Устройство для управления реверсивным вентильным электроприводом постоянного тока

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Советских

Социал истическик

Республик

0 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.09.74 (21)2060622 12 с присоединением заявки М (23) Приоритет

/06

Гасударстаенньй каинтет

СССР аа делам кзобретеннй н аткрытнй

Опубликовано05 10.79. Бюллетень

316.

8.8) Дата опубликования описания 08.10 (72) Авторы изобретения

P. А. Орещенко и В. К. Краковецкий

Новокузнецкое отделение Государственного ордена Трудового

Красного Знамени проектного института Тяжпромэлектропроект" (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ

ВЦНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится. к системам ре,гулирования реверсивных вентильных элект:роприводов постоянного тока, а именно к устройствам регулирования уравнительного тока в реверсивных вентильных преобра$ зователях.

Известно устройство для управления реверсивным . вентильным электроприводом постоянного тока с уравнительйыми реакторами, содержащее два комплекта .10 вентил1 ных преобразователей с Пропорци- . онально-интегрильными регуля торами то ка, снабженными индивидуальными датчиками и задатчиками уравнительного тока и общим задатчиком рабочего, подключен15 ным к входам регуляторов через разделительные диоды, и обеспечивающее поддержание уравнительного тока в реверсивном преобразователе на заданном уров-не (1).

Недостатком известного устройства является то, что в процессе регулирования угол управления рабочего комплекта, например,С .1, уменьшается, вызывая бросок уравнительного тока1ч, как только сумма углов управления 4.1+ станет о меньше 180 . Бросок уравнительного тока получается недопустимо большим, что ухудшает динамику рабочего комплекта, а в ряде случаев вызывает срабатывание максимальной токовой защиты.

Известно также устройство, в котором принимаются меры для ограничения броска уравнительного тока, как только появляется причина, вызывающая уменыцение угла управления рабочего комплекта, например, Дч, обеспечивается увеличение угла А, в результате чего бросок 1ч либо вообще не наблюдается, либо бывает весьма незначительным (23.

Устройство, описанное в L 2), отличается от устройства, описанного в 1), только тем, что в последнем параллел но разделительным диодам включены конденсаторы. Такое вьптолнение устройства обеспечивает при изменении выходного сигнала задатчика рабочего тока, уменьшающего величину +, прохождение про3

6906 изводной выходйого сигнала задатчика рабочего тока на вход регулятора тока нерабочего комплекта и вызывает увеличение g. Такое увеличение б оправдаю только в том случае, если уменьшение

А1под действием выходного сигнала задатчика рабочего тока приводит куменьшению величины Д» 4А ниже 180 . В иных случаях уменьшение 4, нежелательно, так как приводит к нестабильности ра- 1о боты контура, вызванной переходным пропессом в контуре регулирования уравнительного тока, что приводит к несоответ ствию действительной величины 4 ч заданной. Кроме того, в устройстве, описанном в (2), законы регулирования (ПИзакон) и настройки регуляторов выбираются для режима регулирования рабочего тока и остаются неизменными для режима регулирования уравнительного тока> что не позволяет обеспечить хорошую данамику контура регулирования уравнительного тока.

Целью данного изобретения является улучшение стабильности работы и динамики контура регулирования уравнительного тока.

Для этого в устройство для управления реверсивным вентильным электроприводом постоянного тока с уравнительными реакторами, содержащее два комплекта вентильных преобразователей с пропорционально-интегральными регуляторами тока, к входам которых подключены датчики тока, индивидуальнйе задатчики уравнительного тока и через разделительные диоды общий задатчик рабочего тока, блок. фиксации нерабочего комплекта вентилей, введен логический блок, входы которого

40 соединены с выхрдами блока фиксации и с выходами регуляторов тока, а входы подключены к входам регуляторов тока.

Такое выполнение устройства позволяет эа счет исключения конденсаторов, 45 шунтирующих разделительные диоды, избавиться от влияния выходного напряжения задатчика рабочего тока, вносящего возмущающие воздействия на контур регулирования уравнительно о тока в периоды когда 5О о о 4 + ck g > 180, т. е. избавиться от неже лательных воздействий и тем самым улучшить стабильность работы контура регули.рования тока. дополнительное введение логического блока, формирующего сигналы коррекщии, позволяет улучшить динамику контура регулирования уравнительного тока.

Иействительно, в прототипе при уменьшении угла управления, например обусловленного изменением статического момента, увеличивается уравнительный ток, который, воздействуя по цепи обратно .вязи на регулятор тока, вызывает соответствующее изменение выходного напряже-, ния регулятора, направленное на стабилизацию уравнительного тока, изменение выходного напряжения регулятора тока происходит после увеличения уравнительного тока, т. е. уже после появления броска (перерегулирования) в уравнительном токе. В предлагаемом устройстве логическое устройство анализирует величины углов Аq, б и, как только наруша-: о ется условие о +о g>i180, оно воздействует на соответствующий регулятор тока, вызывая изменений напряжения на его выходе, тем самым противодействует (аннулирует) появлению бросков уравнительного тока.

Устройство содержит комплекты 1-2 ветнильных преобразователей, соединенных по схеме, обеспечивающей реверсирование тока в якоре двигателя 3 и содержащей уравнительные реакторы 4 — 7, датчики

8-9 тока, включенные в соответствующие выходы комплектов 1-2 вентильных преобразователей, например, в положительные, регуляторы 10, 11 тока, обеспечивающие соответственно регулирование токов комплектов 1, 2 вентильных преобразователей, задатчики 12-13, уравнительного тока, задатчик 14 рабочего тока (регулятор скорости), разделительные диоды 15-16, тахогенератор 17, блок

18 фиксации нерабочего комплекта вентилей, обеспечивающий изменение закона регулирования регулятора при переходе к регулированию уравнительного тока, и наоборот, логический блок 19.

Логический блок 19 предназначен для формирования корректирующих сигналов, поступающих на цервые входы регуляторов 10-11 и обеспечивающих увеличение сигнала на их выходах как только Qq+ о

+ с 180 . Сигнал на первом выходе ло гического блока 19, соединенном с первым входом регулятора 10, появляется о при условии с4 j + d 1 80, когда на его первом входе, соединенном со входом перестройки регулятора 10, имеется сигнал, 51 поступающий с первого выхода блока 18.

Сигнал на втором выходе логического блока 19, соединенном с первым входом ,регулятора 11, появляется при условии

Cha+ А 4180, когда на его втором входе, ; è600

5 соединенном со входом перестройки регулятора 11, имеется сигнал, поступающий со второго выхода блока 18. Информа. ция.о величинах 9, 4, > поступает соответ ственно на третий и четвертый входы логического блока 19 с выходом регуляторов

10-11. Корректиру1.:. щй сит"нал, поступающий с выходов логического блока 19, имеет вид дельта-функции или импульса, близкого по своим свойствам к дельта- !О функции. Мощность этого импульса выбирается таким образом, чтобы поп дайс » вием последнего выходной сигнал регулятора увеличивался на величину, доста.точную для предупреждения появления броска (перерегулировання) в уравнитель-. ном токе. В общем случае мощность импульса является функцией угла управленияе

Блок 18 обеспечивает изменение зако- 20 на регулирования регулятора при переходе последнего к регулированию уравнительного тока и наоборот. Перестройка регулятора тока может осуществляться, например с помощью управляемых ключей, находящихся в составе регулятора и управляемых выходными сигналами блока

l18. Законы регулирования регуляторов зависят от параметров силовой цепи вен тильного преобразователя и характера регулирования рабочего и уравнительного токов. Например, регулятор тока может иметь ПИ-закон для:, рабочего тока и

И-закон для уравнительного. Блок 18 обеспечивает на своем первом выходе, соединенном со входом перестройки регулятора 10, сигнал, если на -его первом входе, соединенном с выходом регулятора скорости 14, появляется, например, отри40 цательный сигнал. Если на первый вход блока 18 поступает положительный сигнал, то сигнал появляется на втором выходе, соединенном со входом перестройки регулятора 11. Второй вход блока 18 соединен с выходом тахогенератора 17 и с

45 первым входом регулятора скорости, на второй вход которого поступает сигнал задания скорости Ц . На обоих выходах блока 18 появляются сигналы, если на

50 его обоих входах сигналы отсутствуют.

Статическое состояние устройства характеризуется тем, что регулятор 10 тока обеспечивает заданный уровень, например, рабочего тока, поступающий на третий вход регулятора 10 через разделительный диод 15 с выхода регулятора 14 скорости.

Это обеспечивается благодаря тому, что выход регулятора 10 тока соединен с управляющим входом комплекта 1, второй вход регулятора 10 соединен с выходом датчика 8 тока, четвертый вход регулятора 10 соединен с выходом задатчика 12 уравнительного тока. Регулятор

11 тока обеспечивает заданный уровень уравнительного тока, поступающий на четвертый вход регулятора 11 с выхода задатчика 1 3 уравнительного тока, Это обеспечивается благодаря тому, что выход регулятора 11 тока соединен с управляющим входом комплекта 2, второй вход регулятора 11 соединен с выходом датчика 9 тока, третий вход регулятора 11 через разделительный диод 16 соединен с выходом регулятора 14 скорости. B указанном статическом состоянии сигналы на выходе логического блока 19 равны нулю. Сигнал на выходе регулятора скорости положительный, следовательно, сигнал на первом выходе блока 18 отсут ствует, обеспечивая регулятору 10 тока, например, ПИ-закон. Сигнал на втором выходе блока 18 присутствует и обеспечивает регулятору 11 тока, например, Изакон.

Последовательность работы и порядок прохождения сигналов в устройстве рассмотрим на примере пуска двигателя от, исходного состояния, соответствующего нулевой скорости, до некоторой заданной величины и затем торможения до нулевой скорости.

В исходном состоянии lJ> и выходной сигнал тахогенератора равны нулю, йоэтому на обоих выходах блока 18 имеются сигналы. В этом состоянии оба комплек,та преобразователя вместе со своими регуляторами участвуют в регулировании уравнительного тока, поддерживая его на заданном зада тч ика ми 12, 1 3 уровне, После появления сигнала Uy на выходе. регулятора 14 скорости появляется сигнал, допустим, положительный, который поступает через разделительный диод 15 на третий вход регулятора 10 и на первый вход блока 18. На первом выходе блока 18 сигнал исчезает, регулятор 10 перестраивается на режим регулирования рабочего тока и обеспечивает поддержание, заданного регулятором скорости 14, уровня рабочего тока, разгоняя двигатель до заданной скорости. Второй комплект со своим регулятором работают в режиме регулирования уравнительного тока, t

690600

В процессе разгона угол управления

А уменьшается, что приводит к нарушению условия С +d, 180 .. В момент наруг шения со второго выхода логического блока 19 на первый вход регулятора ll поступает импульсный сигнал, который увеличивает угол 4z, обеспечивая сохранение указанного условия, что предотвращает появление бросков уравнительного тока.

И так происходит всякий раз, когда наступает нарушение условия в процессе разгона двигателя.

При снятии сигнала (J выходное на" пряжение регулятора скорости изменяет свой знак под действием напряжения обратной связи, поступаюшего с тахогенеpampa 17. Появляется сигнал на первом выходе и исчезает со второго выхода блока 18. Регулятор 10 тока перестраивается на режим регулирования уравнительного тока и обеспечивает поддержание заданного задатчиком 12 значения уравнительного тока. Регулятор 11 тока перестраивается на режим регулирования

25 рабочего тока и обеспечивает поддержание, заданного регулятором 14 скорости, уровня рабочего тока, тормозя двигатель до нулевой скорости.

B процессе торможения угол Я умень-

30 шается, что приводит к нарушению условия

d q+ А z$180 . В момент нарушения условия с первого выхода логического блока

19 на первый вход регулятора 10 поступает импульсный сигнал, который увелиФ З5 чивает угол б,q, обеспечивая сохранение указанного условия, что предотвращает появлейие бросков уравнительного тока.

Итак происходит всякий раэ, когда наступает нарушение условия в процессе .торможен ия.

После того, как двигатель затормозится до нулевой скорости, сигналы на выходах регулятора скорости и тахогене- 45 ратора 17 становятся равными нулю, и устройство возвращается в исходное состояние, В прототипе 21регулятор тока подвергается воздействию со стороны регу лятора скорости через емкость, шунтируюшую разделительный диод, при любом ис менении выходного напряжения регулятора скорости. В данном устройстве логический блок 19 вступает в работу (вырабатывает корректирующие сигналы) только в моменты нарушения условия .- + о

+dL > 180, вызывающего броски уравнительного тока.

Следовательно, в данном устройстве устраняется нежелательное влияние выходного напряжения регулятора скорости, что повышает стабильность работы конту ра регулирования уравнительного тока.

Кроме того, в прототипе регулирование уравнительного тока ведется в основном по цепи обратной связи, т. е. сначала возникает.под действием возмушающ ro воздействия перерегулирование (провалы) в уравнительном токе, а затем происходит соответствуюшее изменение выходного напряжения регулятора тока, устраняющее возникшее несоответствие (перерегулирование, провалы) заданному уровню тока.

В данном устройстве логический блок анализирует состояние (величины) углов управления и воздействует на выходное напряжение регулятора тока, не дожидаясь появления бросков уравнительного тока, тем самым резко уменьшается влияние возмушаюшего воздействия на урав.- нительный ток. В данном случае наблюдаются незначительные отклонения в уравнительном токе, которые ликвидируются

" за счет действия цепи обратной связи по току.

Предлагаемое устройство обеспечивает. улучшение динамики.

Устройство легко реализуется на элементах унифицированных блоков УБСР, УВСР-Д.

Формула изобретения

Устройство дпя управления реверсивным вентильным электроприводом постоянного тока с уравнительными реакторами, содержащее два комплекта вентильных преобразователей с пропорциональноинтегральными ретуляторами тока, к вхотам которых подключены датчики тока, индивидуальные задатчики уравнительного тока и через разделительные диоды общий задатчик рабочего тока, блок фиксации нерабочего комплекта вентилей, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью улучшения стабильности работы и динамики контура регулирования уравпительного тока, дополнительно содержит логический блок, входы которого соединены с выходами блока фиксации и с выходами регуляторов тока, а входы подключены к входам регуляторов тока.

1, Рабинович В. Б. и др. Динамика токового контура в двухканальной систе17

Составитель В. Кузнепова

Редактор Ю. Челюканов Техред М. Петко Корректор Г. Решетник

Заказ 5978/51 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информ а и и принятые во внимание при экспертизе

".. 90600

10 ме подчиненного. регулирования. Инструктивные указания ГПИ Тяжпромэлектрс ; проект М 12, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N 299927, кл. Н 02 P 5/06, 1970.