Устройство для адаптивного регулирования тока вентильного электропривода

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ННогР 5 ЫЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВ ЬСТВУ(71 Ленинградское проектно-экспери-ментальное отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института "Проектэлектромонтаж"(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 681522, кл. Н,02 Р 5/06, 1979,(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ВЕНТИЛЬНОГОЭЛЕКТРОПРШИДА, содержащее регулятор тока переменной структуры (ПИ -в режиме непрерывного тока, И - врежиме прерывистого тока), выходкоторого предназначен для подключения к преобразователю вентильногоэлектропривода, индикатор наличиятбка, подключенный к регулятору тока переменной структуры, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в него дополнительно введены узел ограничения, подключенный к. регулятору тока переменной структуры, измеритель временного интервала, соединенный с индикатором наличия тока, блок суммированияи запоминания результата, соединенный первым входом с регулятором тока переменной структуры, два ключа и блок управления, причем вход блока управления соединен с индикатором наличия тока, а первый выход блока управления - с управляющим входом первого ключа, включенного между узлом ограничения и пер" вым выходом блока суммирования и запоминания результата, второй выход - со вторым входом блока суммирования и запоминания результата,а третий - с ,управляюцим входом второго Ьюча, включенного между,выходом регулятора тока переменной структуры и третьим входом блока суммирования и .запоминания результа- Я та, выход измерителя временных интервалов соединен с четвертым входом блока суммирования и запоминания результатов.1067580 30 45 2. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок сум-. мирования и запоминания результата содержит два узла выборки и хранения, ключ и сумматор, причем к первому входу сумматора подключен один узел выборки и хранения, вход кото" рого является третьим входом блока суммирования И запоминания результата, второй и третий входы сумма 1. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока, содержащих контур регулирования тока.Известно устройство для адаптив ного регулирования тока вентильного электропривода, осуществляющие компенсацию различия динаьеческих .свойств объекта в режимах непрерывного и прерывистого тока. В известном устройсаве применен регулятор тока переменной структуры, различной для режимов непрерывного и прерывистого тока, причем в режиме прерывис- того тока передаточный коэффициентинтегральной составляющей закона регулирования существенно возрастает, чем .компенсируется увеличение эквивалентного сопротивления якорной цепи в этом режиме 1 .Наиболее близким техническим решениел к изобретению является устройство для адаптивного регулирования тока вентйльного электропривода, содержащее регулятор тока переменной структуры ПИ - в режиме непрерывного тока, И - в режиме прерывистого тока ), выход которого предназначен для подключения к преобразователю вентильного электроприаода, индикатор наличия тока, подключенный к,регулятору тока переменной структу ры 123. Недостатком известных устройств является то, что если в режиме.пре; ,рывистого тока эадакщий сигнал на .входе регулятора возрастает скачком на значительную величину, соответствукщую установившемуся режиму непрерывного тока, то выходной сигнал регулятора получит избыточное прира щение из-за повышенного передаточного коэффициента. Когда ток сханет непрерывным, передаточный коэффициент регулятора уменьшится, но ранее ,сфорьщровавшийся избыток выходного сигнала вызывает выброс тока якоря сверх заданной величины. Этот выброс затухает по экспоненте с постоянной тора являются соответственно первыми четвертым входами блока суммировавния и запоминания результата, выход.сумматора через ключ соединен с другим узлом выборки и хранения, выходкоторого является выходом блока суммирования и запоминания результата,управлящций вход ключа является вторым входом блока суммирования и за-.поьянания результата. 2времени якорной цепи, т.е. относительно медленно по сравнению с быстродействием контура. регулирования непрерывного тока.Цель изобретения - повышениебыстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для адаптивно.го регулирования тока вентильногоэлектропривода, содержащее регулятор тока переменной структуры (ПИ - врежиме непрерывного тока, И - в режиме прерывистого тока ), выход которого предназначен для подключения к 15 преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока,подключенный к регулятору тока перемен. ной структуры, .дополнительно введеныузел ограничения, прдключенный к 20 регулятору тока переменной структуры, измеритель временного интервала,соединенный с .индикатором наличиятока, блок суюероаания и эапомйнания результата, соединенный первым 25 входом с регулятором тока переменной структуры, два ключа и блок управления, причем вход блока управ" леиия соединен с индикатором наличиятока, а первый выход блока уоравления - с управляющим входом первогоключа, включенного между узлом ограничения и первым выходом блока сумми. рования и запоминания результата,второй выход - с вторым входом бло"ка сумьжрования и запоминания результата, а третий - с управляезцим аходом второго ключа, включенного между выходом регулятора тока переменной структуры и третьим входом блока суммирования и запоминания ре 40 зультата, выход измерителя временных интервалов соединен с четвертым входом блока сующроаания и запоминания результатов.Кроме того, блок суммирования и запоминания результата содержит два узла выборки и хранения, ключ и сумматор, причем к первому входу сумнатора подключен один узел выборкии хранения, вход которого является третьим входом блока суммирования и запоминания результата, второй и третий входы сумматора являются соответственно первым н четвертым входами блока суммирования и эапомина . ния результата, .выход сумматора через ключ соединен с другим узлом выборки и хранения, выход которого является выходом блока суммирования и запоминания результата, управляв щий вход ключа является вторым входом блока суммирования и запоминания результата.На фиг. 1 представлена схема устройства 1 на фиг.2 и .3 .- диаграюы,по ясняюцие работу устройства.Устройство содержит регулятор тока 1 переменной структуры, выход которого предназначен для подключения к преобразователю вентильного электропривода, индикатор наличия тока 2, подключенный к регулятору тока 1 переменной структуры. Кроме того, устройство содержит узел ограничения 3, подключенный к регулятору тока 1, измеритель временного интервала 4, соединенный с йнцикатором наличия тока 2, блок 5 суммирования и эаповенания результата,соединенный первым входом с регулятором тока 1, ключи б и 7 и блок управления 8, причем первый вход блока управления 8 соединен с первым выходом индикатора наличия тока 2; а первый выход - с управлякщим входом ключа б, включенного между узлом З 5 ограничения 3 и первым выходом блока 5, второй выход - с вторым входом блока 5, а третий - с управляющим входом ключа 7, включенного между выходом регулятора тока 1 и 40 третьим входом блока 5, выход измерителя временных интервалов 4 соединен с четвертым входом блока 5.Блок 5 содержит узлы выборки и хранения 9 и 10, ключ 11 и сумматор 12, причем к первому входу сумматора подключен узел выборки и хранения 9 . вход которого является третьим входом блока 5, второй и третий входы . сумматора 12 являются соответственно первым и четвертым входами блока 5, выход сумматора 12 через ключ 11 соединен с узлом выборки и хранения 10, выход которого является выходом блока 5, управлякщий вход ключа 11 является вторым входом блока 5.Устройство содержит также сумматор 13, соединенный с регулятором тока 1. Один вход сумматора 13 подключен к индикатору наличия тока 2.60Устройство работает следующим образом.На входе регулятора тока 1 суммируются сигналы задания Л и обратной связи Зов . Последний сигнал поступает также на вход индикатора наличия тока 2, который осуществляет переключение структуры регулятора тока 1 в зависимости от наличия или отсутствия тока., Измеритель временного интервала 4, выполненный, например, в виде интегратора, сброшен в нуль при наличии тока и производит отсчет длительностибестоковой паузы при отсутствии тока.Блок управления 8 работает циклически, причем начало цикла формируется при поступлении очередного управлякщего импульса, х, х, от тфаэного вентильного преобразователя в начале каждого тока его работы. Если в конце предыдущего. такта быпа бестоковая пауза (т,е, имеет место режим прерывистого тока), то соответствующий .сигнал индикатора наличия тока 2"запоминается в блоке управления. 8 и с его соответствующего выхода поступает на ключ б, эавыкая его в течение всего очередного такта. При этом выходной сигнал узла выборки и хранения 10 передается на вход узла. ограничения 3, чем ограничивается скорость нарастаний выходного сигнала 0 регулятора тока 1,Б момент наЧала очередного такта . работы вентильного преобразователя выходной сигнал сумматора 12 пропорционален суние сигналов на выходах следующих звеньев: регулятора тока 1, измерителя временных интервалов 4 и первого узла выборки и хранения 9, где хранится сигнал, запомненный в начале предыдущего такта. Блок уп" равления 8 вырабатывает два последовательных коротких управлякзцих импульса2 и 3. Импульс ц 2, выработанный после окончания бестокЬвой паузы замыкает ключ 11, вследствие чего выходной сигнал сумматора 12 запожмнается во втором узле выборки и хранения 10 на весь очередной такт работы вентильного преобразователя. Импульс О 3 замыкает., ключ .б, выходной сигнал регулятора тока 1 запоминается в первом узле выборки и хранения 9 для использования в ;следующем .цикле работы устройства.Такт работы вентильного преобразователя представляет собой временной промежуток между двумя последовательными включениями ветвей преобразователя. В режиме. прерывистого тока он состоит из интервала проводимости и бестоковой паузы длительлностью ,. На фиг. 2 изображена диаграмма напряжения для трех последовательных тактов работы преобразователя, причемК(Ь), Йп), 4 И+1) - углы регулиро вания преобразователяв предыдущем, очередном и наступающем тактах;(+1)сй(О+ 1) - предельно допустимые углы регулиро-вания в наступающемтакте;1(П+ бестоковая пауза в(О -1) -м такте;м - мгновенное напряжениепреобразователя;Е - противо-ЭДС двигателя;ф - длительность такта вугловых единицах;т - число фаз преобразователя.Для того, чтобы ток в наступающем (О + 1) -М такте был прерывистым или 15 граннчнс-непрерывным, необходимо выполнение двух условий: включение вентилей очередной ветви должно произойти не ранее, чем прекратится ток предыдущей ветви, т,е,(ММл (ж+л), . (1)20 длительность тока в (о + 1) -м такте не должна превышать длительности2 Йтакта, равной л 25ск(М) ), оС (л л).. В случае, изображенном на диаграм. ме (Фиг, 21, оС 2 (п + 1) ъ сСл (б+ 11, т,е. второе условие является опреде ляющим для ограничения угла регулирования в следующем такте.Для режима прерывистого тока кривая напряжения в .интервале проводи мости незначительно отличается от прямой.Прн пренебрежении этим отличием предельные углы о(л (0+1) и, я(0+1) . определяются формулами о(пл) - с 6) йн(М-л) а(ь)-сМм)13). 40 ж(м) - а) Регулятор тока:1 воздействует на вентильный преобразователь таким образом, что приращение угла регулирования дс пропорционально по величине и противоположно по знаку при-., ращения выходного сигнала регулятора йЧр . Из формул (3 и (4) выте кают условия ограничения допустимо го приращения выходного сигнала регулятора ЬУр(о + 1) в следующем;л где К - масштабный коэффициент; Чр(п) и Чр(п) - выходные сигналырегулятора в начале двухпоследних тактов.На фиг. 3 приведены временные диаграюы сигналов на выходе различных элементов устройства, причем обозначения сигналов совпадают с обозначениями узлов на фиг, 1. На фиг. 3 приведена диаграмма управляю- . щих импульсов хЛ х а также кривые прерывистого тока двигателя (м) и длительности п бестоковых пауз, далее изображены диаграмм выходного напряжения, индикатора наличия тока, измерителя временных интервалов к выходные сигналы .регулятора О, блока ограничения 3 и блока управления (1, Ч 2, ц 3 соответственно. Сигнал, поступанхаий в блок ограничения 3 скорости (Чор) от второго узла выборки ихранеййя 10 формируется в соответствии с формулами (6) и (7) в моменты генерирования блоком управления 8 импульсов 2. В течение такта величина Чор не меняется.Данное изобретение, ликвидирующее бросок тока, снимает ограничения в настройке адаптивного регулятора, позволяет приблизитьбыстродействие контура тока в режиме прерывистого тока к предельному. Это открывает воэможность повышения быстродействия для внешнего контура регулирования скорости, а следовательно, улучшения динамических показателей системы электропривода в целом.