Спосіб визначення параметрів системи управління з двигуном постійного струму та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для определения параметров систем управления с двигателем постоянного тока (ДПТ). Известно несколько способов определения параметров систем управления с ДПТ. Наиболее известны из них, во-первых, способы основанные на обработке приходящей информации и, во-вторых, способы основанные на определении действий необходимых предпринять для успешного управления, т.е. приведения системы управления к требуемому режиму. Однако часто возникает потребность определения параметров реальных систем управления (СУ) с ДПТ, когда возможность экспериментов на реальном физическом объекте труднореализуема, в частности при определении параметров СУ прокатных станов, шагающи х доаглайнов и т.д. [Справочник по автоматизированному электроприводу /Под ред. Елисеева В.А. и Шинянского А.В. - М., Энергоатомиздат, 1983, 616 с). Наиболее близким к предлагаемому изобретению является Авт.св. 1758655, кл. G06G 7/00, G 01 R 31/34, 1992, в котором способ определения параметров ДПТ включает измерения тока і и напряжения Ua якоря двигателя, задания времени интегрирующего воздействия на входе СУ двигателем, устройство содержит датчики тока и напряжения, подключенные к якорю двигателя, универсальные фильтры, которые соединены с выходами датчиков тока и напряжения. Однако такой способ не учитывают того, что при работе ДПТ в СУ (например, в системе "тиристорный преобразователь - ДПТ") в аварийных режимах, в режимах прерывистого тока и т.д., а также на уникальных установках, определение параметров невозможно или затруднительно. В основу настоящего изобретения положена задача создать способ определения параметров СУ с ДПТ и устройство для его осуществления, в котором используется активно-индуктивное сопротивление с сохранением адекватности реальным электромеханическим процессам. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе определения параметров СУ с ДПТ используется активно-индуктивная (RL) нагрузка, а действие внутренней связи по электродвижущей силе (ЭДС) двигателя постоянного тока реализовывается на основе преобразования контура регулирования тока и с помощью организации или обратной связи по сигналу ЭДС преобразователя, или обратной связи по сигналу расчетной скорости двигателя постоянного тока, устройство содержит блок задающих сигналов, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости, второй вход которого соединен с выходом блока внутренней связи по ЭДС двигателя, выход регулятора скорости подключен к первому входу регулятора тока, выход регулятора тока соединен с входом тиристорного преобразователя, силовая цепь которого подключена к вторичным обмоткам трансформатора и к датчику тока, нулевой вывод и первичные обмотки трансформатора соединены соответственно с активно-индуктивным сопротивлением, которая подключена к датчику тока, и источником питания, выход датчика тока соединен с вторым входом регулятора тока и входом расчетной части механической связи, выход которой подключен к третьему входу регулятора скорости и входу блока внутренней связи по ЭДС двигателя. На фиг. 1,2 приведены структурные схемы для реализации СУ с ДПТ на основе преобразования контура регулирования тока с организацией обратной связи по ЭДС двигателя с помощью сигнала ЭДС преобразователя и сигнала от расчетной скорости двигателя; на фиг. 3-структурная схема ДПТ; на фиг. 4 устройство реализации способа определения параметров СУ с ДПТ по системе ТП-Д на основе преобразования контура регулирования тока с помощью сигнала от расчетной скорости ДПТ (при статическом токе Іс = 0) для системы "тиристорный преобразователь - двигатель"; на фиг. 5 - реализация внутренней связи по ЭДС двигателя. Способ заключается в том, что для определения параметров СУ с ДПТ вместо реального ДПТ использована активно-индуктивная (RL) нагрузка, а не учитывающееся, при таком представлении ДПТ, действие внутренней связи по ЭДС ДПТ реализовывается на основе преобразования контура регулирования тока и с помощью организации: 1) обратной связи по сигналу ЭДС реального преобразователя (фиг. 1); 2) обратной связи по сигналу расчетной скорости ДПТ (фиг. 2). Полученные, такими преобразованиями, из структурной общеизвестной схемы ДПТ, показанной на фиг. 3, структурные схемы приведены на фиг. 1 и фиг. 2, где 1 -регулятор тока, 2 - тиристорный преобразователь, 3 электромагнитная часть ДПТ с передаточной функцией l /[ Rя S(Т я з + І)], 4-электромеханическая часть ДПТ с передаточной функцией Rя S /[ cTм р] , 5 – датчик тока с коэффициентом k oт , 6 - блок реализации внутренней связи по ЭДС ДПТ на основе ЭДС тиристорного преобразователя с передаточной функцией [ Tu (Tm p + 1)] /[ kп Т м ( 2Т я р + 1)] , 7 - блок реализации внутренней связи по ЭДС ДПТ на основе расчетной [ T p + 1)c ] /[ k пWрт ] скорости ДПТ с передаточной функцией m , 8 - обратная внутренняя связь по ЭДС ДПТ с передаточной функцией сФ, uзт - сигнал задания тока, uот = kот i, uDiз п , uDiw - сигналы отрицательных обратных связей по току, по расчетным внутренним связям ЭДС ДПТ е g = сФw на основе ЭДС тиристорного преобразователя еп и скорости двигателя w, lc - ста тический ток. При этом можно использовать любую из известных методик определения параметров. Устройство содержит блок 1 задающих сигналов, регулятор 2 скорости, регулятор 3 тока, тиристорный преобразователь 4, трансформатор 5, источник питания 6, датчик тока 7, активно-индуктивную нагрузку 8; расчетную часть 9 механической связи, блок 10 внутренней связи по ЭДС двигателя. Устройство работает следующим образом. Блоком задающих сигналов 1 задается сигнал управления uзс на задание скорости ДПТ, который подается на первый вход регулятора скорости 2 и задается согласно выбранной методики определения параметров СУ с ДПТ. На второй и третий входы регулятора скорости 2 подаются сигналы отрицательных обратных связей по скорости w от расчетной части механической связи 9 и по ЭДС ДПТ от блока внутренней отрицательной связи по ЭДС двигателя 10, полученная на основе сигнала от расчетной части механической связи 9. Сигналом задания на ток двигателя, сигнал который подается на первый вход регулятора тока 3, является выходной сигнал регулятора скорости 2. Выход регулятора тока 3 соединен с входом реального тиристорного преобразователя 4, который подключен к трансформатору 5, и служит сигналом для задания на ток ДПТ. Трансформатор 5 подключен к источнику питания 6 и через датчик тока 7 к активно-индуктивной нагрузки 8, т.е., другими слова, тиристорный преобразователь и активно-индуктивная нагрузка включены по нулевой схеме. Сигнал от датчика тока 7 подается на второй вход регулятора тока 3 и вход расчетной части механической связи 9. В данном устройстве реализован способ с отрицательной обратной связью по сигналу расчетной скорости ДПТ. В этом случае, при условии представления регулятора тока в виде передаточной функции инерционного звена, реализация передаточной функции блока внутренней связи по ЭДС двигателя, осуществляется, как показано на фиг. 5, ввиде трех усилителей, расчет параметров которых общеизвестен. На первом усилителе реализована передаточная функция Wрт , на втором - передаточная функция (Τ mр+1)с, на третьем - коэффициент усиления тиристорного преобразователя kп. Таким образом, предлагаемый способ позволяет определять параметры СУ с ДПТ, при котором используется реальная СУ, а ДПТ заменяется активно-индуктивным сопротивлением при сохранении адекватности реальным электромеханическим процессам, при работе ДПТ в СУ (например, в системе "тиристорный преобразователь -ДПТ") в аварийных режимах, в режимах прерывистого тока и т.д., а также на уникальных установках, определение параметров невозможно или затруднительно. Предлагаемое устройство показывает реализацию способа с отрицательной обратной связью по сигналу расчетной скорости ДПТ, на примере системы "тиристорный преобразователь -ДПТ" с управлением скоростью и тока ДПТ.