Способ автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока

/О БРЕТЕ Н ИЯ ЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИ айФА йлФиа(71) Киевский инст тут автоматики им, ХХЧ съезда КПСС .(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования угловой скорости электроИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах регулирования угловой скорости электропривода постоянного тока.Цель изобретения - повышение производительности электропривода (ЭП) путем независимой регулировки коэффициента передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - семейство механических характеристик, формируемых посредством осуществления способа,Устройство содержит первый 1 и второй 2 сумматоры, первый 3 и второй 4 усилители, преобразователь 5, ЭП 6, измеритель 7 угловой скорости, первый 8 и второй 9 масштабные преобразователи, причем первые входы первого и второго сумматоров объединены и подключены к входу устройства,(1)рость, сигналт нагрузки со о=К - К М, и М - угловая ск я и внешний маме но;эффициент перед гдеа, О управлени ответстве К - к нию и=КУ 1 Кп Кч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И тривода постоянного тока, Цель изобретения - г:овышение пооизводительности электропри вода путем независимой регулировки коэффициента передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки. Согласно способу формируют сигнал, пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость электропривода, масгчтабируют сигнал угловой скорости, сравнива от и усиливают указанные сигналы, а результат сравнения суммируют с сигналом задания и формируют сигнал управления электроприводом, Цель изобретения достигается расчетом коэффициентов масштабирования и усиление в зависимости от требуемого статизма сиСтемы, номинального момента и ряда других а параметров. 2 ил.т выход измерителя угловои скорости и вторбго усилителя подключены к входам первого и второго масштабных преобразователей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам второго и первого сумматоров,Способ автоматического регулирования скорости ЭП посгоянного тока осуществляется следующим образом,Уравнение механической характеристики ЭП с линейной зависимостью между частотой вращения и моментом нагрузки имеет видКм - коэффициент передачи по моменту нагрузки, определяющий статизм естественной механической характеристики ЭП,г 4Км= -СДля осуществления предлагаемого способа формируют сигнал г пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скорость ЭП в соответствии с уравнениемОщ =феди, (2)гдещ- коэффициент пропорциональностиизмерителя скорости и масштабного преобразователя,Далее сигнал е сравнивают с сигналом,пропорциональным угловой скорости, результат сравнения усиливают в соответствии с уравнениемОуг=Куг(До ш ), Р)Сигнал е, пропорциональйый угловойскорости ЭП, алгебраически суммируют ссигналом Оуг на выходе второго усилителяи формируют сигнал управления О ЭП всоответствии с уравнениемО= е +ОугР (4)где ф- коэффициент пропорциональности,На основании (1)-(4) получают системудвух взаимосвязанных уравнений;= К. (1+Куги)г - К. М; (7)Оуг ( 1 + К Кг фДо ) =- К), + Куг Кмф М, (8)Таким образом, в результате осуществления предлагаемого способа, получено два параметрически зависимых Функциональныхпреобразования, одно из которых определяетзависймость скорости ЭП щ от сигнала заданияе и внешнего момента М и второе- зависимостьсигналаОуг на выходе второго усилителя отсигнала задания е и момента М, определяемыеФункциональными преобразованиями (7) и (8),При выполнении условияКцфйэ = 1, (9)что достигается настройкой первого масштабного преобразователя, а именно выбором,Ъ - уравнения (7) и (8) соответствуют1Кцследующим выражениям:в =аь - " М; (10)1+ Ку 2К Км1 + КугИз уравнения (10) следует, что механическая характеристика, соответствующая замкнутому контуру регулирования ЭП, проходит через точку холостого хода, соответст вующей естественной механической характеристике, а требуемый статизм системы достигается выбором коэффициента усиления Ку 2 второго усилителя, а из уравнения (11) следует, что сигнал Оу 2,на выходе второ го усилителя пропорционален внешнему моменту М и инвариантен относительно сигнала задания е .При этом статизм системы определяется уравнением 15 КмМ ( ) откуда может быть получено уравнение для определения значения коэффициента Куг, соответствующее заданному значению ста тизмамеханической характеристики: где Мн - номинальный момент; д - требуемый статизм системы. На фиг, 2 приведено семейство механических характеристик, полученных при различных значениях коэффициента Куг: естественная механическая характеристика и механические характеристики, получае-0 мые при Ку 21 Кугг(Кугз,Из приведенных характеристик следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить мощность на валу ЭП как произведение действующего момента на угЗ 5 ловую скорость;М=Мв (14) что повышает производительность системы автоматического регулирования,Устройство автоматического регулиро вания скорости ЭП работает следующим образом,При отсутствии внешнего момента М уравнения (10) и (11) имеют видй) =КцЕ =.И охх(1 5) 45 Ог=о (16)При приложении к валу ЭП внешнего момента нагрузки М=Мн, после окончания переходных процессов, в установившемся режиме, уравнения (10) и (11) записываются 50 в следующей Форме: 1+К(17)1 + Ку 2 Оу 2 = Мн (18) К 2 Км 1 + Ку 2 При возрастании Мн на величину ЬМ происходит уменьшение скорости ЭП а на величину Ьэ в соответствии с уравнением (17), что приводит к уменьшению сигнала Оа измерителя углрвой скорости, СигналОю пропорциональный угловой скорости в - Ао вычитаясь из сигнала е, вызывает увеличение сигнала Оуг на выходе второго усилителя в соответствии с уравнением (11). Таким образом, второй усилитель, формирующий сигнал ОУ 2, пропорциональный внешнему моменту, выполняет функцию измерителя внешнего момента нагрузки ЭП. Далее сигнал Оур, суммируясь с сигналом задания я, приводит к увеличению сигнала управления О на. входе первого усилителя, что приводит к компенсации внешнего возмущающего момента и восстановлению угловой скорости ЭП в соответствии с заданным статизмом.При уменьшении момента Мн происходит уменьшение сигнала Оуг, уменьшение сигнала управления О на входе первого усилителя, что обеспечивает поддержание заданной угловой скорости ЭП.формула и зоб ретен и я Способ автоматического регулирования скорости электропривода постоянного тока, заключающийся в том, что формируют сигнал, пропорциональный заданной угловой скорости, измеряют угловую скоростьэлектродвигателя, масштабируют сигнал угловой скорости, сравнивают и усиливают указанные сигналы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производи тельности электропривода путем независимой регулировки коэффициентов передачи по сигналу задания и по моменту нагрузки, дополнительно результат сравнения суммируют с сигналом задания и формируют сиг нал управления электроприводом, причем коэффициент масштабирования равен а коэффициент усиления 15 КМн Кг -д Кц Оз где Оз - сигнал задания Мн - номинальный момент; К - коэффициент, определяющий ста тизм естественной механической характеристики электропривода;Ко - коэффициент передачи по управлению;д - требуемый статизм системы. 251700729 тавитель Т.Рожковаред М,Моргентал ор Н:Ревская ктор Н.Бобкова оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 4476 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5