Способ двухзонного регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик У СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР(21) 3327228/24-07ки Моприсоединением за3) Приоритет осударствениый комите СССР по делам изобретений и открытий3) УДК 62-831621. .314.5(088,8) оваио 07 урликова убли 02,83. Бюллетень Йо ия описания 07,0 ао Авторыобретения А. Венедиктов, Е.Д. Лебедев,и Г,Е, РаевскиВсесоюзный конструкто электропри но;.нсследо институтв йромышлетранспорте(71) Заявите Б ДВУХЗОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГОИ УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 54) С ВИзобретение относится к электротехнике и может. быть использовано в электроприводах экскаваторов и реверсивных прокатных станахИзвестен способ двухзонного регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, согласно которому сравнивают напряжение задания и напряжение обратной связи по ЭДС электродвигателя в функции разности упомянутых напряжений и под держивают поток возбуждения электродвигателя на уровне номинального, а при частоте вращения выше основной сравнивают заданное значение потока с его действительньм значением и регулируют поток врэбуждения электродвигателя. При этом дополнительно осуществляют разделение режимов путем преобразования действительного зна.- чения потока и уменьшения заданного значения потока в зоне основной частоты вращения 11,Электропривод, реализующий этот способ, содержит регулятор ЭДС в канале управления напряжением на якоре электродвигателя и регулятор потока в канале регулирования возбуждения, а также датчики ЭДС и потока. Необходимьза элементом этого Е.Н. Ли фф, Ъ;Е-;-Некмарк., 1кц.З :; тельский и проавтоматизированномуости, сельском хозяйстве электропривода является узел разделения режимов, который усложняетэлектропривод,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ двух"зонного регулирования частоты вращения электропривода постоянного.1 О тока, согласно которому сравниваютнапряжение задания и напряжение обратной связи по ЭДС электродвигателя,в зоне до основной частоты вращенияизменяют напряжение на зажимах якоряэлектродвигателя в функции разностиупомянутых напряжений и поддерживаютпоток двигателя на уровне номинального, а прк частоте вращения вьапеосновной сравнивают номинальное значение потока с его действительньм .значением и регулируют поток возбуждения электродвигателя Г 2 3.Укаэанный способ реализовай вустройстве с двухзонным регулированива частоты вращения, содержащемсистему регулирования ЭРС электродвигателя, снабженную выводами дляподключения к якорной обмотке электродвигателя, к входу которой под"ключены источник заданйя и выходдатчкка ЭДС, скстему независимогорегулирования потока с регулятором потока и подключенньм к его входу датчиком:потока, при этом выход системы регулирования ЭДС соединен с якорной обмоткой электродвигателя, а выход системз регулирования потока - с обмоткой возбуждения электродвигателя.К недостаткам данных устройств относится то, что связь контуров регулирования напряжения преобразователя и потока двигателя осуществляется по заданному значению частоты, вращения, а не по Фактическому.При таком исполнении связи процессы в контуре регулирования обусловлены не фактическим состоянием системы, а заданник. Например, в режиме стопорения возможно ослабление поля при неподвижном приводе, что ведет к ослаблению момента к в ряде случаев к д невозможности разгона привода.Витолнение системы для реализации известного способа Г 2 3 связано со эначительниаи сложностями,. так как требует установки множительных эле-. ментов на входах систем регулирования ЭДС и потока.Цель кэобретения - повьааение быстродействия электропривода в режиме стопорения и упрощение.указанная цель достигается тем, З 0 что увеличивают абсолютное значение напряжения обратной связи по ЭДС на величину, пропорциональную полученной разности номинального значения потока и его действительного значе И .ния, причем знак дополнительного напряжения устанавливают совпадающим со знаком действительногоозначения ЭДС, определяют модули номинального и действительного значений ЭДС, 40 сравнивают их и в функции полученной разности регулируют поток возбуждения электродвигателя.Кроме .того, в электропривод, реа.- . лизующйй способ, введены два усилителя, делитель напряжения, пропорционального номинальному потоку, регулятор постоянства ЭДС,:ключевая Т-образная схема, два плеча которой образованы резисторами, диагонадь " эмиттерной цепью транзистора, база . которого соединена с выходом датчика ЭДС, а коллектор - с общим выводом системы регулирования, при этом один усилитель выполнен пропорционалъния, а другой - пропорциональным с односторонним ограничением, причем вхо- . ды второго усилителя соединены с делителем напряжения и датчиком потока, а его выход непосредственнои через последовательно соединенные 60 ключевую Т-образную схему и первый усилитель подклюЧен к входам системы регулирования ЭДС электродвигателя, и выход датчика ЭдС к входу регулятора постоянства ЭДС, выход ко- бф торого соедкнен с входом регуляторапотока,На чертеже представлена схемаустройства,В электропркводе двигатель 1 постоянного тока соединен с системой2 регулирования ЭДС и с системой 3регулирования потока возбуждения.В системе 2 регулирования ЭДСвыход регулятора 4 частоты вращениясоединен с вхоцом силового преобразователя 5, выходом подключенного кякорной обмотке двигателя 1. Первыйвход регулятора 4 частоты вращениясоединен с источником задания, авторой - с выходом датчика б ЭДС.Выход регулятора 7 потока соедк"йен с входом преобразователя 8, выходом подключенного к обмотке возбуждения двигателя 1. Первый вход регулятора 7 потока соединен с выходомрегулятора 9 постоянства ЭДС; входомсоединенного с выходом датчика б ЭДС,а второй вход - с выходом датчика 10потока, Входы усилителя 11 с односторонним ограничением подключены к выходу делителя 12. напряжения, напряжение которого пропорционально номинальному потоку возбуждения, и к выходу датчика 10 потока, а его выходсоединен непосредственно и черезпоследовательно соединенные Т-,образ-ную ключевую схему 13, в диагональкоторой включен транзистор 1.4, иусилитель 15 с входом регулятора 4частоты вращенияБаза транзистора14 соединена с выходом датчкка б ЭДС,а коллектор - с общим выводом скоте"мы регулирования. Выход датчика бЭДС, кроме того, подключен к входурегулятора 9 постоянства ЭДС, выходкоторого соединен с входом регулятора потока. Т-.образная ключевая схема13 сойержит резисторы 16 и 17,1Способ осуществляется следующимобразом.Абсолютное значение сигнала обратной связи увеличивают на величину,пропорциональную разности номинального потока двигателя и его текущегозначения,Знак дополнительного сигнала выбирают совпадающим с знаком сигналадатчика ЭДС. Такимобразом,сигналобратной связы изменяется во всемдиапазоне частоты вращения, а нетолько до основной скорости, как всистемах с обратной связью по ЭДС,Поэтому каждому положению управляющего аппарата соответствуют и различные частоты вращения двигателя.При этом поток возбуждения двигателя регулируют в Функции разностимодулей номинального и текущего значений ЭДС двигателя,Устройство, реализующее данныйспособ, работает следующим образом.- 995248 Формула изобретекия замыкая тем самым клвчевув Т-образнув 60 ЭДС, систему независимого регулирования потска с регулятором потока и: подключенным к его входу датчкком потока, прк этсм выход систеиы ре гулирования ЭДС соединен с якорной 65 Юмоткой электродвигателя, а выход. Частота вращения до основной ре-.гулируется изменением напряжениясистемы 2 регулирования ЭДС при но- .минальном выходе системы 3 регулиро-.вания потока возбужденияПри изме ненни частоты вращения в диапазоневыше основной напряжение системы 2 .регулирования ЭДС остается практичес-.ки неизменным, а увеличение частотывращения достигается эа счет умень шения напряжения системы регулирования,потока возбужденияНа входе введенного усилителя 11содносторонним ограничением сравниваются сигналы,. поступающие с вы"хода делителя 12, напряженке которого пропорционалъно номийальномупотоку возбуждения, к с выхода дат-.чика 10 потока. Ярк .ЭДС двигателянезначительно отличающейся от номи-.нальной (95-98 Е),напряжение ре-, гулятора 9 постоянства ЭДС начинаетуменьшаться, уменьшая.поток возбуж-денкя двигателя 1.Прк уменьшении потока напряженкЕиа выходе датчика .10 потока уменьшается. и на выходе:усилйтеля 11 йоявляется положительное найрякение, .которое поступает на вход ключевойТ образной схемы 13 и на .второй входрегулятора 4.частоты вращения,.При направлений вращения двигате-.ля; соответствующем положительному,напряжению .на выкоде датчика б ЭРС,сигнал с его выхода, ноступающйй навход базы транзистора 14 Т-образнойсхемы 13 открывает транзистор 14 схему 13. В этом случае на третий : вход регулятора 4 частоты вращения приходит дополнительный положительный сигнал, а напряженке с выхода усилителя 11 ка вход регулятора 4 частоты вращения не ноступает.Прк отрицательном капряжеви на выходе .датчика б ЭДС ключевая Т-образная схема 13 открывается, и .иа четвертый вход регулятора 4 частоты вращения в дополнение к положительному напряжению усилйтеля 11 посту-пает отрицательное напряжение усилителя 15 по абсолютной величине .в два раза превышающее напряженке усилителя 11, Таким образом, к отрицательному напряжению датчика б ЭДС добавляется отркцателъное напряжение усилителя 15, При этом сумма .сигналов со второго, третьего и четвертого входов регулятора 4 частоты вращения образует сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения,при скорости выше основной.В режиме стопорения в системах с независимна регулированием потока при известном способе момент двигателя уменьшается в отношении кратности ослабления поляМ = М-"-,и 6. ляМ - момент двигателя при ослабленном токе)и - номинальная частота враще-нияи - частота вращения при ослабленном цоле.Если момент привода при ослабленном поле меньше, чем момент статического сопротивленйя, привод неразгоняется. В этом случае операторзатратит время иа повторное: выпол"невке операцйи, уменьшив при этамнагрузку привода.Система регулирования.ЭДС имеет 13. на входе эадатчик.интенсивностк,:Затрата времени на повторнув,операцию, т.е. время изменения напряжения задания на выходе задатчика интенсивности от задания полной час-. -Щ тоты вращения до номинальной и от1номинальной до полной, согласно предлагаемому способу не требуется. 21. Способ двухэонного,регулкроаанйя частоты вращения электродвигателя постоянноготока, согласно котоЗ 0 .рому сравнйвают напряжение задания кнапряжениЕ обратной связи по ЭДС электродвигателя, в зоне до основной частоты вращения изменяют напряженке на зажимах. якоря электродвигателя в функции разности упомянутых напряженйй к поддерживают поток возбуздения электродвигателя на уровне номинального, а прн частоте вращения вьае основной сравнивают номинальное значение потока.с его действителъньвс 40 значением и регулируют поток аоэбуждения электродвигателя, о т л к ч аю щ и й с я тем, что, с. целью повы-.шения быстродействия в режиме стопорения, увеличивают абсолютное значение напряженки обратной связи по..ЭдС на величину, пропорцкональнув полученной разности номнналъного значения потока и его действителъкого..значения, причем знак дополнительного напряжения устанавливают .совПадающим со знаком действительного значения ЭдС, определяют модули номкналъного и действительного значений ЭДС..2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее систему .регулирования ЭДС электродвигателя,.снабженную выводами для подключения к якорной обмотке электродвигателя, к входу указанной системы кодклвчекы источник задания к выход датчика995248 Составитель В, Кузнецоваля Техред Л. Пекарь Корректор хне Редактор Н. КеЗаказ 666/42В Подписного комитета СССРй и открытийушская наб., д 5 Тираж 685 ИИПИ Государствен по делам изобрете 5, Москва, Ж,4/ илиал ППП ФПатент, г, ужгород, ул. Проектная,системы регулирования потока - с обмоткой возбуждения электродвигателя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,1с целью повышения быстродействия, врежиме стопорения электропривода йупрощения, в него введены два усилителя, делитель напряжения, пропорционального номинальному потоку, регулятор постоянства ЭДС, ключеваяТ-образная схема, два плеча которойобразованы резисторами, диагональэмиттерной цепью транзистора, базакоторого соединена с выходом датчика ЭДС, а коллектор - с общим выводом системы регулирования, при этомодин усилитель выполнен пропорциональным, а другой - пропорциональнымс односторонним ограничением, причемвходы второго усилителя соединены с делителем напряжения и датчикомпотока, а его выход непосредственнои через последовательно соединенныеключевую Т-образную схему и первыйусилитель подключен к входам системырегулирования ЭДС электродвигателя,и выход датчика ЭДС подключен к вхо-ду регулятора постоянства ЭДС, выход,которого соединен с входом регулятора потока.1 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Шипилло В.П. Автоматизирован-.ный вентильный электропривод. М.,15 Энергия, 1969, с. 386-389.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2523704/07,кл. Н 02 Р 5/06, 1977.