Электропривод постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для автоматического регулирования режимов работы электродвигателей постоянного «тока. Известен электропривод постоянного тока, в котором используется широтно-импульсный преобра зователь с параллельно-емкостной коммутацией i ,Недостатком данного элактропривода является ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения и тока и ограниченная частота кoм yтации из-за того, что период повторейия управляющих сигналов для включения силового тиристора ограничен и время запирания тиристора зависит нагрузки, который не должен быть меньше некоторого минимальноgo|значения, достаточного для пол ноЬо разряда (или перезаряда) конденсатора. Наиболее близким к предлагаемому по: технической сущности является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждени один вывод якорной обмотки которого подключен к одной шине источника питания , а другой - к обкладке конденсатора, два переменных резистора, од ни выводы которых объединены и соеди нены с выводом икорной обмотки, подключенныгл к шине источника питания, движок каждого иэ переменных резисто ров подключен к управляюще1«у электро ду соответствующего тиристора, катоды тиристор 1 г Зьединены и подключен к шине источника питания, а анод каж дрго из тиристоров подключен к соответствующей обкладка конденсатора, включеннсго между обмотками якоря и возбу;кдения С2. Недостатками известнох о устройства являются ограниченная динамическая устойчивость, определяемая возможностью появления резонансных явлений в исполнительном двигателе при совпадении частот колебаний Е контуЕ5е коммутации с колебаниями электро магнитного РАОмента двигателя, кроме того, отсутствует магнитный поток во время заряда конденсатора, что приводит к резкому увеличегшю скорости электропривода. Цель изобретения - повышение динамической устойчивости электропривода путем исключения резонансные явлений в исполнительном двигателе. Поставленная цель достигается те что электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоян ного тока последовательного возбуждения, один вывод якорной обмотки которого подключен к одной шине источника питания, а другой - к обкладке конденсатора, два переменных резистора, одни выводы которых об.ьдинены и соединены с выводом якорной обмотки,, подключенным к одной ине источникапитания, а движок каждого из переменных резисторов подлючен к управляющему электроду соответствующего тиристора, Катоды которых объединены и подключены к второй ине источника питания, а анод каждого из тиристоров подключен к соответствующей обкладке конденсатора, включенного между обмотками якоря и возбуждения, снабжен дополнительной-обмоткой возбуждения и мбстовым коммутатором с блоком управления, причем основная обмотка возбуждения включена в диагональ мостового коммутатора, во вторую диагональ которого включен один из упомянутых тиристоров. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока с последовательной обмоткой 2 возбуждения, один вывод якорной обмотки электродвигателя 1 постоянного тока подключен к одной шине источника питания, а другой - к обкладке конденсатора 3, переменные резисторы 4 и 5, одни выводы которых объединены и соединены с выводом якорной обмотки,, подключенным к одной шине источника питания,- а движотс из переменных резисторов ,4 и 5 подключен к управляющим электродам тиристоров 6 и 7, катоды которых объединены и подключены к второй шине источника питания, а анод каждого из тиристоров подключен к соответствующей обкладке конденсатора 3, включенного между обмотками якоря и возбуждения. Кроме того, электропривод содержит дополнительную обмотку 8 возбуждения и мостовой коммутатор, выполненный на тиристорах 9-12 с блоком управления, причем обмотка 2 возбуждения включена в диагональ мостовогэ коммутатора (. во вторую диагональ которого включен тиристор б. Блок управления мостовым коммутатором содержит переменный, резистор 13, движок которого соединен с выводом дополнительной обмотки 8 возбу}хдения, а вывод переменного резистора 13 через двухпозиционный переключатель 14 соединен с управляющими электродами тиристоров 9-12. Электропривод работает следующим образом. При ПОМ01ЦИ резистора 4 устанавливается величина напряжения зажигания ткркстора б - УЗ, при noMomii резистора 5 - величина напряжения зажигания тиристора 7 Uj2 Ji-if Р®- зистора 13 - величина напряжения зажигания тиристорой 9, 10 к 11,1.-и,,. Двухпозиционный переключатель 14 устанавливается в положение oiE, ieu самым осущес,твляя согласное (встречное) включение обмоток 2 и 8 возбуждения и регулирование скорости вращейия электродвигателя вверх (вниз) от номинального значения, В качестве дополнительной обмотки 8 может использоваться, например шунтовая , а в качестве обмотки 2 сериесн.ая обмотка. В исходном состоянии (в момент подключения к сети электропривода) токи обмоток возбуждения 1-,,2 Равны нулю. Следовательно, ЭДС обмотки якоря электродвигателя 1 также равна нулю. Напряжение на тиристоре 7 равно напряжению на конденсаторе 3, которое равно нулю (), следовательно, тиристор 7 закрыт. Напряжение на обмотке 2 возбуждения U рав но напряжению сети Ut 2-fJc) пряжение на тиристоре 6 равно напряжению 0(2 с поэтому тиристор б открыт. Напряжение на мосту также равно Uj. , но так как постоянная времени обмотки 2 возбуждения значительно больше постоянной времени цепи заряда конденсатора 3, то тиристоры 9 и 11 (10 и 12) закрыты. Происходит заряд конденсатора 3 по цепи: тиристор 6 - внутреннее сопротивление ис.точника питания - обмотка якоря элек тродвитателя 1. При йозрастании напр ,жения на конденсаторе 3 до напряжени зажигания тиристора 7 32(f. Э2 ристор 7 открывается. Одновременно с возрастанием напряжения на конденсаторе 3 уменьшается шунтируняцее дейст вие моста тиристором 6. При открытии тирисгора 7 образует ся два контура. Первый контур: обмот ка якоря электродвигателя 1 - тиристор 7 - внутреннее сопротивление источника питания. При протекании тока по первому контуру тиристор б закрывается вследствие приложенного обрат ного напряжения. Второй колебательный контур: конденсатор 3 - тиристор 7 - тиристор 11 (12) - обмотка 2 воз бужяения - тиристор 9 (10). Конденсатор 3 и цепь: тиристор 9 (10) - обмотка 2 возбуждения - тиристор 11(12) при открытом тиристоре 7 будут закорочены некоротко и соединены параллельно друг с другом. При этом и тиристоры 9 (10) и 11(12) открываются, через обмотку 2 возбуждения будет протекать ток { , изменяющийся по синусоидальному закону вследствие перезаряда конденсатора 3. Напряжение на конденсаторе 3 изменяется от доЧ;э2- Когда UK . - О, таким ооразом, ток в обмотке 2 возбуждения изменяется по синусоидальному закону в течение времени , где L,., - индуктивность обмотки 2 возбуждения, С - величина емкости конденсатора 3. Амплитуда тока Р/ где , С - волновое сопротивление колебательного контура. В момент перезаряда конденсатора 3 до напряжения Uj/j напряжение на диагонали моста также равно Тиристор б открывается. Напряжение на диагонали моста падает до нуля шунтирования моста открытым тиристором б. Тиристоры 9 и 11, (10 и 12) закрываются. В следующем полупериоде начинается разряд конденсатора 3 по цепи: тиристор б - тиристор 7. В течение времени запирания тиристора 7 ток разряда конденсатора 3 превосходит ток контура: обмотка якоря электродвигателя 1 - тиристор 7 - внутреннее сопротивление источника питания. После зажигания тиристора 7 все этапы работы устройства повторяются. Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет осуществить регулирование частоты вращения электродвигателя как вверх, так и вниз от номинального значения согласным или встречным включением обмоток возбуждения, а также повысить динамическую устойчивость -электропривода.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения, один вывод якорной обмотки которого подключен к общей шине источника питания, а другой - к обкладке конденсатора, два переменных резистора, одни выводы которых объединены и соединены с выводом якорной обмотки, подключенным к одной шине источника питания, а движок каждого из переменных резисторов подключен к управляющему электроду соответствующего тиристора, катоды которых объединены и подключены к второй шине источника питания, а анод каждого из тиристоров подключен к соответствующей обкладке конденсатора, включенного Между обмотками якоря и возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повьшения динамической устойчивости, он снабжен дополнительной обмоткой возбуждения и MocTOBfcSM коммутатором с блоком «g управления, причем основная обмотка (Л возбуждения включена в диагональ мостового коммутатора, во вторую диагональ которого включен однн из упомянутых тиристоров.