ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2066087 (13) C1

(51) 6 H02P5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 92008145/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.11.25 
(45) Опубликовано: 1996.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1769336, кл. H 02 P 5/06 , 1992. 
(71) Заявитель(и): Кубанский государственный технологический университет 
(72) Автор(ы): Добробаба Ю.П.; Нестеров С.В.; Мурлин А.Г.; Мурлина В.А.; Акулов И.В. 
(73) Патентообладатель(и): Кубанский государственный технологический университет 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Использование: для управления электроприводами постоянного тока, которые связаны с механизмом с переменным моментом инерции при помощи валопровода, имеющего переменную жесткость и кинематические погрешности, в которых используется параметрическое регулирование частоты вращения ослаблением поля, у которых основным каналом управления является канал управления напряжением якоря электродвигателя. Сущность изобретения: электропривод постоянного тока дополнительно содержит датчик частоты вращения механизма, интегрирующий блок, три дифференцирующих блока и три пропорционально-дифференцирующих блока, второй регулятор частоты вращения и регулятор упругого момента. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении качества регулирования частоты вращения механизма. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока, которые связаны с механизмом с переменным моментом инерции при помощи валопровода, имеющего переменную жесткость и кинематические погрешности, в которых используется параметрическое регулирование частоты вращения ослаблением поля (одна, две и более ступеней ослабления поля) электродвигателя, а основным каналом управления является канал управления напряжением на якоре электродвигателя, и может быть использовано в электроприводах подачи и главного движения металлообрабатывающих станков, экскаваторов и кранов, лифтов и других механизмов, где присутствие связи электродвигателя с механизмом при помощи валопровода с переменной жесткостью и кинематическими погрешностями передач и переменным моментом инерции механизма приводит к снижению точности движения электропривода по заданному закону, повышению динамических нагрузок в механизме, а вследствие ослабления поля электродвигателя увеличивается электромеханическая постоянная времени электропривода, соотношение постоянных времени изменяется в сторону снижения показателя колебательности переходных процессов, как следствие указанных выше процессов снижается производительность механизма.

Наиболее близким к изобретению является электропривод постоянного тока (авт. св. СССР N 1769336), содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к тиристорному силовому блоку и связанный с механизмом, последовательно соединенные задатчик частоты вращения (ЧВ), регулятор ЧВ, регулятор тока и систему формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорного силового блока, датчик напряжения, датчик тока, датчик ЧВ, выходы которых посредством жестких и гибких обратных связей подключены к входам регулятора ЧВ, регулятора тока.

При эксплуатации прототипа обнаружены следующие недостатки:

влияние на статические и динамические характеристики электропривода упругой связи между электродвигателем и механизмом;

влияние вариаций жесткости валопровода на статические и динамические характеристики электропривода;

влияние кинематических погрешностей передач на качество процесса регулирования частоты вращения механизма.

Задача изобретения ограничение чувствительности электропривода к упругости валопровода, вариациям его жесткости и кинематическим погрешностям передач.

Технический результат от использования изобретения повышение качества регулирования частоты вращения механизма.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство вводятся датчик частоты вращения механизма (ЧВМ), выход которого подключен к второму входу интегрирующего (И) блока, входу четвертого дифференцирующего (Д) блока, пятого пропорционально-дифференцирующего блока (ПД), шестого Д блока, И блок, первый вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения электродвигателя (ЧВЭ), второй вход к выходу датчика ЧВМ, а выход к входам четвертого ПД блока, пятого Д блока, четвертый Д блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к второму входу регулятора упругого момента (УМ), пятый ПД блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к третьему входу второго регулятора ЧВ, шестой Д блок, вход которого подключен к выходу датчика ЧВМ, а выход к второму к второму входу пятого Д блока, пятый Д блок, первый и второй выходы которого подключены, соответственно, к выходам И блока и шестого Д блока, а выход к второму входу второго регулятора ЧВ, четвертый ПД блок, вход которого подключен к выходу И блока, а выход к третьему входу регулятора УМ, второй регулятор ЧВ, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика ЧВ. на второй и третий сигналы гибких и жестких обратных связей (ОС) по ЧВМ, а выход его подключен к первому входу регулятора УМ, регулятор УМ, на первый вход которого поступает сигнал с второго регулятора ЧВ, на второй и третий сигналы гибких и жестких ОС по упругому моменту, а выход подсоединен к первому регулятору ЧВ.

Таким образом, мы получили передаточные функции контура ЧВМ по управляющему и возмущающему воздействиям:

;

,

где Uзс задающее напряжение контура скорости механизма;

2 угловая скорость механизма;

Мc момент сопротивления;

Kос2 коэффициент обратной связи по скорости механизма;

T постоянная времени тиристорного преобразователя;

р оператор Лапласа.

Следовательно, ограничена чувствительность электропривода к кинематическим погрешностям передач, компенсировано влияние вариаций жесткости валопровода.

На чертеже представлена структурная схема электропривода постоянного тока с ограниченной чувствительностью к вариациям параметров.

Электропривод постоянного тока с ограниченной чувствительностью вариациям параметров содержит электродвигатель постоянного тока, механизм с переменным моментом инерции упруго связанные через валопровод с переменной жесткостью и кинематическими погрешностями передач 1, вход которого подключен к выходу тиристорного силового блока 2, последовательно соединенные задатчик 3 ЧВ, второй регулятор 4 ЧВ, регулятор 5 УМ, первый регулятор 6 ЧВ, регулятор 7 тока, систему 8 формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорного силового блока 2, датчик 9 напряжения, датчик 10 тока, датчик 11 ЧВЭ, датчик 12 ЧВМ, выходы которых посредством гибких и жестких ОС подключены к входам второго регулятора 4 ЧВ, регулятора 5 УМ, первого регулятора 6 ЧВ, регулятора 7 тока, первый Д блок 13, включенный между выходом датчика 9 напряжения и третьим входом регулятора 7 тока, третий ПД блок 14, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход через второй вход первого Д блока 13 к третьему входу регулятора 7 тока, первый ПД блок 15, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход к второму входу регулятора 7 тока, пропорциональный (П) блок 16, вход которого подключен к выходу датчика 10 тока, а выход через первый вход второго Д блока 17 к третьему входу первого регулятора 6 ЧВ, третий Д блок 18, вход которого подключен к выходу датчика 11 ЧВЭ, а выход через второй вход второго Д блока 17 к третьему входу первого регулятора 6 ЧВ, второй ПД блок 19, вход которого подключен к выходу датчика 11 ЧВЭ, а выход к второму входу первого регулятора 6 ЧВ, И блок 20, входы которого подключены к выходам датчика 11 ЧВЭ и датчика 12 ЧВМ, а выход через четвертый ПД блок 21 и пятый Д блок 22 подключены, соответственно, к третьему входу регулятора 5 УМ и второму входу второго регулятора 4 ЧВ, четвертый ПД блок 23, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход к второму входу регулятора 5 УМ, пятый ПД блок 24, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход к третьему входу второго регулятора 4 ЧВ, шестой Д блок 25, вход которого подключен к выходу датчика 12 ЧВМ, а выход через пятый Д блок 22 к второму входу второго регулятора 4 ЧВ.

Электропривод постоянного тока с ограниченной чувствительностью к вариациям параметров работает следующим образом.

Сигнал с задатчика 3 ЧВ поступает на первый вход второго регулятора 4 ЧВ, на другие входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой ОС по ЧВМ, а также положительных гибких ОС по ЧВМ и разности между ЧВЭ и ЧВМ. Регулятор 4 ЧВ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВМ от времени w2(t). Сигнал с выхода второго регулятора 4 ЧВ поступает на первый вход регулятора 5 УМ, на остальные входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой ОС по разности ЧВМ и ЧВЭ и положительной гибкой ОС по ЧВМ. Регулятор 5 УМ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость упругого момента от времени Му(t). Сигнал с выхода регулятора 5 УМ поступает на первый вход первого регулятора 6 ЧВ, на другие входы которого поступают сигналы положительных гибких ОС по ЧВЭ и току якоря и отрицательных гибкой и жесткой ОС по ЧВЭ. Регулятор 6 ЧВ выполнен в виде ПИД блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость ЧВЭ от времени 1(t). Сигнал с выхода первого регулятора 6 ЧВ поступает на первый вход регулятора 7 тока, на другие входы которого поступают сигналы положительной гибкой ОС по напряжению и току якорной цепи и отрицательной жесткой и гибкой ОС по току якорной цепи. Регулятор 7 тока выполнен в виде пропорционально-интегрального блока и совместно с блоками указанных ОС формирует зависимость тока якорной цепи от времени i(t). Сигнал с выхода регулятора 7 тока поступает на вход системы 8 формирования импульсов, которая подает импульсы на открытие тиристоров тиристорного блока, а, следовательно, и напряжение на якорной обмотке электродвигателя определяется величиной сигнала на выходе регулятора 7 тока.

Следовательно, положением задатчика ЧВ и настройкой регуляторов второго и первого ЧВ, УМ и тока, а также блоков корректирующих ОС определяются зависимости ЧВЭ, ЧВМ, УМ и тока якорной цепи от времени. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, подключенный к тиристорному силовому блоку и соединенный с механизмом, момент инерции которого переменный, валопроводом с переменной жесткостью, задатчик частоты вращения и последовательно соединенные регулятор частоты вращения, регулятор тока и систему формирования импульсов, выход которой подключен к входу тиристорного силового блока, датчик тока, датчик напряжения, датчик частоты вращения электродвигателя, первый дифференцирующий блок, первый вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход с третьим входом регулятора тока, третий пропорционально-дифференцирующий блок, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход с вторым входом первого дифференцирующего блока, первый пропорционально-дифференцирующий блок, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход с вторым входом регулятора тока, пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом датчика тока, третий дифференцирующий блок, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения электродвигателя, второй пропорционально-дифференцирующий блок, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения электродвигателя, а выход с вторым входом регулятора частоты вращения, второй дифференцирующий блок, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно пропорционального и третьего дифференцирующего блоков, а выход с третьим входом регулятора частоты вращения, отличающийся тем, что в него введены второй регулятор частоты вращения, регулятор упругого момента, датчик частоты вращения механизма, интегральный блок, четвертый пропорционально-дифференцирующий блок, четвертый дифференцирующий блок, пятый пропорционально-дифференцирующий блок, пятый и шестой дифференцирующие блоки, причем первый вход второго регулятора частоты вращения соединен с выходом задатчика частоты вращения, а выход его с первым входом регулятора упругого момента, выход которого соединен с первым входом первого регулятора частоты вращения, первый и второй входы интегрального блока соединены соответственно с выходами датчиков частоты вращения электродвигателя и механизма, а выход с первым входом пятого дифференцирующего блока и входом четвертого пропорционально-дифференцирующего блока, выход которого соединен с третьим входом регулятора упругого момента, вход четвертого дифференцирующего блока соединен с выходом датчика частоты вращения механизма, а выход с вторым входом регулятора упругого момента, вход пятого пропорционально-дифференцирующего блока соединен с выходом датчика частоты вращения механизма, а выход с третьим входом второго регулятора частоты вращения, вход шестого дифференцирующего блока соединен с выходом датчика частоты вращения механизма, а выход с вторым входом пятого дифференцирующего блока, выход которого соединен с вторым входом второго регулятора частоты вращения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru