Устройство для управления электроприводом по системе г—д с двухзонным регулированием

Союз Соаетеии СоциалиетицескРеслублин К АВТОРСКО ЕТЕДЬСТВУ ствависимое от авт. свидет1289631/24 1. Кл. Н О 2 р 5,"2 аявлено 12.Х 11,196 риоритет Гасударственный комитет Совета Министрае СССР па делам изобретений и открытийлетень2 бликовано 22 Х 1.1973. Дата опубликования описания 17,Х,197 авторы, Федосеев, И. 3, Агеев, ИВ. И, Сагаловский, В, В. М. Глазунов, В. И. Пашковшатилов и Л, М, Ясман Заявитель ИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОНЫМ РЕГУЛ И РОВАН ИТИ АВЛЕ УХЗО КОРО= - подклточен к выходу регулятора возбуждения генератора. Показанные пунктирной линией интегрирующие звенья регуляторов 7, 8 могут быть введены в структуру регулятора,предлагаемого устройства для обеспечения астатического регулирования.За счет последовательного соединения регуляторов 7 и 8 в предлагаемом электроприводе одновременная их работа (одновременное изменение магнитных потоков возбуждения как генератора, так и двигателя) принципиально невозможна, так как изменение тока возбуждения электродвигателя осуществляется только после того, как ток возбуждения генератора превысит номинальное значение (на колене кривой намагничивания), т. е. в зоне, соответствующей насыщению магнитной цепки генератора, когда магнитный, поток генератора практически неизменен. Благодаря этому предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу в переходных режимах электрических машин с невысокой коммутационной стойкостью.В предлагаемом устройстве регулирующим воздействием для РВД является ток возбуждения генератора (в отличие от напряжения рассогласования, снимаемом с выхода сравнивающего устройства в известном приводе), исключающее необходимость наличия определенного значения сигнала ошибки ЛУ)ЛУ 15 20 25 30 с присоединением заявки УСТРОЙСТВО ДЛЯ У ПО СИСТЕМЕ Г - Д С Известно устроиство для управления электроприводом по системе Г - Д с двухзонным регулированием скорости, содержащее задатчик скорости вращения, подключенный через сравнивающее устройство к входу регулятора возбуждения генератораи регулятор возбуждения электродвигателя с зоной нечувствительности.Изобретение обеспечивает упрощение, улучшение динамики и повышение точности поддержания заданной скорости, Указанная цель обеспечивается тем, что вход регулятора возбуждения двигателя подключен к выходу регулятора возбуждения,генер атора,На фиг. 1, 2 схематически изображено предложенное устройство.Двигатель 1 приводит во вращение генератор постоянного тока 2, соединенный с электродвигателем постоянного тока 3 и с датчиком фактического значения скорости вращения 4, связанным с одним,из входов сравнивающего устройства б, на другой вход которого подключен задатчик скорости вращения б. Вход регулятора возбуждения 7 генератора подключен к выходу сравнивающего устройства, а вход регулятора возбуждения двигателя 8, имеющего зону нечувствительности, соответствующую точке перегиба кривой намагничивания генератора 2 - номинальному значению тока возбуждения генератора т, --УДК 621.316.718.5 (088.8для осуществления двухзонного регулирования. Таким образом, в,предлагаемом устройстве поддержание заданного значения скорости может осуществляться с более высокойстепенью точности по сравнению с известнымэлектроприводом и при условии примененияастатических регуляторов возможно сведениеошибки регулирования практически к нулюбез нарушения логики двухзонного регулирования.В том случае, если генератор и двигательпредставляют собой близкие по своим электрическим параметрам электрические машины, и если они не насыщены, то в первом приближении можно считать, что для увеличенияскорости вращения двигателя на какую-то величину Лп, требуется увеличение тока возбуждения генератора на величину Ж, или уменьшение тока возбуждения двигателя на такуюже,величину Ьь=Ь. Из этого следует, чтодля получения той же точности регулированияскорости вращения в зоне выше номинальнойскорости вращения, не требуется усилениясигнала, воздействующего на РВД.Однако в этом случае для уменьшения токавозбуждения двигателя до 0 требуется увеличение тока возбуждения генератора на величину его номинального значения Жш=т. е, наибольшее увеличение тока возбуждения генератора составит др=21 рун. Учитываянежелательность перегрузки обмотки возбуждения генератора на такую величину с точкизрения возрастания потерь и чрезмерного перегрева обмотки, целесообразно усилить сигнал, воздействующий на РВД, и при коэффициенте усиления порядка 10 - 20 наибольшееувеличение возбуждения генератора составит5 - 10%, что вполне допустимо, так как соизмеримо с разбросом параметров электрической машины в пределах технологических допусков.Таким образом, вследствие того, что требуется усилительное устройство для РВД сменьшим коэффициентом усиления (порядка10 - 20 вместо 10) оно может быть выполнено проще, чем усилитель РВГ,Практическая реализация предполагаемогоэлектропривода по структурной схеме, представленной на фиг. 1, была осуществлена сприменением угольных регуляторов возбуждения электрических машин, что не исключаетвозможности применения магнитных, полупроводниковых, электронных или других типов регуляторов.На фиг. 2 представлена упрощенная принципиальная схема соединений обмоток возбуждения электрических машин и обмотокуправления угольных регуляторов возбуждения опытного образца (цепи смещения и стабилизации це приводятся).Согласно приведенной схеме в качестве регулятора возбуждения 7 генератора 2 используется угольный, регулятор напряжения,управляющая обмотка 9 которого соединена свыходом сравнивающего устройства б через 5 10 15 20 г 5 зо 35 4 О 45 50 5560 65 м агнитополупроводниковый усилитель мощности 10, а угольный столб 11 соединен последовательно с обмоткой возбуждения генератора 2 и управляющей обмоткой 12 угольного регулятора 13,возбуждения электродвигателя 3.Угольный столб 14 регулятора возбуждения электродвигателя соединен последовательно с обмоткой независимого возбуждения электродвигателя 3,.Датчик 4, установленный на валу электродвигателя 3, соединен с входом 11 сравнивающего устройства. С входом 1 сравнивающего устройства соединено устройство 15, задающее требуемое значение скорости вращения электродвигателя 3.Изображенное на фиг. 2 устройство работает следующим образом.На входы сравнивающего устройства поступает сигнал, пропорциональный фактическому значению скорости вращения электродвигателя 3 в У и сигнал, пропорциональный заданному значению скорости вращения - 11 зад Сигнал рассогласования между фактическим и заданным значениями скоро. сти вращения электродвигателя 3 снимаемый с выхода сравнивающего устройства усиливается магнитополуправодниковым усилителем 10 и,подается на управляющую обмотку 9 угольного регулятора 7 возбуждения генератора 2.Регулятор 7 за счет применения в конструкции мембранной пружинны, тяговая характеристика которой в рабочей зоне совпадает с учетом, реакции угольного столба 11 с тяговой характеристикой электромагнита (с управляющей обмоткой 9), является по принципу своего действия астатическим регулятором и настроен таким образом, что находится в равновесии только в случае отсутствия сигнала рассогласования. При поддержании скорости вращения электродвигателя, меньшей чем номинальная, и наличии сигнала рассогласования регулятор 7 выходит из равновесного состояния, его угольный столб 11 в зависимости от,знака сигнала, рассогласования сжимается или разжимается, что приводит к изменению тока возбуждения магнитного потока и напряжения на клеммах генератора 2. Изменение тока возбуждения, генератора,происходит до тех пор, пока регулятор 7 не придет в новое равновесное состояние, сведя сигнал рассогласования к нулю. Когда возможности регулирования по возбуждению генератора исчерпаны вследствие насыщения его магнитной системы (ток возбуждения генератора достиг значения , и дальнейшее его увеличение не приводит к увеличению напряжения на клеммах генератора) вступает в работу угольный регулятор 13 возбуждения электродвигателя 3.Конструкция и принцип работы регулятора 13 в основном аналогичны конструкции, принципу действия регулятора 7. Регулятор 13 настроен так, что находится в равновесном состоянии только при прохождении через управ.3 ляющую обмотку 12 тока, равного номинальному значению тока возбуждения генератора 2 К-,.При прохождении через управляющую обмотку 12 тока, меньшего , угольный столб 14 регулятора 13 предельно сжат, а в случае превышения номинального значения тока возбуждения генератора угольный столб 11 разжимается, уменьшая ток обмотки возбуждения электродвигателя 3.При задании скорости вращения электродвигателя сверх номинальной увеличение скорости вращения до номинального значения осуществляется при неизменном номинальном токе возбуждения электродвигателя за счет угеличения тока, возбуждения генератора.По достижении номинального значения скорости вращения электродвигателя ток возбуждения генератора начинает превышать значение 1 ррдНезначительное превышение тока возбуждения генератора номинального значения Ь используется в качестве воздействующего сигнала для начала регулирования по возбуждению электродвигателя.При этом угольный столб 14 регулятора 13 разжимается, ток возбуждения электродвигателя становится меньше номинального значения 1,д, скорость электродвигателя возрастает до заданного значения в сигн рассогласования сводится к нулю. Если при этом ток возбуждения генератора продолжает оставаться больше номинального значения г,дальнейшее ослабление поля электродвигателя приводит к превышению скорости вращения относительно заданного значения и появлению сигнала рассогласования противопо ложной полярности. Этот сигнал, воздействуяна РВГ, уменьшает ток возбуждения генератора, а снижение тока возбуждения генератора вызывает увеличение магнитного потока электродвигателя и снижение его скорости 10 вращения. Процесс стабилизации скоростивращения заканчивается при одновременном сведении сигнала ошибки к нулю и тока возбуждения генератора к номинальному значению. Снижение колебательности системы в пе реходном режиме достигается введением стабили;ичогцих связей по производным скорости вращения электродвигателя и тока возбуждения генератора. Предмет изобретенияУстройство для управления электроприводом по системе Г - Д с двухзонным регулирование 1 скорости, содержащее задатчик скор сти вращения, подключенный через сравни т.а.сщее стройство к входу регулятора возбуждения генератора, и регулятор возбуждения двигателя с зоной нечувствительности, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, улучшения динамики и повыше .и".я точности поддержания заданной скоростивр,";гения, вход регулятора возбуждения двигателя подключен к выходу регулятора возбуждения генератора.Редактор В, Левятов Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2759/9 Изд.1697 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/5