекта;Е - коэффициент передачиконтура тока;Се,К - параметры двигателя.Параметры и структура второго регулятора 9 скорости выбираются из условия требуемого качества переходного процесса при обработке возмущающих воздействий (например, при приложении и снятии статического момента нагрузки).Проведенные исследования свидетельствуют, что минимальное динамическое отклонение скорости и минимальное время ее восстановления после приложения и снятия нагрузки досдостигается, если второй регулятор 9 выбирается пропорционально-интегральным с тем же коэффициентом усиления пропорциональной части, но с вдвое меньшей постоянной интегрирования, чем у первого регулятора. Припрактической реализации это приводит к тому, что у второго регулятора в цепь обратной связи необходимовключать конденсатор вдвое меньшейемкости, чем у первого. Кроме того, 5улучшение динамических показателейсистемы достигается ипри использовании в качестве регулятора 9 ПИДрегулятора (пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор).Электропривод с подчиненным регулированием параметров работаетследующим образом.Сигнал с.)+ поступает на вход первой входной цепи 2. Разность сигналов с выходов первой и второй входных цепей первого регулятора 1 скорости (на вход второй входной цепипоступает сигнал д с датчика 6скорости, пропорциональный скорости 20вращения с, электродвигателя 5) подается через размыкающий контакт 15ключа 12 на вход регулятора 1 скорости. Выходной сигнал 0 первого регулятора 1 скорости через размыкающийконтакт 20 ключа,12 подается на вход регулятора 3 тока, на второй вход которого поступает сигнал 11, с датчика 6 тока, пропорциональный току 1 электродвигателя 5. Выходной сиг- ЗО нал Б регулятора 3 тока поступает на вход управляемого преобразователя 4, выходное напряжение которого 1, поступающее на якорь электродвигателя 5, определяет скорость его вращения с,) . При наличии рассогласования в сигналах аф и м сигнал П, на выходе управляемого преобразователя 4 увеличивается до тех пор, пока рассогласование не уменьшится до 40 нуля.Кроме того, сигнал И через размыкающий контакт 20 ключа 12 поступает на первый входной резистор 10 регулятора 9 скорости, на второй вход ной резистор 11 которого через чет- вертый размыкающийконтакт 22 ключа112 поступает сигнал Б с выхода регулятора. 9 скорости. Сигнал с общей точки 17 входных цепей регулятора 9 50 скорости, пропорциональный разности сигналов- И , через второй разьт ьт фмыкающий контакт 18 ключа 12 поступает на,вход регулятора 9 скорости. Та 1 киМ, образом, сигналы Уз и Б т на у выходах первого 1 и второго 9 регуляторов скорости в установившемся режиме равны, чем исключается дополни"тельный переходный.процесс в системе из-за различия напряжений на выходах регулятора в момент переключения контактов ключа 12,Система работает аналогично ипри обработке изменения управляющеговоздействия ы . По окончании переходного процесса, обусловленного изменением ы", сигнал У на выходеблока 13 формирования сигнала окончания переходного процесса, вызыванного изменением сигнала управления,поступающий на управляющий вход ключа 12, изменяется, контакты ключа12 переключаются (размыкающие раэмы"каютСя, замыкающие замыкаются). Второй регулятор 9 скорости оказываетсявключенным в контур регулированияскорости 1 , а первый регулятор 1включается на место второго. Такимобразом, обработка системой возмущающих воздействий (наброс и сброснагрузки) происходит с помощью второго регулятора 9 скорости настроенного, с учетом требований к переходному процессу при отработке возмущающих воздействий. Напряжение на выходепервого регулятора 1 скорости в этомслучае также автоматически поддерживается равным напряжению на выходевторого регулятора 9 скорости.Сигнал Б может быть сформирован,например, с помощью сигнала, измеренного на первом резисторе апериодического фильтра регулятора 1 скорости,если в системе используется апериодический фильтр, а пуск системы осуществляется от задатчика интенсивности, В этом случае при изменении сигнала задания на скорость- осуществляется заряд (разряд) емкостифильтра,ток через первое сопротивление фильтра большой и при большом падении напряжения Б на этом сопротивленииконтакты ключа 12 находятся в положении, показанном на схеме фиг, 1.Посз 1 е того, как изменение д прекратилось, к моменту окончания заряда(разряда) емкости фильтра ток черезпервое сопротивление фильтра и падение напряжения Б на этом сопротивлении уменьшаются и контакты многоконтактного ключа 12 переключаются(разомкнутые замыкаются, замкнутыезамыкаются). При изменении управляющего воздействия ключ 12 опять переключается, регуляторы меняютсь местами и т.д.5 1283923Рассматриваемый электроприводпри этом же качестве переходного пропроцесса вследствие изменения управляющего воздействия сд" имеет лучшиепоказатели скорости при изменениивозмущающего воздействия (приложениеи снятие момента нагрузки). Так,при приложении и снятии "скачка"статического момента динамическое ототклонение скорости в предлагаемойсистеме уменьшается на 207, времявосстановления скорости до заданного значения уменьшается на 503. Этипоказатели имеют место при использо,вании в качестве" второго регулятора9 скорости пропорционально-интегрального регулятора, параметры котороговыбраны согласно описанному выше сотступлением от симметричного оптимума,иг.г ецова Корректор Е Сирохман Составитель ВТехред В.Кадар дактор А. Долини каэ 7455/55 Тираж 661 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035, Иосква, Ж, Раушская наб, ПодписеСССРйд, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ф о р м у л а и з о,б р е т е н и я Электропривод постоянного тока с подчиненным регулированием параметров, содержащий последовательно соединенные пропорционально-интегральнйй регулятор скорости с двумя соединенными между собой входными резисторами, регулятор тока, управляемый преобразователь и электродвигатель постоянного тока, а также датчик тока, выход которого подключен к входу регулятора тока, и датчик скорости, выход которого подключен к второму входному резистору регулятора скорости, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения динамического отклонения скорости приприложении и снятии нагрузки, в него введены второй регулятор скоростис двумя соединенными между собойвходными резисторами и постояннойинтегрирования, в два раза меньшей,чем постоянная интегрирования первого регулятора скорости, управляемыймногоконтактный ключ и блок Аорми рования сигнала окончания переходного процесса по управлению, выходкоторого подключен к управляющемувходу упомянутого ключа, при этомобщая точка входных резисторов пер вого регулятора скорости подключена через размыкающий контакт ключак входу первого регулятора скоростии через замыкающий контакт ключа -к входу второго регулятора скорости, 20 общая точка входных резисторов второго регулятора скорости подключена через второй размыкающий контакт ключа к входу второго регулятора скорос"ти и через второй замыкающий кон такт - к входу первого регулятораскорости, выход первого регулятораскорости через третий размыкающийконтакт ключа подключен к входу регулятора тока и к первому входному 30 резистору второго регулятора скорости, а через третий замыкающий контактко второму входному резисторувторого регулятора скорости, выходвторого регулятора скорости черезчетвертый размыкающий контакт ключаподключен к второму входному резистору второго регулятора скорости ичерез четвертый замыкающий контактключа - к входу регулятора тока.