Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

Союз СоветскинСоцналксткческкнРеспубпнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК А780132 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Дополнительное к авт. св 2) Заявлено 02.02,78 (21) 344/24-07 с присоединением заявк Н Государственный комнте СССР(23)Приоритет Опубликовано о делан нзооретеннн и открытий УДК 621.313.2-58 (088 8) 1,80, Бюллетен та опубликования описания 18.11,8 72.) Авторы изобретения внков, А. ф, Шатров, А,и А. В. Сафрон) Заявитель ордена Ленина энергетический институт Моско СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА И аобретематического водов, ного т стоянтельновоабужд йство это наготовл более бпиак аобретен исущ- ство ние относится к системе авто- для управления влектродвигателем посторегулирования тяговых елект- янного тока, содержащее последовательно ропри преимущественно приводов по- соединенные логический элемент ИЛИ,эпеока с двигателями последова- мент сравнения, усилитель и регуляторго, независимого ипи смешанного 5 тока возбуждения, ко входам логическоения. го элемента ИЛИ подключены датчики тоИавестно устройстводпя управления ка, напряжения, скорости и сигнала уста электродвигателем постоянного тока, в ко. вки 21, Для ограничения тока воабужтором датчики и вычислительные блоки иэ- денни двигатели на высоких скоростях меряют непосредственно ипи вычисляют ве- движения по величине реактивной ЭДС в личины тока воабуждения, напряжения, то- устройстве применен функциональный блок ка якоричастоты вращения двигателя,на основе множительного устройства, переактивной ЭДС, межламепьного напряже- ремножаюший сигналы, пропорциональные ния и т.да затем стабилизируют макси- частоте вращения двигателя и его току маттьнуто иэ этих величин в каждый момент 15времени путем воздействия регуляторомПрименение этого вычислительного блона возбуждение электродвигателя или ка- ка для осушествления отсечки реактивной ких-либо других устройств тича вольтоао- ЭДС существенно улучшает характеристибавочкого генератора 1 3. ки привода, но вместе с тем усложняетустройство, ухудшает динамику приводаУстро весьма сложно и тру- на высоких частотах и заметно аатруднядоемко в енин и наладке. ет как иаготовление и настройку системыНаи им по технической регулирования, так и общую надежность ности к и ю является устрой устройства.20 3 7801Белью иаобретения является упрощениеустройства и улучшение динамики привода.,Поставленная цель достигается тем, чтоизвестное устройство снабжено пропорционально-пороговым элементом , входы которого соединены с датчиками наиряженияякоря, уставки и скорости, а выход - содним иа входов логического элементаИЛИ;На фиг, 1 представлена блок-схема;на фиг, 2 впринципиальная схема одного"иа возможных исполнений устройства ав тбйатического регулирования привода постоянного тока.Электродвигатель постоянного тока 1(фиг 1 ) соединен с тормозным реостатом2, Током воабуждения 1 в в обмотке 3возбуждения двигателя 1 управляет регулятор 4, соединенный с обмоткой 3 воэбуждения и с усилителем 5 сигнала рассогласования, связанным с элементом 6сравнения опорного сигнала с сигналомобратной свяаи. Последний формируетсясвязанным с елементом 6 логическим злементом 7 ИЛИ, со входом которого свявани датчик 8 тока возбуждения, сумматор 9, связанный с датчиком 10 сигналазадания, с датчиком 8 и с датчиком 11частотывращения двигателя 1, и сумма-.тор 12, соединенный с датчиком 13 нап- Зоряжения (или тока якоря) и пропорционально-пороговым элементом 14, связаннымЪс датчиком 11 частоты вращения. Сумма-тор 9 соединен нормально-закрытыми контактами 15 переключателя с датчиком 8и нормально-открытыми контактами 16 с датчиком 1.1,Блок-схеме соответствует принципиальиая схема фиг, 2, где функции блоков 4-6выполняет магнитный усилитель 17, а дв-тчика 8 тока возбуждения сама обмотка Э возбуждения, падение напряжения накоторой пропорционально току возбуждения,В схеме фиг. 2 нет,как таковых сумматоров 9 и 12, а суммирование осуществляет 4ся благодаря последовательному соединению соответствующих блоков. Логический.элемент 7 сравнения ИЛИ реализован диодной сборкой на диодах 18-20, датчиксигнала задания представляет собой последовательно соединенные регулируемый 21и нерегулируемый 22 резисторы, подключенные к выпрямителю 23 и соединенныес диодом 19 схемы ИЛИ и посредствомконтактов 15 и 16 переключателя - с об 55моткой 3 воабуждения и тахогенератором11, являющимся тут датчиком частотывращения, Иатчик 13 напряжения соединен с диодом 20 злемента ИЛИ и с про 32 апорционально-пороговым элементом, состоящим иэ тахогенератора 11, соединенного последовательно с диодом 24 и с реаистором 25, к которому подключен посредством выпрямительного моста 26 ис-. точник регулируемого потенциометром 27 напряжения. Параллельно элементам 11, 24 и 25 подключен диод 28.Устройство работает следующим образом вЛогический элемент 7 ИЛИ на диодах 1820 непрерывно сравнивает три сигнала обратной связи: пропорциональный току возбуждения двигателя, иамеренному в обмотке Э воабуждения двигателя 1, пропорциональный сумме сигналов задания и сигнала, пропорционального току возбуждения или частоте вращения двигателя и пропорциональный напряжению или сумме сигналов, пропорционального скорости, и напряжению. Наибольший из этих сигналов проходит на вход магнитного усилителя 17 и сравнивается в нем с опорным сигна лом и сигналом рассогласования, усиливается, вследствие чего система автоматического регулирования стабилизирует в каждый момент времени наибольший иа укааанных сигналов. Белочка из сумматора 9, датчика 10 сигнала задания и соединяемых с ним контактами 15 и 16 да 1 чиков З и 11 служит для регулирования на частичных характеристиках и при регулировании по предельной характеристике не оказывает влияния на регулирование. При низких частотах вращения наибольшим . является сигнал, пропорциональный току . возбуждения, при средних частотах - напряжению САР, стабилизирует при этом величину тока воабуждения двигателя (проводит диод 18) или его напряжения и тока. якоря. В посжднем случае проводит диод 20 и сигнал на входе усилителя 17 пропорционален напряжению. Диод 28 шунтирует элементы 11, 24 и 25 пропорционально-порогового элемента 14, Напряжение тахогенератора 11 меньше падения напряжения на реаисторе 25, цоэтому диод 24 заперт и напряжение на выходе элемента 14 равно нулю, точнее, падению напряжения,на открытом диоде 28. При некоторой частоте вращения двигателя реактивная ЭЙС двигателя достигает граничного значения. При этой частоте напряжение тахогенератора сравнивается с падением напряжения на резисторе 25, При более высоких частотах вращения двигателя напряжение тахогенервтора больше падения напряжения на реаисторе 25, Под5 7801 действием разности этих напряжений от крывается диод 24 и запирается диод 28,и равность напряжений складывается с сягналом датчика 13 напряжения на входе диода 20 логического элемента ИЛИ,5Таким образом, элемент 14, построенный в схеме фиг. 2 на датчике 11 частоты вращения, диоде 24, резисторе 25, выпрямительном мосте 26 и потенциомеч ре 27, представляет собой пропорционально ф пороговый элемент; выходной сигнал которого равен нулю при частотах вращения двигателя ниже пороговой и пропорционален разности текущей и пороговой частот вращения при частотах врашения выше гранич ных, При последовательном соединении этого элемента с датчиком напряжения или тока суммарный сигнал на связанном с ними входе схемы ИЛИ пропорционален напряжению при частотах вращения ниже пороговой,.О а при частотах выше пороговой доля напря жения в суммарном сигнале уменьшается линейно с увеличением частоты вращения двигателя, САР стабилизирует величину это- го суммарного сигнала, вследствие чего 5напряжение и ток якоря двигателя 1 при больших частотах вращения оказываютсяменьше граничных, причем тем меньше, чем , больше частота, что соответствует приблизительно ограничению максимальной вели чины реактивной ЭПС двигателя.Начало регулирования напряжения и то- ка на ограничение реактивной ЭДС можетподрегулироваться потенциометром 27 принастройке САР, 35Фундаментальный элемент системы автоматического регулирования - пропорцио нально-пороговый элемент 14 является элементом безинерционным в отличие от. замененного или множительного элемента 40 с фильтром в устройстве-прототипе, что 32 6благоприятно сказывается на динамических свойствах системы автоматического регулирования в зоне высоких скоростей,Предложенное устройство преднаэначе;. но в основном для автоматического регулирования двигателя постоянного тока при реостатном торможении, но может быть применено и для управления пблем двигателя в режиме тяги.Применение устройства позволит получить экономический эффект за счет упрощения системы автоматического регулирования при расширении диапазона частот вращения двигателя и улучшения динамическиххарактеристик привода на высоких скоростях движения.формула изобретенияУстройство для управления электродвигателем постоянного тока с.независимымвозбуждением , содержащее последовательно соединенные догическкй элемент ИЛИ,элемент сравнения, усилитель и регулятортока возбуждения, причем ко входам логического элемента ИЛИ подключены датччки тока, напряжения, скорости и сигналауставки, о т л и ч а ю щ е е с я темчто, с целью повышения надежности, оноснабжено пропорционально-пороговым элементом, входы которого соединены с датчиками напряжения якоря, уставки и скорости, а выход - с однкм иэ входов логического элемента ИЛИ,Источникк информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР% 383187, кл. Н 02 Р 5/22, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР Хф 647821, кл, Н 02 Р 3/12, 1976 (прс тотип).