ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Устройство содержит: задатчик скорости 1 (см.рис), регулятор скорости 2, регулятор тока 3, блок выделения максимального по модулю значения 4, блок выделения модуля 5, блок перемножения 6, усилитель мощности 7, датчик напряжения 8, двигатель постоянного тока 9, датчик скорости 11.

Автоматизированный электропривод постоянного тока работает следующим образом. Якорная обмотка двигателя 9 подключена к выходу усилителя мощности 7. Регулирование скорости двигателя 9 осуществляется изменением напряжения на якорной обмотке. Скорость двигателя 9 измеряется с помощью датчика скорости 11, например тахогенератором. Ток двигателя 9 измеряется с помощью датчика тока 10, например шунта. Измерение напряжения на якорной обмотке двигателя 9 производится с помощью датчика напряжения 8. Выходной сигнал датчика напряжения 8 поступает на вход блока 5 выделения модуля, который формирует напряжениеu₅=|u₈|. Блок перемножения 6 вычисляет произведение выходных сигналов датчика 1 ₀ тока и блока 5 выделения модуля, т.е. мгновенную мощностьu₆=i|u₈|. Выделение модуля напряжения при измерении мгновенной мощности необходимо для сохранения знака обратной связи по мощности в реверсивном электроприводе.

Сигналu₆с выхода блока перемножения поступает на первый вход блока выделения максимального по модулю значения 4, на втором входе которого действует сигналu₁₀cвыхода датчика тока 10. Блок выделения максимального по модулю значения 5 определяет максимальный из двух сигналов: |u₆| или |u₁₀|, который далее поступает на вычитающий вход регулятора тока 3.

На суммирующий вход регулятора скорости 2 подается сигналu₁, пропорциональный требуемому значению регулируемой скорости. На второй вход элемента сравнения поступает сигналu₁₁с выхода датчика 11 скорости, пропорциональной скорости вращения якоря двигателя 9. В регуляторе скорости 2 производится вычисление ошибки регулирования =u₁-u₁₁и преобразование ее в соответствии с типовым законом регулирования.

Выходной сигналu₂регулятора скорости 2 поступает на первый вход регулятора тока 3, на втором входе которого действует напряжениеu₄с выхода блока выделения максимального по модулю значения 4.

Регулятор 3 преобразует алгебраическую разность сигналовu₂-u₄в соответствии с выбранным законом регулирования (П-, ПИ- или ПИД) в сигнал управления двигателем, который через усилитель мощности 7 подается на якорную обмотку двигателя 9.

Таким образом, предлагаемый электропривод постоянного тока содержит два контура: главный, образованный регулятором 2 скорости и датчиком 11 скорости, и внутренний подчиненный, который в зависимости от режима работы электропривода выполняет подчиненное регулирование тока или мощности.

В любом режиме работы электропривода в подчиненном контуре регулирования всегда включается обратная связь по параметру, имеющему наибольшее по модулю значение: току или мощности, т. е. всегда действует более сильная обратная связь из двух возможных вариантов. При малых нагрузках и медленных изменениях управляющего воздействия включается обратная связь по току. Благодаря этому обеспечивается хорошее качество регулирования. При увеличении нагрузки или быстрых изменениях управляющего воздействия увеличивается электрическая мощность, потребляемая приводом. В результате этого в электроприводе включается обратная связь по мощности, обеспечивающая минимизацию потерь энергии.

При этом переключение параметра обратной связи происходит при равенстве двух переключаемых сигналов, благодаря чему практически отсутствует переходный процесс.

Рис. Функциональная схема автоматизированного электропривода постоянного тока