Способ регулирования скорости электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электроприводов, не имеюярпс датчиков , обратной связи по скорости. Цель1Ь изобретения является повьдпенне точности регулирования. Согласно данному. способу измеряют блоком 23 и запо-д минают в блоке 24 мгновенные в«плитудные значения напряжения сети переменного тока. Измеряют реальный угол управления тиристорного преобрвзователя 4 и вычисляют мгновенные значения электродвижуией силы преобразователя . Вычитая из последних падения напряжения в активном сопротивлении якорной цепи, определяют ЭДС двигателя. 2 ил. 9 $ (Л с 9 ;о х х ч :п CPue.l

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 02 P 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ).(ИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4143982/24-07 (22) 26,08,86 (46) 30.05.88. Бюл. Ф 20 (71) Одесский политехнический институт (72) С.Н.Радимов, А.С.Процеров и В.И.Вдовиченко (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод.И.: Энергия, 1969, с. 400.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1020949, кл. Н 02 P 5/16, 1983. .(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и монет быть использовано для электроприводов, не имеют(их датчиков, обратной связи по скорости. Целыб изобретения является повьавение точности регулирования. Согласно данному, способу измеряют блоком 23 и зало-1 минают в блоке 24 мгновенные амплитудные значения напряжения сети переменного тока. Измеряют реальный угол управления тиристорного преобразователя 4 и вычисляют мгновенные значения электродвизгуз(ей силы преобразователя. Вычитая из последних падения напряжения в активном сопротивлении якорной цепи, определяют ЭДС двигателя. 2 ил.

1399875

Пзо6ретение относится к электротехник, в частности к автоматизированным тектроприводам, и может быть испол»зовано в системах автоматического регулирования быстродействующих тиристорных электроприводов с малыми ошибками регулирования, не имеющих датчиков обратной связи по скорости. 10

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

Па фиг. 1 изображена схема электропривода, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — диаграммы, пояс- 15 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 преобразователя

4 подключены последовательно соединенные якорь двигателя 5 и токоный 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 выход системы 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 10 памяти соединен с вторым входом первого блока 11 Вычитания. Выход блока

11 вычитания подключен к первому вхо- 45 ду блока 15 сложения, выход которого через второй блок 16 умножения соединен с третьим входом второго блока 13 вычитания, Выход блока 16 умножения соединен также через третий блок 17 памяти с вторым входом второго блока 16 умножения. Выход второго 6лока 13 вычитания через блок 18 вычисления функции синуса и третий блок 19 умножения подключен

55 к первому входу третьего блока 20 вычитания, гс второму входу которого подключен выход первого блока 8 умножения. Выход грет»его блока 20 вычитання соединен с входом обратной связи регулятора 1 ЭДГ 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 к сети, питающей тиристорный преобразователь, а выходом — к четвертому блоку 24 памяти. Выход последнего соединен с вторым входом третьего блока

19 умножения. Блок 25 памяти постоянных величин первым, вторым и третьим выходами соединен с вторыми входами соответственно первого 8, второго

16 и четвертого 21 блоков умножения, а четвертый вьпсод блока 25 соединен с четвертым входом второго блока 13 вычитания, Второй выход системы 3 управления тиристорного преобразователя 4 подключен к второму входу блока 9 управления, Вьпсоды блока 9 управления соединены с входами управления регуляторов 1 и 2, блока 15 сложения, блоков

11, 13 и 20 вычитания, блоков 10

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.

Электропривод 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 естественной коммутации соответствующих тиристоров и оканчивающихся моментами подачи импульсов управления на эти тиристоры. Величина этих временных интервалов, соответствующая реальным углам управления, измеряется в системе 3 управления. Открывание очередного тиристора происхо ит сразу же по окончании вычислений регулятором 2 тока угла управления, если последний больше текущего реального угла, и в момент равенства измеренного и заданного углов управления, если текущий угол в момент окончания вычислений в регуляторе 2 тока меньше вычисленногп, 1399875

Код 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 установившейся составляющей фазового сдвига Vy = f(eL ) при изменении угла о управления в диапазоне от 20 до 160

Зависимость А определяет установившуюся составляющую фазового сдвига 15

tp„ в функции угла управления Ы для величины постоянной времен якорной цепи Т = 0,1 с, а зависимость Б соответствует величине постоянной времени Tð „ = 0,002 с. Функциональ- 20 ный преобразователь 12 преобраэует величину кода угла управления Ы в

1 величину установившейся составляющей фазового сдвига в соответствии с занесенной в преобразователь зави- 25 симостью ((ц-1) = f5 (n-1)) .

В блоке 11 иэ кода угла управления eL(n) очередного тиристора вычитается код, поступающий иэ блока 10 памяти, соответствующий углу управле- Зщ ния oL(n-1) 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 4П фазового сдвига („ (и) на текущем такте работы устройства. Код переходной составляющей фазового сдвига

P„(n) запоминается в блоке 17 памяти для вычислений следующего такта и 45 поступает в блок 13 вычитания. В посо леднем из угла 6, равного 180 для однофазных схем, 150 — для трехфаэной нулевой схемы и 120 — для трехфаэной мостовой схемы преобразователя, вычитаются угол управления oC (n) и переходная составляющая фазового сдвига „(п) для текущего интервала проводимости тиристоров и установившаяся составляющая фазового сдвига

cp (n-1) для предыдущего интервала

3 проводимости, В блоке 18 вычисления функции синуса по величине угля, полученного в результате операции вычитания в блоке 13, находится код, пропорциональный ЭДС тиристорного преобразователя, в 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 в 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 в блоке 8 путем перемножения величин сопротивления якорной цепи и максимального на текущем интервале тока.

На выходе блока 20 устанавливается код еигнала обратной связи, пропорциональный ЭДС двигателя, поступающий на инверсный вход (вход 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 saga ния) регулятора ЭДС двигателя. Последний рассчитывает величину задания на ток. Регулятор 2 тока вычисляет угол управления еС,(n+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, приходяшими иэ блока 3 импульсно-фазового управления и датчика 7 максимального тока.

1399875 используя запомненную величину амплитудного значения напряжения сети, соответствующего протеканию тока на текущем интервале проводимости, вычисляют мгновенное значение ЭДС преобразователя по выражению е>(п) U „â(п(е-(вв(п)е4 в(п-1)+V„(n)g, 10 где е (n)

Ь

Формул аиэ обре тения

М(.е 1(С

eC (n) 11> (и)

= 1v„(n-17+

+(sL (П-1) 1

Т„

1 т„, -el (пД) e — переходная составляющая фазового сдвига на и-м интервале, Использование предлагаемого способа позволяет эа счет увеличения диапаэона регулирования расширить использование электроприводов с обратной связью по ЭДС двигателя вместо обратной свяэи по скорости, для реализации которой необходимо устанавливать тахогенератор на валу двигателя.

Способ регулирования скорости электродвигателя постоянного тока, подключенного к тиристорному преобра- 15 зователю в режиме непрерывных токов, при котором определяют моменты времени достижения током максимального значения на интервале проводимости тиристорного преобразователя, измеря- 20 ют максимальное значение тока, по нему определяют величину падения напряжения на активном сопротивлении якорной цепи, алгебраически суммируют полученный результат с величиной мгновенного значения ЭДС тиристорного преобразователя, определяя величину ЭДС двигателя, и изменяют ток якорной цепи в соответствии с величиной и знаком раСсогласования действитель- 30 ного и заданного значений скорости двигателя, воздействуя на величину угла управления тиристорами преобразователя, отличающийся тем, 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- 45 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- 55 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, вычисленное 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; о угол, равный 180 для однофазных схем, 150 для трехфазной нулевой

О схемы и 120 — для трехфазной мостовой схемы преобразователя; реальный угол управления тиристорами преобразова" теля на текущем и-м инI тервале; установившаяся составляющая фазового сдвига между началом интервала проводимости и моментом времени, при котором ток якорной цепи достигает максимального значения на предыдущем интервале проводимости — функция реального угла управления () на предыдущем (n1)-м интервале

g„(n-1) Т, Тя.ц "у, zpnl

УФ

26

20 фив. Z

Составитель М. Кряхтуйова

Редактор Е. Копча Техред М. Ходаннч Корректор H. Король

Заказ 2676/55 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1399875 переходная составляющая фазового сдвига íà (n1)-м интервале, I интервал проводимости;

5 постоянная времени якорной цепи: т. т„ е "ц — коэффициент затухания переходной составляющей фазового сдвига.