Устройство для регулирования скорости электродвигателя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскмхСоцмалмстмчесмихРеслублнк(23) Приоритет - (32) 06.03.79 Государствеиньй комитет СССР по делам нэобретеннй и открытий(53) УДК 621.316. .71 8.5 (088.8) Дата опубликования описания 25.02.83 И. ностра нцыКацуо Кобари и Есидки Хатисука"-" Т ЛЩЬ Ъд Иностранная фирма(71) Заявитель Изобретение с тносится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателем постоянного тока.Известно устройство, содержащее электродвигатель, вал которого сочленен с валом тахогенератора, блок задания, усилитель и сумматор 11.Однако в данном устройстве в диапа- зоне скоростей, где противоэлектродвижущая сила электродвигателя относительно мала в сравнении с напряжением иоточника энергии, регулирование по цепи обратной связи можно осуществлять при некотором определенном коэффициенте усиления схемы управления. В диапазоне больших скоростей, где противоэлектродвижущая сила электродвигателя. относи тельно велика в сравнении с напряжением источника питания, регулирование по цепи обратной связи осуществляется при уменьшенном коэффициенте усиления в режиме разгона элекэ родвигателя и с увеличенным коэффициентом усиления в режиме торможения. Уменьшение коэффициента усиления при разгоне приводит кувеличению времени разгона, что затягивает процесс запуска электродвигателя,тогда как увеличение коэффициента уси 5 ления. При торможении приводит к искреффнию на коллекторе электродвигателя и,следовательно, к нестабильной работесхемы управления.Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для регулированияскорости электродвигателя, содержащеедве цепи, одна из которых составлена из. последовательно соединенных пропорционально-интегрирующего усилителя, первого сумматора и усилителя мощности, адругая - из инвертора, связанного с первым входом второго сумматора, и усилителя мощности, выходы усилителей мощности подключены к входам третьего 20 сумматора, выход которого снабжен выводами для подключения к якорной обмоткеэлектродвигателя, вход пропорциональноинтегрирующего усилителя поцклкгчен квыходу четвертого сумматора, к первомувходу которого подключен блок задания,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИЭЛЕКТРОД ИГЛТЕ ЛЯ9999 а второй вход подключен, соответственно, к инвертору, тахогенератору, вал которого сочленен с валом электродвигателя, и связан с вторым входом первого сум-.матора, первый вход которого объединен с вторым входом второго сумматора 2.. В известном устройстве сигнал обратной связи по скорости поступает на сумматоры и уменьшает величину сигналов смещения, тем самым уменьшая коэффи О циент усиления системы при торможении. Таким образом в данном устройстве исключается возможность возникновения искрения на коллекторе электродвигателя,Однако уменьшение коэффициента уси ления системы при разгоне электродвигателя затягивает время разгона электродвигателя, что приводит к ухудшению регулировочных характеристик электродвигателя, 20Целью изобретения являетс ч улучшение регулировочных характеристик электродвигателя постоянного тока за счет предупреждения уменьшения коэффициента усиления системы при разгоне электро двигателя.Поставленная цель достигается тем, что вустройство введены соединенные между собой блок определения режима и блок коммутации, причем блок определе- ЗО ния режима соединен с блоком задания и выходом пропорционально-интегрирующего усилителя, вход блока коммутации подключен к второму входу четвертого сумматора и выходу инвертора, а выходы- соответственно к второму входу первого сумматора и первому входу второго сумматора.Кроме того, блок коммутации выполнен в виде двух переключающих контакторов, причем подвижные контакты образуют выходы блока коммутации, а попарно объединенные первые и вторые неподвижныэ контакты контакторов образуют входы блока коммутации.45Блок определения режима содержит два элемента определения полярности, две схемы НЕ и две схемы И, выход каждого элемента определения полярности сигнала подключен к входам схем И, причем к одной схеме И непосредственно,50 а к другой - через схемы НЕ, причем входы элементов определения полярности сигнала образуют вход, а выходы схем И - выход блока определения режима.ИНа чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство для регулирования скорости электродвигателя содержит две цели,90 4одна из которых составлена из по.ледовательно соединенных пропорционально-интегрирующих усилителя 1, сумматора 2и усилителя 3 мощности, а другая - изинвертора 4, связанного с первым входом сумматора 5, и усилителя 6 мощности, выходы усилителей 3 и 6 подклкчены к входам сумматора 7, выход которого снабжен выводами для подключения к якорной обмотке электродвигателя8, вход пропорционально-интегрирующегоусилителя 1 подключен к выходу сумматора 9, блок 10 задания, подключенныйк первому входу сумматора 9, второйвход которого подключен, соответственно,к инвертору 4, тахогенератору 1 1, валкоторого сочленен с валом электродвигателя 8 и связан с вторым входом сумматора 2, первый вход которого объединенсо вторым входом сумматора 5, соединенные между собой блок 1 2 определениярежима и блок 13 коммутации, причемблок 12 соединен с блоком 10 и с выходом пропорционально-интегрирующегоусилителя 1, входы блока 3 коммутацииподключены, соответственно, к второмувходу сумматора 2 и к первому входусумматора 5. Блок 13 коммутации выполнен в виде двух переключающих контакторов, причем подвижные контакты 14и 15 образуют выходы блока 13, а попарно объединенные неподвижные контакты 16,17 и 18, 19 образуют входы бло.ка 13 коммутации.Блок 12 определения режима содержит два элеменъа 20 и 21 определенияполярности, две схемы 22 и 23 НЕ, идве схемы 24 и 25 И, выходы элементов 20 и 21 подключены к входам схем24 и 25 И, причем к схеме 25 И непосредственно, а к схеме 24 И - черезсхемы 22 и 23 НЕ, причем входы элементов 20 и 21 образуют вход, а выходы схем 24 и 25 И - выход блока 12определения режима,Устройство работает следующим образом,Сигнал обратной связи по скорости,полученный от тахогенератора 11,соединенного с электродвигателем 8, непосредственно поступает на сумматор 2 изменения коэффициента усиления при пускеэлектродвигателя и через инвертор 4 поступает на сумматор изменения коэффициента усиления при торможении электродвигателя. В результате поступающие сигналы уменьшают величины сигналов смещения, поступающих на сумматоры 2 и 5,тем самым уменьшается коэффициент1 . Устройство для регулирования скорости электродвигателя, содержащее две цепи, одна из которых составлена из последовательно соединенных пропорционально-интегрирующего усилителя, первого сумматора и усилителя мощности, а другая - из инвертора, связанного с пер вым входом второго сумматора, и усилителя мощности, выходы усилителей мощности подключены к входам третьего сумматора, выход которого снабжен. выводами для подключения к якорной обмотке электродвигателя, вход пропорционально- интегрирующего усилителя подключен к выходу четвертого сумматора, к первому входу которого подключен блок задания, а второй вход подключен, соответственно, к инвертору, тахогенератору, вал которого сочленен с валом электродвигателя, и связан с вторым входом первого сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом второго сумматора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения регулировочных характеристик электродвигателя постоянного тока, в него дополнительно введены соединенные между собой блок определения режима и блок коммутации, причем блок определения режима соединен с блоком задания и выходом пропорционально-интегрирующего. усилителя, вход блока коммутации подключен к второму входу четвертого суммаб 9999усиления системы при,торможении электродвигателя. Выходные сигналы усилителей 3 и 6 мощности суммируются всумматоре 7 для получения выходногосигнала, который поступает на электродвигатель 8 постоянного тока. В сумматоре 9 из сигнала блока 10 заданияскорости 5 в 1 читается сигнал обраной связи по скорости б, Выходной сигнал Е сумматора 9 поступает на уси флитель 1, эта схема вырабатывает выходной сигнал А , пропорциональныйзначению сигнала б, . Блок 1 2 определения режиме предназначен для определениярежима работы электродвигателя 8,1%Сигналы с выхода олока 10 заданияи с выхода усилителя 1 поступают на входы блока 12 определения полярности. Вблоке 12 с помощью элементов 20 и 21:определения полярности определяется полярность сигнала 5 и полярность сигналаД . Элемент 20 определения полярности вырабатывает выходной сигнал"0" в случае прихода отрицательноговходного сигнала, что соответствует ко- Имаиде. на торможение и вырабатываетвыходной сигнал "1 в случае приходаположительного сигнала, соответствующего команде на разгон электродвигателя. Элемент 21 определения полярности 0вырабатывает выходной сигнал "0" поприходу отрицательного входного сигнала, представляющего отрицательное значение А, в случае, когда сигнал обратной связи по скорости 5, больше сигна- З35,ла заданной скорости 5 с, и вырабатывает выходной сигнал "1"по приходу поло- .жительного входного "сигнала, представляющего положительное значение Авслучае, когда сигнал заданной скорости5 больше сигнала обратной связи поскорости Вс.Выходные сигналы элементов 20 и 21определения полярности сравниваются схемами НЕ 22 и 23 и схемами И 24 и25, Схема И 25 вырабатывает на выходевыходной сигнал "1" лишь тогда, когдаоба выходных сигнала элементов 20 и21 определения полярности равны 1",а схема И 24 вырабатывает на выходе18 в этом случае сигнал О. Тогда не-подвижный контакт 18 замыкается, таккак на обмотку реле поступает напряжение, а неподвижный. контакт 19 замыкается, так как на обмотку реле не поступает )йпряжение. Схема И 24 вырабатыввЫет выходной сигнал 1 ф лишь тогда, когда оба выходных сигнала элементов 20и 21. определения полярности равны нулю,90 еа схеме И 25 вырабатывает в это время выходной сигнал 0; при этом замыкаются неподвижные контакты 17 и неподвижный контакт 16 и:.ь-за снятия напря. жения с контвктора 26 Р 4-А. Подвижные контакты 28 и 29 являются вы .яами блока коммутации с неподвижными контактами 17.Когда выходные сигналы элементов 20 и 21 определения полярности равны оба или единице или нулю, то полярность сигнала, соответствующего заданной ско рости 5 с , и полярностЬ сигнала А равного А ( -5,р), будут выражены согласно одному из двух случаев70 и А/ Яо/7 0;, (1)сО и А/5- /СО. (2)Таким образом, в предлагаемом устройстве учитывается режим работы электродвигателя, что позволяет обеспечить ф хорошие регулировочные характеристики электродвигателя. форм ула изобретения7 999990 8 тора и выходу инвертора, а выходы - со- непосредственно, а к другой - через ответственно к второму входу первого схемы НЕ, причем входы элементов опресумматора и первому входу второго сум- деления полярности сигнала образуют мат ора. вход а выходы схем И - выход блока2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -определения режима. ю щ е е с я тем, что блок коммутациивыполнен в виде двух переключающих кон- Источники информации, такторов, причем подвижные контакты об-принятые во внимание при экспертизе разуют выходы блока коммутации, а по. Авторское свидетельство СССР, парно объединенные первые и вторые 0 М 586534, кл, Н 02 Р 5/06, 1978. неподвижные контакты контакторов обра, Контроллеры и серводвигатели позуют входы блока коммутации. стоянного тока фирмы Гэттис". Руковод 3. Устройство .по п. 1, о т л и ч а - ство по наладке н обслуживанию, ю щ е е с я тем, что блок определения (Сесуе ОССопго 11 ег 5 апдбегчо МоСоге, режима соцержит два элемента определе-1 песа 11 ае 1 оп 1.Иа 1 пйепапсеИапиа 1) . ния полярности две схемы НЕ и две Справочник, изданный фирмой "Геттис схемы И, выход каждого элемента опре- Мануфэкчуринг Компани Инкорпорейтед", деления полярности сигнала подключен к штат Висконсин, СИЛА, иза-е 2-е, 1975, входам схем И, причем к одной схеме И с 3.22-2.25. ВНИИ П 1 Заказ 1197/81 Тираж 685 пнсное Филиал ППП "Патент", г. Ужгоро Проектная, 4