Электропривод с раздельным управлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК(Щ ( 5 Н 02 Р 5/06 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНИЯ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ ЛЬС промышленности троприводе при 3 жение на импульсно-фазов ьство СССРокончания устано/06, 1984скачкообразно у равную люфту ре С РАЗДЕЛЬНЫМ стики преобразов лов ых ключей жет быть использб- " еознйкйовениют механизмов в стан-сразу после оконч магоделательной ил, Сущность: в данном элекамыкаййи ключа 24 напрявходе систем ц 6 ого управления в момент вленной бестоковой паузы меньшается на величину, гулировочной характериателя 11. Размыкание си 18, 20. приводит к ка в электродвигателе 12 ания бестоковой паузы. 1. 6) Авторское свидетел М 1354377, кл. Н 02 Р 5 (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД УПРАВЛЕНИЕМ (57) Использование; мо вано в электроприводах костроительной, бу Изобретение относится к электротехни. выход которой через первый и второй управке, в частности к реверсивным электропри- . ляемые ключи 7, 8 соединен с управляющиводам постоянного тока с раздельным миэлектродами группвентилей "вперед" 9 , управлением групп вентилей преобразова- ; и "назад" 10 реверсивного вентильного пре теля,иможетбцтьиспользовановэлектро- - образователя 11,. питающего якорную обприводах механизмов, работающих с мотку электроДвигателя 12, датчики частыми реверсами момента, в станкостро-. скорости 13 и тока 14 электродвигателя .12,ительной, бумагоделательной, подъемно-, соединенное своими выходами соответсттранспортной, металлургической, венно с входами узлов 1 и,3 сравнения, авиационной и других отраслях промцШ-Регулятор 2 скоростисодержитоперационленнос, ный усилитель 15, в цепи обратной связиЦельизобретения-улучшение качества которого последовательно включейы резирегулирования тока и скорости электродви- стор 16 и конденсатор 17, причем, паралгателя путем увеличения быстродействия . лельно конденсатору подсоединен через регулятора скорости при реверсах. Таким пятый управляемый ключ 18 резистор 19.образом повышается точность вцполненйяПараллельно же цепи обратной связи регутехнологических операций и производи- лятора 2 подключен третий управляемый тельность приводного механизма, ключ 20., На чертеже приведена схема предлага- Логическое переключающее устройствоемого электропривода с раздельным управ-21 управляет работой ключей 7, 8 и его вылением, который содержит подключенныб ходы соединены с их управляющими электпоследовательно первый узел 1 сравнения, . родами, а входы порознь подключены к регулятор 2 скорости. второй узел 3 сравне- выходу датчика 13 тока и к выходу третьего ния, регулятор 4 тока, узел 5 суммирования, узла 22 сравнения. Источник постоянного систему 6 импульсно-фазового управления,напряжения 23 соединен с узлом 5 суммиИтак, алгоритм работы управляемых 25 рег ключей 7 е 8,.2 О, 24; формируемый ЛПУ - , 21 вен и ЛБУ -25; содержит следующие операциирос Логическое переключающее устройство 21де контролирует пьлярность ошибкирегулиро- . еди вания скорости и ее величийу; а также нали Си чие тока в якорной цепи электродвигателя да и, кОгда изменяется полярность сигнала лог ошибки регулированйя и ее величина пре-: . ля восходит установленное пороговое знэче- нул .ние -Оп, по сигналу иэ логического блока Э 5 етс управления срабатывает управляемый.ключ уп 20 и шунтирует цепь обратной связи регуля тора скорости, и сигнал задания тока стано- в р вится равным нулю, что приводит к, кну форсированному уменьшению тока элект си родвигателя, Когда же ток умвейьшается до г 1 о нуля и сигнал ошибкй регулирования соот- эл ветствует перерегулированию скорости, на . вхо выходах ЛПУ 21 сигналы блокируются и на-же чинаетСя отсчЕт бестоковой паузы, а управ ра ляемые ключи 7, 8 при этой разомкнуты,пр Когда отсчет бестоковой паузы заканчивает- По ся на выходе ЛПУ 21, соответствующем по- ля лярности перерегулирования скорости, зэ появляется сигнал логической единицы, что 50 приводит к замыканию соответствующих эл ключей, то есть подключению выхода систе- до мы импульсно-,фазового управления б к уп- . от равляющим электродам соответствующей уп группы вентилей преобразователя 11. Од вс новременно после окончания бестоковой ро паузы срабатывают управляемые ключи 20 ши и 24 и напряжение на выходе регулятора тока 4 изменяется на величину люфта в ре- ро гулировоииой карвктериотике иреоорваовэ. ор рования через четвертый управляемый ключ 24, управляющий электрод которого связан с управляющим электродом второго управляемого ключа 8.Логический блок управления 25 управ. ляет работой ключей 18, 20 и его выход соединен с управляющими электродами этих ключей, а входы связаны соответственно с выходами логического переключающего устройства 21 и третьего узла 22 сравнения. 10Элтекктропкривод с раздельным управлением работает следующим образом. РасСмотри, например, работу реверсивного вентильного электропривода постоянного тока общепромышленного механизма, уп РаВЛЯЕМОГО От ЗЭДатЧИКЭ ИвНтЕНСИВНОСти, Стрехпозиционной логикой переключения групп вентилей преобразователя, причем, логический блок управления реализует следующую логическую функцию:20 Оех=И ОвхзОп)лЯОвх 1 Л (Овхз 0 Ч (Оех 2 й(Овхз 0)Ц у (Овх 1 у Овх 2)е теля 11. Кроме того, расшунтируется регулятор скорости 2 и система регулирования восстанавливает свою линейную традиционную структуру подчиненного регулирования параметров, где, таким образом, формируются нулевые начальные условия для работы очередной группы вентилей,Итак, допустим, что сигнал задания скорости на входе узлов 1, 22 сравнения. изменяется по треугольной диаграмме и до момента времени й увеличивается с постоянным темпом, а после момента времени 1 аналогично уменьшается. Динамический ток двигателя. остается постоянным, а скорость его изменяется с постояннымускорением.Др момента времени 1 ошибка регулирования скорости нэ вьходе узлов 1, 22 сравнения имеет положительную полярность и поступает натретий вход логического блока 25 управления и на второй вход логического переключающего уСтройства 21, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 14 тока. Такая полярность ошибкиулирования соответствует работе группы тилей "вперед" при регулировании скоти электродвйгателя 12, На первом выхо- ЛПУ 21 присутствует сигнал логической ницы, а .на втором - логического нуля.гнал логической единицы с первого выхоустройства.21 подается на первый вход ического блока 25 управления и на управощий вход ключа 7, а сигнал логического я с второго выхода устройства 21 подая на второй вход логического блока 25 равления и управляющие входы клЮчей 8, . Вследствие этого ключи 8, 24 находятся азомкнутом состоянии, а ключ 7 - взамтом. Управляющие импульсы с выходастемы 6 импульсно-фазового управления даются через ключ 7 на управляющие ектроды группы 9 вентилей "вперед", а над системы 6 поступает выходное напряние регулятора 4 тока, так как ключ 24 зомкнут и источник 23 постоянного наяжения отключен от входа сумматора 5.дача управляющих импульсов на управющие электроды группы вентилей "назади блокирована, так как ключ 8 разомкнут.Такйм образом, работа предлагаемогоектропривода с раздельным управлением момента времени.1 ничем не отличается работы известных устройств раздельного равления вентильным преобразователем истеме подчиненного регулирования скости и тока электродвигателя в установивхся режимах работы электропривода.В момент времени 1 сигнал задания скости электродвигателя на входе узлов 1, 22 авнения начинаетуменьшаться и вызывает изменение полярности напряжения ошибки регулирования скорости на выходе узлов 1, 22 сравнения, Далее, в момент времени г 1 напряжение ошибки регулирования скорости на выходе узлов 1, 22 сравнения становится больше установленной пороговой величины. В результате этого в ЛПУ 21 появляется сигнал на переключение групп вентилей преобразователя 11, но сигналы на его выходах остаются неизменными, так как ток электродвигателя 12 не равен нулю.На выходе же логического блока управления в соответствии с его.логикой работы появляется сигнал логической единицы, который подается на управляющие входы ключей 18, 20; что вызывает замыкание их силовых цепей. Напряжение на выходе регулятора 2 скорости скачкообразно уменьшается до нуля; а напряжение на выходе регулятора 4 тока скачкообразно уменьшается на величину пропорциональной составляющей.Поэтому . ЭДС преобразователя 11 становится меньше ЭДС двигателя в течение одного интерваладискретности вентильного преобразователя и ток электродвигателя форсированно уменьшается до нуля. Замкнутый же контур тока системы подчиненного регулирования за время спада тока электродвигателя 12 до нуля отрабатывает нулевой сигнал задания на входе и автоматически осуществляет приведение выходного напряжения регулятора тока к нулевь 1 м начальным условиям, то есть к уровню, при котором среднее выпрямленное значение ЭДС группы вентилей "вперед" преобразователя 11 и ЭДС электродвигателя 12 приблизительно равны между собой. Одновременно происходит разряд конденсатора 17 по цепи обратной связи операционного усилителя 15 регулятора 2 скорости через резистор 16 и управляемый ключ 20, а также через резистор 19 и управляемый ключ 18. То есть цепь разряда конденсатора 17 состоит из параллельно включенных резисторов 16, 19. Сопротивление резистора 19 выбирают так, чтобы выполнялось неравенство:4С 17К 16819.тп816 + 819 где тп - длительность бестоковой паузы;С 17 - емкость конденсатора 17;816; Я щ - сопротивление резисторов 16, 19;тогда к моменту окончания бестоковой паузы конденсатор 17 разрядится до нуля в любых режимах работы электропривода.При совпадении двух условий; наличиеперерегулирования скорости электродвигателя и отсутствие тока в его якорной цепи логическое переключающее устройство 21 изменяет свое состояние и на его выходах напряжение равно логическому нулю. Это напряжение подается на управляющие входы ключей 7, 8, 24 и их силовые электроды разомкнуты, Таким образом блокируется 10 выход системы б импульсно-фазового управления и импульсы управления на преобразователь 11 не поступают. По истечении установленной бестоковой паузы, необхоемых ключей 8, 24, В результате напряжение на выходах регуляторов 2 скорости и 4 тока скачкообразно изменяется на величину пропорциональной составляющей и ЭДС преобразователя 11 становится меньше ЭДС электродвигателя 12 в течение одного интервала дискретности вентильного преобразователя, а ток в якорной цепи возни 30 кает без задержки после окончания бестоковой паузы, При замыкании ключа 24 сигнал на выходе сумматора 5 становится равным сумме выходного напряжения регулятора 4 тока и 35 выходного напряжения источника 23 постоянного напряжения, то есть напряжение на входе системы 6 импульсно-фазового управления в момент окончания установленной бестоковой паузы скачкообразно уменьшается на величину равную люфту регулировочной характеристики преобразователя 11,Итак, в момент окончания бестоковой паузы в результате замыкания ключей 8, 24 40 импульсы управления с выхода системы 6 импульсно-фазового управления подаются на управляющие электроды группы 10 вентилей "назад" при нулевых начальных условиях, сформированных в системе подчиненного регулирования для группы вентилей "назад", а размыкание силовых 50 электродов ключей 18, 20 приводит к возникновению тока в электродвигателе 12 сразу после окончания установленной55 бестоковой паузы. Это позволяет устранить неоднозначную зависимость выходного напряжения преобразователя 11 от управляющего напряжения,увеличить быстродействие системы регулирования,сократить бестоковую зону до значения усдимой для надежного запирания ранее ра ботавшей группы вентилей "вперед", ЛПУ21 изменяет свое состояние и на его втором выходе появляется сигнал логической единицы. Кроме того, на выходе логического блока управления 25 появляется сигнал ло гического нуля, что приводит к размыканиюключей 18, 20, а также замыканию управля.тановленной бестоковой паузы и снизить равляющими входами первого и второго упперерегулирование при реверсе тока, Та- равляемых ключей, а первый вход подклюким образом улучшается качество регулиро- чен к выходу датчика тока, входы третьего вания скорости электродвигателя.узла сравнения соединены с входами перво-5 го узла сравнейия, а выход подключен к вто- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рому входу логического переключающего. Электропривад с раздельным управле- устройства и ктретьему входу логического нием, содержащий электродвигатель, по- блока управления, первыедва входа которо- следовательно соединенные первый узел госоединенысвыходамилогическогопере- сравнения, пропорционально-интеграль ключаащего устройства, а выход соединен ный регулятор скорости, второй узел срав- с управляющим входом третьего управляенения, регулятор тока, сумматор и систему мого ключа,источникпостоянного напряжеимпульсно-фазового управления, выходы ния через четвертый управляемый .ключ которой через первый и второй управляв-соединенсодним.йэвходовсумматор,"при мыи ключи подключены порознь к управля этом управлявший вход. четвеРтого. управ- ющим цепям .групп "Вперед" и "Йазад" ляемого ключа соедийенс управляющей реверсивного вентильного преобразовате- цепью аторого управляемого ключа, о.т,л иля, выход которого соединен с якорной об- ч а ю щ:и йс я тем, Что, с целью улучшения. моткой электродвигателя, датчики скорости качеСтва регулированияскорости;в негодои така якоря электродвигателя, соединен полйительно"введены".соединенные посленые своими выходами соответственно с вхо- довательно резистор: иуправляемый ключ; дами первого и второго узлов сравнейия, управляющийэлектродкоторогосоединенс включенный в цепь обратной связи регуля- управлвощим"ЭлекФодом третьего управ- тора скорости третий управляемый аиоч, ло- ляемогоклвчв;.г 1 ричем"резистор иключ подгическое переключающее устройство 25 соединеныпараллельнокойденсаторуцепи. выходы которого порознь соединены с уп-обратнойсвязи Регулятора скорости,О