Способ регулирования вентильного электропривода постоянного тока

;Рди.нвка Яад Союз СоеетскмкСоцмалмстнцескмкРеспЧбпмк ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ п,657556(51) М, Кл.Н 02 Р 5/16 рнсоединением заявкитвенны 9 квинтетСССРм нзвбрвтвнкйоткрытей ввЧ оритет вв де Опубликовано 15.04.796 юллетень14 Дата опубликования описания 19.04,79 3) УДК 621.316 .718.5 (088.8(7 итель КТРОПРИВОДА 4) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЬНОГОПОСТОЯННОГО ТОКА итается аемым Одна областиь испэльзовавления венгнала задания тэ егулягоре ско жиме прерыви ости,ого тока,чередного ко в тока,вода тоянн гда к мэ ту поджигания электрэпр ключаетс ка режима или неп и татическ Изобретение отнэситсяэлектротехники и может бьно для автоматического уптильного электропривэда поСпецифика вентильного(ВЭП) постоянного тока зтом, что в зависимости этякорной цепи (прерывистыйный) он имеет различные и динамические .характеристики, Причем в режиме прерывистого тэка якоря вентиль ный преобразователь имеет меньший статический коэффициент и значительно возрастает электромеханическая постоянная времени ВЭП,что снижает динамические показатели привода.Известны системы ВЭП с ПИ-регулятором скорости и дополнительной жесткой обратной связью по току, обладаюших высоким быстродействием120При этом способе регулирования сигнал пропорциональный текущему значению тока, подают на вход системы импульсно- фазового управления (СИФУ), гд. он вывентиля мгновенное значение тока равн нулю, жесткая обратная связь по току размыкается, тем самым ухудшая стат ческую точность поддержания тока.По другому способу линеаризуют сигнал задания тэка и подают его вместе с сигналом положительнэй обратной связи пэ ЭДС двигателя на вход вентильного преобразователя с линейной характеристикой вход-выход" 121.При этом динамические характеристики ВЭП жестко зависят от постоянной времени якорной пепи Тя и поэто 1 у невозможно получить высокое быстродействие.Целью изобретения является повышение точности поддержания тэка и быстродействия регулирования при непрерывном и прерывистом токе в якорнэй цепи,Цель достигается тем, чтэ после выработки управляюшего импульса в эдной изфаз дополнительно интегрируют сигнал, пропорциональный текущему значению якорного тока в интеграторе развертки очередной фазы системы импульсно-фазового управления (СИФУ) с полярностью, противоположной опорному напряжению,которое подают в интегратор при значении угла регулирования, равном нулю,для формиро- вания пилообразной развертки.Полученную таким образом развертку 10 сравнивают с сигналом управления, а в момент их равенства формируют управляющий импульс, который подают на соответствующий вентиль преобразователя. Одновременно осуществляют отключение опор ного напряжения и сигнала, пропорционально текущему значению тока от интегратора развертки работающей фазы и сбрасывают развертку этой фазы до нуля. Сигнал же текущего значения тока переключают 20 еа интегратор развертки последующей фазы и так далее. Введение в интегратор развертки СИФУ дополнительного сигнала, пропорционального текущем у значению тока, эквивалентно действию отрицательной обратной связи по току как в прерывистом, так и в непрерывном режимах, что значительно улучшает статические и динамические .характеристики ВЭП, в частности увеличивается точность поддержания тока независимо от режима, а также уменьшается электромагнитная постоянная времени якорной цепи Тй в К + 1 раз, где.К - коэффициент усиления токового контура,На фиг. 1 представлена система уп 35 равления двигателем постоянного тока;на фигФ 2 - .эпюры напряжений, поясняющие способ управления.Предлагаемая система управления со 10 держит двигатель 1, тиристорный преобра. зователь 2, питающийся от трехфазной сети переменного тока через трансформатор3, систему импульсного фазового управления СИФУ тиристорного преобразователя,45состоящую из трех (по одному на фазу)формирователей развертки 4 - 6, нульорганов 7 - 9, распределителя импульсов10 и синхронизатора 11.Формирователь развертки 4 состоит изинтегратора 12, на вход которого черезключи 13 и 14 подаются соответственноопорное напряжение Цспс синхронизатора11 и сигнал с выхода трансформатора тока 15 через выпрямитель 16, Цепи управ-ления ключами 13 и 14 подключены соответственно к выходам триггеров 17 и 18,На входы триггера 17 поступают синхронизированные с сетью импульсы напряжения О сх с синхронизатора и сигнал свыхода нуль-органа 7 собственной фазы.На входы триггера 18 подключены выходнуль-органа 7 собственной фазы и выходнуль-органа 9 предшествующей фазы. Кроме этого, выход нуль-органа 7 также подключен к ключу 19, предназначенному длясброса развертки. СИФУ после выработкиуправляющего импульса в данной фазе. Формирователи 5 и 6 развертки двухдругих фаз имеют аналогичное устройство и состоят .из интеграторов 20 и 21, управляемых ключей 22, 23, 24 и 25, 26, 27, триггеров 28, 29 и 30, 31. Нуль органы 7, 8, 9 подключены к углу суммирования 32, на который поданы: сигнал задания тока 3 д, сигнал,пропорциональный ЭДС двигателя + Е и сигнал постоянного тока Опропорциональныйо"среднему значению сетевого напряжения. Ц ( определяет положение управляющих импульсов при нулевых значениях управляюших сигналов,Сигнал задания тока Э З поступает от усилителя 33 с перемейным коэффициентом усиления, на вход которого подключен выход источника команд 34. Работа одной группы тиристорного преобразователя по предлагаемому способу происходит следующим образом.Сигнал управления О, являющийся суммой линеаризованного сигнала задания тока Эсб, сигнала пропорционального ЭДС двигателя Е и сигнала О, посо. о тупает на входы нуль-органов 7-9, где в момент равенства Оц и приходящего на вход нуль-органов 7-9 напряжения развертки О р формируются импульсы управления (см. фиг, 2 е), длительность которого, мощность и распредел ени е на тот или иной вентиль одноименной фазы определяется в распределителе 10. Величина выпрямленного напряжения О(см. фиг. 2 а) определяется углом включения тиристоров (углом регулирования) сС, отсчитываемого от точки естественного зажигания.Момент первого включения тиристора фазы А (см. рис. 2 а) определяется равенством Оу и О Р, при этом напряжение развертки О, (см. фиг. 2 ж), поступающее с интегратора 12, представляе собой косинусоидальное пилообразное напряжение (см. фиг, 2 д), являющееся результатом интегрирования синусоидального ого"ног напряжения О,пд (см. фиг, 2 б), поступающего из синхронизатора 11.5 657556Опорные напряжения Оопи Ооп с для разверток двух других фаз показаны на фиг. 2 в, г.Опорное напряжение пэдается на интегратор 12 при с(,=0 через ключ 13, 5 управляемый триггером 17, единичный выход которого определяет замкнутое состояние ключа 13. Триггер 17 запускается импульсами (см. фиг. 2 б),синхронизированными с сетью и определяемыми при с(.=0 для каждой фазы, а опрокидывается от импульса на выходе нуль-органа 7, Импульсом на выходе нуль-органа 7 приводится в насьцценное состояние триггер 29 формирователя развертки 5 фазы В. Единичный выход триггера 29 определяет включенное состояние ключа 23, в ре зультате чего на интегратор 20 подается сигнал, пропорциональный текущему значению тока,со знаком, противоположным опорному напряжению ОпВ ( см, рис. 2 з), подаваемому на этот интегратор 20 йри ОС=О для фазы В.Вследствие того, что интегратор развертки является линейным звеном, то ис 25 пользуя метод суперпозиции, можно представить напряжение на интеграторе от воздействий опорного напряжения и сигнала, пропорционального текущего значения36 тока в виде двух кривых О 1 и Ор (см. фиг. 2 д). симо от величины этого тэка и .характера токэвогэ режима,Предлагаемый спэсэб пэзвэляет повысить точность поддержания тэка, улучшить динамические показатели ВЭП без применения специальных устройств преобразования тэка, в испэльзуя устройства системы фазового управления.Получение сигнала, пропорционального среднему значению тока, и влияние его на момент зажигания нетрудно видеть из следующих сэотношений.В прерывистом режиме при постоянном сигнале управления момент зажигания вентиля, например фазы С, определится (см. фиг. 2 а, з) равенством: где Оч - сигнал управления, подаваемый на нуль-орган СИФУ;О и = А 51 п Е - опорное напряжение, подаваемое на интегратор развертки СИФУ,д - амплитуда;- постояннач интегрирования токовэго канала,1 - текущее значение тока,ф, - угол регулирования, отсчитываемый от точки естественного зажигания.По теореме о среднем второй интеграл выражения (1) будет равен47 ктф" ь.К1 дю 1=К1 рсгггде КМ в- коэффициент обратнойгйЪсвязи по току,1- р - среднее значение токаЯсрфазы В за время вентильности;Интегрируя выражение (1) с учетом(4) где О- сигнал, определяющий положение управляющих импульсов при сигналах управл ения, равных нулю,ад - сигнал задания тока;Е - сигнал, прэпорциэнальный ЭДС двигателя. Результирующей кривой будет являтьсянапряжение развертки Цр (см. фиг. 2 ж),имеющее пилообразный характер вследствие того, что при появлении импульса навыходе нуль-органа собственной фазы, например фазы В, опрокидываются триггеры2 В, 29, выключающие соответственно клкчи 22, 23 и включается ключ 24, разряжая емкость интегратора 20.В результате воздействия сигнала, пропорционального текущему значению токана интегратор развертки 20 (21, 12) .положение управляющих импульсов смещаЯ 5ется в зону меньшего выпрямленного напряжения (тэка), что нагляднэ видно нафиг. 2 е (сплошные линии), а штриховымилиниями на фиг. 2 е показано пэложение50управляющих импульсов при отсутствиисигнала, пропорционального току в развертке, Работа элементов формирователяразвертки 6, нуль-органа 9 аналогичнаописанной выше,Таким образом, момент зажигания очередного вентиля будет определяться средним значением тэка двигателя пэ инфэрмации горения предыдущего вентиля, незавиО-О ди 1-.К1 ди), О) 3 5 0= А(Я-сОбсС)- К ч(3) ф657556 а Составитель В. ПТекред Э. Чужик дае гл 1820/5 856ств енноретениЖ,Подйисноего комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5 ЦНИИПИ Госуда по делам иэоб 3035, Москва,иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Коюв В, Ксх С лов Корректор В, Куприян