Регулятор скорости электропривода

(23) Приоритет " Опубликовано 07.09.82, Бюллетень в данам нзобретенн 53)УДК 621 З 14632 (088. 8) ткрытн публикования описания 09,09. а(71) Заявител Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано для автоматического управления вентильно" го электропривода постоянного тока,Известен регулятор скорости вентильного электропривода с параллельным соединением пропорционального и интегрального регулятора 111.Для уменьшения перерегулирования на время переключения вентильных групп реверсивного преобразователя производится отключение интегрального регулятора. Однако переключение вентйльных групп осуществляется от суммарного сигнала выходов пропорционального и интегрального, регуляторов, т.е. отключение работающей группы преобразователя происходит с запаздыванием, обусловленным величиной интегральной составляющей ошибки по скорости к моменту нулевого значения этой ошибки по скорости.Наиболее близким к предлагаемому является регулятор скорости электропривода, содержащии сумматор, пер вый вход которого подключен к датчи ку скорости электродвигателя, а вто рой является входом регулятора, выход сумматора подключен к входам интегрального с управляемым ключем разряда и пропорционального регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю, блок контроля пере хода ошибки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу про порционального регулятора 2 . В этом регуляторе команда на обнуление интегратора формируется только от блока контроля перехода ошибки через нуль, выполненного в виде последовательно соединенных нелинейного элемента, имеющего релейную характеристику с регулируемой петлей возврата, и формирователя коротких импульсов, причем выход формирователя коротких импульсов соединен с управляющими входами управляемогоключа разряда интегрального регулятора,Недостатки известного устройствасвязаны с применением нелинейногоэлемента с гистерезисом, запоминающим полярность предыдущего возмущающего воздействия, превышающего половину ширины петли нелинейного элемента, хотя при сигнале ошибки меньшемполовины петли нелинейного элемента 1 Освойства узла обнуления (способностьв формировании импульса сброса) должны быть симметричны,Необходимо также отметить, чтопри ошибках по скорости, меньших по 15модулю половины петли нелинейногоэлемента, полярность выходного сигналла интегрального канала может быть лю.бой, т.е, в момент обнуления интегратора полярность пропорциональной составляющей ошибки и интеграла от ошибки на выходе интегрального регулятора могут совпадать и не совпадать.В первом случае нет смысла обнулятьинтегратор, а во втором это необходимо для повышения быстродействия,Цель изобретения - повышение быст"родействия регулятора скорости электропривода,Поставленная цель достигается тем, З 0что в известное устройство дополнительно введены два дискриминатораполярности, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и блокконтроля перехода интеграла от ошиб"3ки через ноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу интегрального регулятора, выход каждого блокаконтроля подключен к соответствующе"му дискриминатору полярности, разноименные выходы которых попарно подключены к логическим элементам 2 И, выходы логических элементов 2 И подключены к входам логического элемента ИЛИ,выход которого соединен с управляющим входом ключа разряда, Кроме того,блок контроля перехода ошибки черезноль выполнен двухвходовым, ко второму входу которого подключен черезфункциональный преобразователь датчик50скорости.На чертеже представлена структурная схема регулятора скорости электропривода,Регулятор состоит из .сумматора 1,первый вход которого подключен к датчику 2 скорости электропривода, например тахогенератору, а второй яв" 96 4ляется входом устройства, выход сумматора 1 подключен к входам интегрального 3 с конденсатором ч, шунтируемым управляемым ключом 5 разряда, и пропорционального 6 регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю 7, блок 8 контроля перехода ошибки через ноль с нелинейньм элементом, подключенный к выходу пропорционального регулятора 6, блок 9 контроля перехода интеграла от ошибки через ноль с нелинейным элементом, подклюценный к выходу интегрального регулятора 3, выход каждого блока 8 и 9 контроля подключен к соответствующему дискриминатору 10 и 11 полярности, разноименные выходы которых попарно подключены к входам логических элементов 2 И 12 и 13, выходы логических элементов 2 И 12 и 13 подключены к входам логического элемента ИЛИ выход которого соединен с управляющим входом ключа 5 разряда. Ко входу преобразователя 7 подключены дат чики ЭДС 15 и датчик 16 статического момента электродвигателя, выход преобразователя 7 подключен к электродвигателю 17, Выход датчика 2 скорости подключен к функциональному преобразователю 18, выход которого подключен ко второму входу блока 8 конт" роля перехода ошибки через ноль.Регулятор работает следующим образом.Сигнал ошибки регулирования дЧ, равный разности сигнала задания ско" рости Чз и сигнала обратной связи по скорости, с выхода узла сравнения 1 поступает на пропорциональный б и интегральный 3 регуляторы.Полученные таким образом сигналы управления 0 и ЦЗ поступают на вход преобразователя 7 и на входы блоков 8 и 9 соответственно. Уравнение якорной цепи вентильного электропривода постоянного тока по средним значениям за 1"й интервал вентильности имеет следующий вид:О .-3 я 5с) сединс)ст 9Здин ас., - )с 1 Д3где 1 - среднее значение динамического тока на -м интервалевентильности;среднее значение статическоьсгго тока на 1-и интервалевентильности;9573 или И, - среднее значение напряженияапреобразователя на -м интервале вентильности;Г, - среднее значение ЭДС двигаателя на 1-м интервале вен- Ютильности.Сигналу 01 соответствует в общем слуАчае некоторый сигнал управленияО= И,л И(2)10й+0 + И ф ОВ для случая линеаризованного преобразователя 7 и введения компенсационных обратных связей через датцики 15 и 16, В обцем случае, сигнал управления 1% по(2) используется для Формирования полного значения 01. по (1), причем составляющие его соответствующие Е и 1,й задаются обычно некоторой до" лей сигнала 04 (для обеспечения аста. 26 тизма на интеграторе 3 накапливается определенная доля сигнала ОЭ, компенсирующая уходы нулей усилителей и других узлов прямого тракта системы регулирования скорости, изменение 23 параметров прямого тракта в процессе работы и т.д.).В случае линеаризованного преобра;зователя и введения компенсационных сигналов О0; по (2 ) выходной Эф сигнал при прочих равных условиях снижается. Однако наряду с полезными сигналами на вход регулятором поступают помехи определенного уровня.В связи с этим для получения досто. верной информации о полярности ошибки в данный момент применен блок 8 с зоной нечувствительности, превышающей уровень входных помех, Зона нечувствительности должна также превышать ошибки регулятора скорости в. режиме очень малых возмущений, в режиме стабилизации скорости без возмущений по нагрузке. При широком изменении скорости зона нечувствительности блока 8 контроля перехода ошиб" ки через ноль меняется в зависимости от сигнала датчика 2 скорости, посту. лающего на блок 8 через функциональный преобразователь 18. Известно также, цто при возмущающих воздействиях вначале пропорциональный и интегральный регуляторы 6 и 3 работают согласно, но при переходе ошибки через ноль сигнал Оя меняетфф знак, а сигнал И не меняет, В связи с этим сигнал с выхода интегратора препятствует оперативной корректиров 96 6ке движения привода (вносит инерцию) .Поэтому в регуляторе контролируетсяполярность сигналов И 6 , О припревышении зон нечувствительности,соответственно, с тем, цтобы обнулятьинтегральный регулятор тогда, когдаон "вносит инерцию" в зоне существенных возмуцаюцих воздействий и увеличивает перерегулирование.Для этого сигналы О и О подаются на блоки 8 и 9 контроля, а их выходные сигналы поступают на входыдискриминаторов 10 и 11 полярности,которые формулируют на одном из двухвыходов единичные логические сигналыв зависимости от полярности сигналов(в случае ОВ = 0 или О - - В единичныхсигналов на выходе дискриминаторов 10и 11 нет)Для выявления ситуации, когда полярности сигналов 0 и О не совпадают, разноименные выходы подключенына входы логических элементов 2 И12 и 13, Формирование единицного сигнала на выходе логических элементов2 И 12 и 13 говорит о наличии такой ситуации. Для полной оценки ситуациивведен логический элемент "ИЛИ" 11,выходной единичный сигнал которогодает команду на замыкание ключа 5 иразряд конденсатора и интегральногорегулятора 3. Как только сигнал Оменьше зоны нечувствительности блока 9 контроля " ключ 5 размыкается,Применение регулятора скоростиэлектропривода обеспецивает повышение качества переходного процессаи сокращение времени регулированияпо сравнению с известными пропорционально-интегральными регуляторами.Регулятор повысит динамические характеристики электроприводов и технические характеристики механизмов, на которых он будет применен,Формула изобретения 1. Регулятор скорости электропривода, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к датчику скорости электродвигателя, а второй является входом регулятора, выход сумматора подключен к входам интегрального, с управляемым ключом разряда, и пропорционального регуляторов, выходы которых подключены к преобразователю, блок контроля перехода ошибки через ноль с нелинейным элемент.1 м,957396 которого соединен с управляющим входом ключа разряда.2, Регулятор по и. 1, о т л и ч а" ю щ и й с я тем, что блок контроля перехода ошибки через ноль выполнен двухвходовым, к второму входу которо" го подключен через функциональный преобразователь датчик скорости. подключенный к выходу пропорциональ"ного регулятора, о т л и ч а ю щ и йс. я тем, цто, с целью повышениябыстродействия, в него дополнительновведены два дискриминатора полярности, два логических элемента 2 И,логический элемент ИЛИ, блок контроля перехода интеграла от ошибки черезноль с нелинейным элементом, подключенный к выходу интегрального регулятора, выход каждого блока контроля принятые во внимание при эксперзеподключен к соответствующему дискриминатору полярности, разноименные выхо. Динамика вентильного электроды которых попарно подключены к ло" привода постоянного тока. Под ред.гицеским элементам 2 И, выходы логи А.Д, Поздеева. "Энергия", 1975.ческих элементов 2 И подключены к 2. Авторское свидетельство СССРвходам логического элемента ИЛИ, выход У 738084, кл, Н 02 Р 5/12, 1980.Редактор Заказ 66 Составитель А. ИвановН, Безоодная Техред Т. Иаточка Корректор А, ференц047 Тираж 721 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва Ж"35 Раушская наб. д, 4/5й йе ЛеЛа э Аыют 4 юФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,