Устройство для управления электродвигателем постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 1928579(22) Заявлено 1(111,77 (21) 2541523/24-07с присоединением заявки Мо Н 02 Р 5/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(33) УДК 621.316..718.5.077. .65 (088,8) Опубликовано 150%82. Бюллетень Йо8 Дата опубликования описания 1,50582 Авто Ю.В. Соколовск изобретения ф ф) (тЛ, с;.;ф "ту(7 Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА пустимогодинамичес"а в слу"пряженияк превытеля токаналаа и ЭДСблению то Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления электродвигателем постоянного тока.Известно устройство для управления электродвигателем постоянного тока, в котором с целью устранения ударов якорного тока и повышения быстродействия предельно допустимый по величине якорного тока угол зажигания вентилей регулируется в функции ЭДС двигателя. В случае если управляющий сигнал превышает сиги заданной функции по ЭДС (Я(Ед) ), система регулирования по входному сигналу размыкается, на вход вентильного преобразователя подается сигнал, выработанный в нелинейном узле токоограничения (т,е. функция8(Еа) 1Однако в связи с инерционностью якорной цепи выход на допустимый то приходит с запаздыванием (определяемый параметрами якорной цепи.в,процессе нарастания тока), кроме того уставка токоограннчения (функция Я(Ес не зависит от колебаний питающего напряжения вентильного преобразователя, что приводит в случае понижения питающего -напряжения к неоправданному снижению д тока (снижению предельных ких показателей привода), чае повьзаения питающего н (относительно расчетного) шению допустимых для двиг ков, использование одного управления для задания то двигателя приводит к загр регулирования скорости. Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство для управления электро" 5 двигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенныезадающий генератор, блок ограничения, сумматор, линеариэованный вентильный преобразователь, выходомподключенный к цепи якоря двигателя,и датчик ЭДС. В устройстве предполагается форсировка для случая нарастания тока якоря эа значительноеколичество интервалов вентильности(когда допустимо переключение уставки сигнала. допустимого падения напряжения якорной цепи с большей наменьшую с точностью до одного интервала вентильности). В настоящеевремя в связи с широким использованием малоинерционных двигателей смалой постоянной времени якорной цепи и возросшими требованиями к быстродействию, стремятся получить заданный ток за один, два интервала вентильности,причем не только на нарастание.его, но и на сниже ние (23Однако известное устройство не может быть использовано, так как превышение допустимого тока может наступить раньше., чем придет коман .да на изменение уставки падения напряжения якорной цепи, т.е. упреждение по якорному току в этом случае недопустимо. Кроме того в известном устройстве обеспечивается форси ровка только на нарастание якорного тока, что не дает в полной мере реализовать быстродействие.Цель изобретения - обеспечениетокоограничения при сохранении высо кого быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком токового режима якорной цепи, блоком сравнения, блоком памяти, ключом непрерывного режима, общей шиной управляющих импульсов вентильного преобразователя, причем выход блока ограничения через блок памяти непосредственно подключен к блоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непрерывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход блоха памяти подключен к общей шине управляющих импульсов,На чертеже схематически представлено устройство для управления электродвигателем постоянного тока. 40Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, блок 2 ограничения, сумматор 3, линеаризованный вентильный преобразователь 4,выходом подключенный к цепи якоря 5 двигателя, датчик ЭДС 6, датчик 7 токового режима якорной цепи, блок 8 сравнения, блок 9 памяти, ключ 10 непрерывного режима, общую шину 11 управляющих импульсов вентильного преобразователя, причем выход блока ограничения через блок. памяти непосредственно подключен к блоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непрерывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход блока памяти подключен к общей шине управляющих импульсов.устройство работает следующим 60 образом.Сигнал задания тока Оз от задающего генератора 1 поступает на блок 2 токоограничения. Ограниченный сиг- . нал задания тока П 0 с выхода блока 65 2 поступает на сумматор 3 вместе ссигналом положительной обратной связи по ЭДС П,к, полученным с выходадатчика ЭДС 6 и сигналом П пропорциональным среднему значению падениянапряжения на индуктивности якорнойцепи за один интервал проводимостивентилей при режиме непрерывного тока в якорной цепи. При вычислении0. сигнал 6 З 70 подают на вход блока 8сравнения и блока 9 памяти. При этом1 в блоке 9 памяти Фиксируются толькозначения БЭс (1;) в момент приходаочерепног 1-го управляющего импульса с общей шины 11 управляющих импульсов вентильного преобразователя,В блоке 8 сравнения происходит вычитание из текущего значенияО 30 (1 . + ь) сигнала, зафиксированного в блоке 9 памяти Пц 0 (1)пэро (+) = пээо ("1 + )"ээо (1);а затем эту разность сигналов маслатабируют. Выходной сигнал блока сравнения П= КПЭЭО(1+ )где ьТ; - в момент формирования.очередного управляющегоимпульса;Т; - временный интервал между импульсами управления. В первом приближе 27нии Т.= ТоЭОЩос - циклическая частота. сети;в - пульоность (Фаэность)преобразователяк =;Тоиндуктивность якорнойцепи двигателя.Использование предварительно вычисленной дополнительной составляющей ограниченного сигнала задания тока в режиме непрерывного тока,компенсирующей среднее значение падения напряжения на индуктивности якорной цепи (, на следующем интервале проводимости вентилей преобразователя, Фактически ликвидирует влияние и:нерционности якорной цепи на динамику электропривода при малых возмущающих воздействиях (когда все звенья рассматриваемой структуры линейны),Ликвидация инерции якорной цепи двигателя позволяет в зоне малых возмущающих воздействий (преобразователь не насыщается и работает только на линейном участке статической характеристики) при Формировании тока якбря реализоватЬ предельное быстродействие, т.е. отработку управляющих.синусоидальных сигналов вплоть до граничной частоты Е- Для мостовой трехфаэной сивйсловой схемы преобразователя Е. =150 Гц,Повюение быстродействия привода примерно на порядок существенно снижает динамические ошибки впроцессе регулирования, сокращает время каждого рабочего цикла механизма и время позиционирования (для станочного привода), Кроме того при совместной работе ряда приводов уменьшение их динамических ошибок позволяет решить проблему идентификации приводов (повысить класс точности обработки детали на станке).Разделение каналов задания тока и ЭДС позволяет при том же тине входного усилителя (одинаковом дрейФе) в 4-5 раз расширить диапазон регулирования скорости, что также повышает Функциональные возможности привода (отработку более сложных законов движения с той же точностью) .Характерная особенность предлагаемого устройства - однозначность линейной характеристики преобразователя независимо от колебаний сетевого напряжения. Однозначность характеристики преобразователя обеспечивает надежное токоограничение якорной цепи двигателя при колеба-ниях сетевого напряжения без операции деления. Кроме того, однозначность статической характеристики по- вышает точность привода, так как возмущения со стороны питающего напряжения не проходят на нагрузку.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу привода за счет токоограничения при сохранении высокого быстродействия и может найти широкое применение в быстродействующих электро- приводах в области металлургии, станкостроения и спецтехники, повышая их производительность и качество работы. причем для приводов с преобладанием времени переходного процесса в полном рабочем цикле, например,привод сверления печатных плат,производйтельность сверлильногостанка возрастет в несколько раз. Вслучае снижения доли времени переходных процессов в общем рабочемцикле (длительные переезды на максимальной скорости с разомкнутым контуром регулирования при обработке10 больших деталей, частой смене инструмента и т.д,) этот положительныйэФФект снижается,15 Формула и зобретенняУстройство для управления электродвигателем постоянного тока, содержащее последовательно соединенныезадающий генератор, блок ограничения, сумматор, линеаризованный вентильный преобразователь,выходомподключенный к цепи якоря двигателя,и датчик ЭДС, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениябыстродействия, оно снабжено датчиком токового режима якорной цепи,блоком сравнения, блоком памяти,ключом непрерывного режима, общейшиной управляющих импульсов вентильного преобразователя, прйчем выход блока ограничения через блокпамяти непосредственно подключен кблоку сравнения, выходом подключенного к сумматору через ключ непреЗ 5 рывного режима, цепь управления которого подключена к датчику токового режима якорной цепи, а управляющий вход, блока памяти подключенк общей шине управляющих импульсов,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ГССР9 167565 кл, Н 02 Р 5/12, 1962.2. Авторское свидетельство СССР45 В 269266, кл. Н 02 Р 5/16, 1967.928579 Составитель И. КоротееваТехредМ. Надь КорректорМ,Кос едакт Волов акаэ 3279 7 исно филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектна/ 3 Тираж 719 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушмитета СССР крьтийя наб., д. 4/5