Способ регулирования скорости электродвигателя постоянного тока

изобретение относится к электротехник, в частности к автоматизированным чектроприводам, и может быть использовано в системах автоматического регулирования быстродействующих тиристорных электроприводов с малыми ошибками регулирования, не имеющих датчиков обратной связи по скорости. 10Целью изобретения является повышение точности регулирования.Па фиг. 1 изображена схема электропривода, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграммы, пояс няющие работу электропривода.Электропривод содержит последовательно соединенные регуляторы 1 и 2 ЭДС и тока соответственно, включенные на входе системы 3 управления 20 тиристорного преобразователя 4. К выходу тиристорного поеобраэователя 4 подключены последовательно соединенные якорь двигателя 5 и токовый шунт 6, Параллельно токовому шунту 6 подключен датчик 7 максимального тока на интервале проводимости преобразователя, вьгход которого соединен с первым входом первого блока 8 умножения, первым входом блока 9 30 управления и входом обратной связи регулятора 2 тока. Первый выходсистемы 3 управления соединен с входом первого блока 10 памяти, первым входом первого блока 11 вычитания, входом функционального преобразователя 12 и с первым входом второго блока 13 вычитания. Выход функционального преобразователя 12 через второй блок 14 памяти соединен с 40 вторым входом второго блока 13 вычитания, а выход первого блока 1 О памяти соединен с вторым входом первого блока 11 Вычитания. Выход блока 11 вычитания подключен к первому вхо ду блока 15 сложения, выход которого через второй блок 16 умножения соединен с третьим входом второго блока 13 вычитания, Выход блока 16умножения соединен также через третий блок 17 памяти с вторым входом второго блока 16 умножения. Выход второго блока 13 вычитания через блок 18 вычисления функции синуса и третий блок 19 умножения подключен55 к первому входу третьего блока 20 вычитания, к второму входу которого подключен выхлд первого блока 8 умножения. Выход гретьего блока 20 вычитания соединен с входом обратной связи регулятора 1 ЭЛГ двигателя 5, вход задания которого через четвертый блок 21 умножения подключен к блоку 22 задания скорости. Блок 23 измерения максимального значения напряжения своими входами подключен ксети, питающей тиристорный преобразователь, а выходом - к четвертому бло" ку 24 памяти. Выход последнего соединен с вторым входом третьего блока19 умножения. Блок 25 памяти постоянных величин первым, вторым и третьимвыходами соединен с вторыми входамисоответственно первого 8, второго16 и четвертого 21 блоков умножения,а четвертый выход блока 25 соединенс четвертым входом второго блока 13вычитания,Второй выход системы 3 управлениятиристорного преобразователя 4 подключен к второму входу блока 9 управления, Выходы блока 9 управления соединены с входами управления регуляторов 1 и 2, блока 15 сложения, блоков11, 13 и 20 вычитания, блоков 1 О,14, 17, 24 и 25 памяти, блоков 8, 16, 19 и 21 умножения, датчика 7, блока 23 измерения максимального значения напряжения, функционального преобраэователя 12, блока 18 вычисления функции синуса, блока 22 задания.1Электропривод работает следующим образом.В исходном положении на выходе регулятора 2 тока установлен код угла ос(п) управления тиристорами, который поступает на вход блока 3 импульсно-фазового управления, где происходит отсчет временных интервалов,начинающихся с моментов естественнойкоммутации соответствующих тиристоров и оканчивающихся моментами подачи импульсов управления на эти тиристоры. Величина этих временных интервалов, соответствующая реальным угламуправления, измеряется в системе 3управления, Открывание очередного тиристора происходит сразу же по окончании вычислений регулятором 2 токаугла управления, если последний больше текущего реального угла, и в момент равенства измеренного и заданного углов управления, если текущийугол в момент окончания вычислений в регуляторе 2 тока меньше вычисленного, 1399875Код измеренного реального угла управления, с которым произошло открывание в рассматриваемом периоде очередного тиристора, поступает на входы блока 11 вычитания и функционального преобразователя 12, а также запоминается на один период работы преобразователя 4 в блоке 10 памяти,На фиг. 2 представлены зависимости 10 устанониншейся составляющей фазового сдвига Ч = Г(е ) при изменении углао управления в диапазоне от 20 до 160 Зависимость А определяет установившуюся составляющую фазового сдвига 15 1 р в функции угла управления Ы для величины постоянной времен якорной цепи Т= 0,1 с, а зависимость Б соответствует величине постоянной времени Тр= 0,002 с. функциональ ный преобразователь 12 преобраэует величину кода угла управления об в величину установившейся составляющей фазового сдвига в соответствии сзанесенной в преобразователь зави симостью 4 (и) = ГЫ(п 1)1В блоке 11 иэ кода угла управления Ы(п) очередного тиристора вычитается код, поступающий иэ блока 10памяти, соответствующий углу упранле- ЗОния М,(п) предыдущего интервала проводимости. Сложением в блоке 15 вычисленной разности с кодом, поступающим из блока 17 памяти, и последующим умножением в блоке 16 полученной суммы на постоянный множитель, определяемый динамическими параметрами электропривода и поступающий иэ блока 25 памяти постоянных величин, вычисляется переходная составляющая 40 фазового сдвига(п) на текущем такте работы устройства, Код переходной составляющей фазового сдвига 4)(п) запоминается в блоке 17 памяти для вычислений следующего такта и 4 поступает в блок 13 вычитания, В посоледнем из угла 6, равного 180 для однофазных схем, 150 - для трехфаэной нулевой схемы и 120 - для трехфаэной мостовой схемы преобразователя, вычитаются угол управления К (и) и переходная составляющая фазового сдвига (п) для текущего интервала проводимости тиристоров и установившаяся составляющая фазового сдвига Ч (и) для предыдущего интервала проводимости,В блоке 18 вычисления функции синуса по величине угла, полученного н результате операции вычитания в блоке 13, находится код, пропорциональный ЭДС тиристорного преобразователя, н случае питания последнего от сети с неизменным напряжением, для момента времени, при котором ток достигает максимального на текущем интервале проводимости значения. В блоке 19 умножения происходит коррекция полученной на выходе блока 18 величины н соответствии с измеренным в блоке 23 и запомненным в блоке 24 максимальным значением напряжения питающей сети, определяющим ток на текущем интервале проводимости преобразователя. Выходной код с выхода блока 19, соответствующий реальной величине ЭДС тиристорного преобразователя в момент максимума тока на текущем интервале проводимости, поступает на вход блока 20, где иэ него вычитается код, пропорциональный падению напряжения в якорной цепи, полученный н блоке 8 путем перемножения величин сопротивления якорной цепи и максимального на текущем интервале тока. На выходе блока 20 устанавливается код еигнала обратной связи, пропор" циональный ЭДС двигателя, поступающий на инверсный вход (нход обратной связи) регулятора 1 ЭДС двигателя 5. Задание иэ блока 22 на скорость двигателя 5, умноженное в блоке 21 на постоянный коэффициент пропорциональности между скоростью и ЭДС двигателя, характеризующий конструктивные параметры двигателя, поступает на прямой вход (вход Вада ния) регулятора ЭДС двигателя. Послед. ний рассчитывает величину задания на ток. Регулятор 2 тока нычисляет угол управления М (и+1) тиристорами для очередного такта работы преобразователя исходя из рассогласования сигналов задания на ток, который поступает с выхода регулятора 1 ЭДС двигателя, и сигнала обратной связи с выхода датчика 7 максимального на интервале проводимости значения тока для текущего такта работы устройства,Управление работой устройства осуществляется сигналами, поступающими иэ блока 9 управления. В свою очередь синхронизация работы блока 9 происхо- дит управляющими импульсами, приходящими иэ блока 3 импульсно-Фазового управления и датчика 7 максимального тока.1399875 используя запомненную величину амплитудного значения напряжения сети,соответствующего протеканию тока натекущем интервале проводимости, вычисляют мгновенное значение ЭПСпреобразователя по выражению е)1 п) ев)п(9-вв 1 п)+Мв 1 п)+це 1 п,10 где е (и)ЬФормула иэ обретения оЕ (и) 11 (и)+аС (П) 1 Т1ф(п,)1) И - переходная составляющаяфазового сдвига на и-минтервале,Использование предлагаемого способа позволяет эа счет увеличения диапаэона регулирования расширить использование электроприводов с обратной связью по ЭДС двигателя вместо обратной связи по скорости, для реализации которой необходимо устанавливать тахогенератор на валу двигателя. Способ регулирования скоростиэлектродвигателя постоянного тока, подключенного к тиристорному преобра зователю в режиме непрерывных токов, при котором определяют моменты времени достижения током максимального значения на интервале проводимости тиристорного преобразователя, измеря ют максимальное значение тока, по нему определяют величину падения напряжения на активном сопротивлении якорной цепи, алгебраически суммируют полученный результат с величиной 25 мгновенного значения ЭЛС тиристорного преобразователя, определяя величину ЭДС двигателя, и изменяют ток якорной цепи в соответствии с величиной и знаком раСсогласования действитель ного и заданного значений скорости двигателя, воздействуя на величину угла управления тиристорами преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности регулирования для каждого интервала проводимости, последовательно измеряют и запоминают мгновенные амплитудные значения напряжения сети переменного тока, к которой подключен 40 тиристорный преобразователь, измеряют и запоминают величину реального угла управления очередного тиристора преобразователя, по величине реального угла управления на преды дущем интервале проводимости находят установившуются составляющую фазового сдвига между началом интервала проводимости и моментом достижения током якорной цепи максимального значения 50 на интервале, определяют разность реальных углов управления тиристора" ми на предыдущем и текущем интервалах, складывают ее с переходной составляющей фазового сдвига, полученно го на предыдущем интервале, умно)кают сумму на коэффициент затухания, определяя переходную составляющую,фазового сдвига на текущем интервале, и,мгновенное значение ЭДС преобразователя на текущем и-м интервале, вычис. ленное для момента времени, при котором ток якорной цепи достигает максимального значения; измеренное амплитудное значение напряжения источника переменного тока, к которому подключен тиристорный преобразователь (фазное - для нулевых схем, линейное - для мостовых схем преобразователя), соответствующее и-му интервалу проводимости;оугол, равный 180 для однофазных схем, 150 для трехфазной нулевойОсхемы и 120 - для трехфазной мостовой схемы преобразователя;реальный угол управления тиристорами преобразова" теля на текущем и-м интервале; установившаяся составляющая фазового сдвига между началом интервала прово" димости и моментом времени, при котором ток якорной цепи достигает максимального значения на предыдущем интервале проводимости - функция реального угла управления ю на предыдущем (и)-м интервале399875 переходная составляющая фазового сдвига на (и)-м интервале,1 интервал проводимости;5 постоянная времени якорной цепи; фп) Т,Тю,ц р грв 7 УФ28 Составитель М.Кряхтуйоваедактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор Н.Корол 676/55В Подписноекомитета СССРоткрытийская наб, д. роектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Тираж 583НИИПИ Государственнопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Р т.те фц - коэффициент затуханияпереходной составляюп 1 ейфазового сдвига.