SU1676052A1

SU1676052A1 - Dc electric drive

Info

Publication number: SU1676052A1
Application number: SU894745093A
Authority: SU
Inventors: Валерий Яковлевич Ткаченко; Дмитрий Валерьевич Ткаченко
Original assignee: Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-09-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроприводах землеройных машин. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи электропривода в пуско-тормозных режимах и повышение эффективности ограничени динамических нагрузок в режимах нагружени . Устройство содержит последовательно соединенные регул тор 1 скорости, регул тор 2 момента, преобразователь 3 и электродвигатель 4. Входы блока 8 перемножени соединены с датчиком 5 скорости и через блок 7 дифференцировани - с датчиком 6 момента. Выход блока 8 перемножени соединен с входом управл емого блока 12 ограничени . В данном устройстве обеспечиваетс ограничение момента электродвигател 4 в зависимости от скорости электродвигател и производной момента. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of earth moving machines. The aim of the invention is to increase the speed of the electric drive in the start-stop modes and increase the effectiveness of limiting dynamic loads in the load modes. The device contains serially connected speed controller 1, torque controller 2, converter 3 and electric motor 4. The inputs of multiplication unit 8 are connected to speed sensor 5 and, through differentiation unit 7, to moment sensor 6. The output of multiplication unit 8 is connected to the input of controllable restriction unit 12. In this device, the torque of the electric motor 4 is limited depending on the speed of the electric motor and the derivative of the moment. 2 Il.

Description

фиг.1figure 1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано, например, в электроприводах землеройных машин.The invention relates to electrical engineering and can be used, for example, in electric drives of earth-moving machines.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи электропривода в пуско-тормозных режимах и повышение эффективности ограничени динамических нагрузок в режимах нагружени .The aim of the invention is to increase the speed of the electric drive in the start-stop modes and increase the effectiveness of limiting dynamic loads in the load modes.

На фиг. 1 приведена схема электропривода; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие работу электропривода.FIG. 1 shows a diagram of the drive; in fig. 2 - diagrams that show the operation of the drive.

Электропривод содержит последовательно включенные регул тор 1 скорости, регул тор 2 момента, управл емый преобразователь 3, выход которого подключен к электродвигателю 4, датчики скорости 5 и момента 6, подключенные к входам соответственно регул торов скорости 1 и момента 2. Кроме того, электропривод содержит элемент 7 дифференцировани , блок 8 перемножени , диод 9, источник 10 посто нного сигнала задани ограничени момента (статического ограничени момента), сумматор 11 и управл емый ограничитель 12 сигнала. Вход элемента 7 дифференцировани подключен к выходу датчика 6 момента, а его выход соединен с первым входом блока 8 перемножени , второй вход которого подключен к выходу датчика 5 скорости, выход блока перемножени 8 через диод 9 подключен к первому входу сумматора 11, второй вход которого соединен с выходом источника 10 посто нного сигнала. Выход сумматора 11 подключен к управл ющему входу управл емого ограничител 12, включенного в цепь обратной св зи регул тора 1 скорости. На фиг. 2 график 13 представл ет собой статическую механическую характеристику электропривода; а пунктирные линии 14 и 15 показывают изменение механической характеристики по мере увеличени скорости нарастани момента.The electric drive contains a speed controller 1 connected in series, a torque controller 2 controlled by a converter 3, the output of which is connected to an electric motor 4, speed sensors 5 and moment 6 connected to the inputs of speed regulators 1 and torque 2, respectively. In addition, the electric drive contains a differentiation element 7, a multiplication unit 8, a diode 9, a constant source 10 of setting a torque limit (static torque limit), an adder 11 and a controlled limiter 12 of a signal. The input of the differentiation element 7 is connected to the output of the torque sensor 6, and its output is connected to the first input of the multiplication unit 8, the second input of which is connected to the output of the speed sensor 5, the output of the multiplication unit 8 is connected via diode 9 to the first input of the adder 11, the second input of which is connected with a constant source 10 output. The output of the adder 11 is connected to the control input of the controlled limiter 12 connected to the feedback circuit of the speed controller 1. FIG. 2, diagram 13 is a static mechanical characteristic of an electric drive; and dashed lines 14 and 15 show the change in the mechanical characteristic as the moment of momentum increases.

Электропривод работает, следующим образом.The drive works as follows.

На входы блока 8 перемножени подают сигналы, пропорциональные скорости изменени момента IV с выхода элемента 7 дифференцировани и скорости электропривода ft) с выхода датчика 5 скорости двигател . На выходе блока 8 перемножени формируют сигнал, пропорциональный произведению (О М. В случае, если происходит увеличение момента, т е. здесь Kfl О, выходной сигнал блока 8 перемножени через диод 9 подают на вход сумматора 11, где его вычитают из сигнала 113ом , пропорционального задаваемой статической величине ограничител момента М3ом. В соответствии с этой разностью с помощью управл емого ограничител 12 измен ют ограничение выходного напр жени регул тора 1 скорости, представл ющего собой задаваемую величину ограничени момента (макси- мальную задаваемую величину контура регулировани момента, образуемого регул тором 2 момента и датчиком 6 момента), в соответствии с разностью Kl Мэом - Кг iCl О ,The inputs of the multiplication unit 8 are given signals proportional to the rate of change of moment IV from the output of differentiation element 7 and the speed of the electric drive ft) from the output of the engine speed sensor 5. At the output of the multiplication unit 8, a signal is formed that is proportional to the product (O M. In the case of an increase in the moment, i.e. here Kfl O, the output signal of the multiplication unit 8 is fed through diode 9 to the input of the adder 11, where it is subtracted from the 113-ohm signal proportional settable static moment limiter M3. In accordance with this difference, the controlled limiter 12 is used to change the output voltage limit of the speed regulator 1, which is the settable value of the torque limit (max - mal value given by the time adjusting circuit formed by the time the regulator 2 and the sensor 6 points) in accordance with a difference Kl Meom - Cg iCl O

где Ki и Ка - коэффициенты пропорциональности .where Ki and Ka are the coefficients of proportionality.

. Если момент не увеличиваетс , т.е. М 0, то величина «w М 0, и ограничение момента соответствует статической механической характеристике 13. конечной скорости увеличени момента М 0, выходной сигнал блока 8 перемножени увеличи- вают с возрастанием скорости электропривода, и механическа характеристика электропривода приближаетс к пунктирной линии 14 на фиг. 2. При еще большей скорости нарастани момента эту характеристику еще больше отклон ют от статической в сторону уменьшени задани . If the moment does not increase, i.e. M 0, then the value of w M 0 and the moment limit corresponds to the static mechanical characteristic 13. The final speed of the moment increase M 0, the output signal of the multiplication unit 8 increases with increasing speed of the electric drive, and the mechanical characteristic of the electric drive approaches dashed line 14 in FIG. . 2. With an even greater momentum rate, this characteristic is further deviated from the static one in the direction of decreasing the task

ограничени (например, до пунктирной пинии 15 на фиг. 2). Таким образом, чем больше скорость увеличени момента и чем больше скорость электропривода, т.е. чем больше опасность возникновени большихrestrictions (for example, to the dotted line 15 in FIG. 2). Thus, the greater the rate of increase in torque and the greater the speed of the electric drive, i.e. the greater the danger of the occurrence of large

динамических нагрузок в режиме нагружени (с увеличением скорости возрастает кинетическа энерги механической части привода, которую надо погасить путем снижени скорости привода), тем большееdynamic loads in loading mode (with increasing speed the kinetic energy of the mechanical part of the drive increases, which must be quenched by reducing the speed of the drive), the greater

упреждение обеспечивают по ограничению этих нагрузок. Благодар этому снижение скорости привода осуществл етс еще до достижени допустимого значени момента, причем тем раньше, чемpreemption provide to limit these loads. Due to this, the drive speed is reduced even before the permissible torque is reached, and the earlier

больше скорость привода и чем больше скорость увеличени момента, а это исключает возможность возникновени больших динамических нагрузок, существенно превышающих допустимые, в режимах нагружени (при столкновении с трудно преодолимыми преп тстви ми), и тем самым повышают надежность и долговечность привода.the higher the drive speed and the higher the speed of increasing the moment, and this eliminates the possibility of large dynamic loads, significantly exceeding the allowable, in loading modes (when confronted with obstacles that are difficult to overcome), and thereby increase the reliability and durability of the drive.

В то же врем при работе привода сAt the same time, when operating the drive with

посто нной или медленно измен ющейс нагрузкой () задаваема величина ограничени момента не уменьшаетс , механическа характеристика привода соответствует статической характеристикеconstant or slowly varying load (), the specified value of the torque limit is not reduced, the mechanical characteristic of the drive corresponds to the static characteristic

13, и привод работает с максимальной ско- ростью вплоть до допустимого момента Мэом. что способствует высокой производительности привода в нормальных режимах .13, and the drive operates with a maximum speed up to the allowable moment Meom. which contributes to high performance of the drive in normal modes.

При пуске привода вследствие малой величины to ограничение момента соответствует допустимому значению Мэом даже при быстром увеличении момента, т.е. М 0, вследствие чего момент быстро достигает допустимой величины и обеспечивает быстрый разгон привода, в процессе которого М 0 и М Мзом const, чем обеспечивают высокое быстродействие привода в режиме пуска.When the drive is started due to a small amount of to, the torque limit corresponds to the permissible value of Mao, even with a rapid increase in torque, i.e. M 0, so that the moment quickly reaches the permissible value and provides fast acceleration of the drive, during which M 0 and M Msoom const, than provide high speed drive in start mode.

При торможении и при реверсировании привода скорость изменени момента мен ет знак, вследствие чего мен ет знак и выходной сигнал блока 8 перемножени , диод 9 заперт, а задаваема величина ограничени момента определ етс при .этом только сигналом Уэом, пропорциональным Мэом, т.е.исключают отрицательное вли ние на быстродействие привода в тормозных режимах.When braking and reversing the drive, the speed of the moment change changes sign, as a result of which the sign and the output signal of the multiplication unit 8 changes, the diode 9 is locked, and the set moment limit value is determined with this signal only proportional to Me, i.e. eliminate the negative effect on drive performance in braking conditions.

Claims

Invention Formula

A DC motor containing a motor, a speed controller connected in series with a controlled limiter in its feedback circuit, a motor torque controller, a converter whose output is connected to an electric motor, connected to the inputs of the corresponding regulators of speed and torque sensors connected to to the input of the controlled limiter an adder, to the one input of which a constant signal source is connected, and to the second input - a diode, as well as a differentiation element, characterized by oh, in order to increase the speed of the electric drive in the start-stop modes

an increase in the efficiency of limiting dynamic loads in load modes; a multiplication unit was introduced, the output of which through the diode is connected to the input of the adder, and its two inputs are connected to the outputs of the speed sensor and differentiation element, and the input of the latter is connected to the output of the torque sensor.

Vff y7

l

Schi g

y7

l

MJOM M