Двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения Советский патент 1983 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к реверсивным тиристорным электроприводам постоянного тока с двухэонным регулирование скорости, Известен двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения содержащий элekтpoдвигaтeль и соединенный с якорем электродвигателя нереверсивный тиристорный преобразова тель, связанный с регулятором, соед ненным с тахогенератором, реверсивный тиристорный преобразователь соединенный выходом с обмоткой возбуж дения, а входом - с регулятором воз .буждения til. Недостатком электропривода является необходимость индивидуальной подстройки схемы электропривода для каждого электродвигателя, применяемого в электроприводе с целью устра нения влияния гистерезиса магнитной системы электродвигателя на качество переходного процесса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухзоннорёгулируемый электропривод с реверсом возбуждения, содержащий электродвигатель и соединенный с яко рем электродвигателя нереверсивный тиристорный преобразователь, вход которого через блок согласования знака соединен с выходом регулятора скорости, тахогенератор, подключенный к управляющему.входу блока обрат ной связи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразователя и входом регулятора ЭДС, задающий вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходом регулятора скорости, выход регулятора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразователя, выход которого соединен с oбмoJTKoй возбуждения электродвигателя и датчик направления тока нагрузки 23, Однако такой электропривод характеризуется низким быстродействием и плохим качеством переходного процесса при рекуперативном торможении. Цель изобретения - повшиение быст родействия электропривода и улучшение качества переходного процесса по скорости при торможении Поставленная цель достигается тем что в двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения, содер жащий электродвигатель и соединенный с якорем электродвигателя нереверсив ный тиристорный преобразователь, вход которого через блок согласовани знака соединен с выходом регулятора скорости, тахогенератор, подключенный к управляющему входу блока обратной связи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразователя и входом регулятора ЭДС, задакхций вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходс 1 регулятора скорости, выход регулятора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразова теля, выход которого соединен с обмоткой возбуждения электродвигателя и датчик направления тока нагрузки, введены логический блок, второй блок согласования знака, релейный элемент и элемент НЕ, причем выход блока обратной связи по ЭДС. через последовательно соединенные второй блок согласования знака, релейный элемент, элемент НЕ соединен с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу датчика направления тока нагрузки, реверсивного тиристорного преобразователя, а выход - к входам управления первого и второго блоков согласования знака. Кроме того, логический блок выполнен из четырех элементов И-НЕ, причем первые вхойы первого и второго элементов И-НЕ, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока, второй вход которого образован вторые входом первого элемента И-НЕ, соединенного своим выходом с вторым входом второго элемента И-НЕ и пер- . вьм входом третьего элемента И-НЕ, выход которого, являясь выходом логического блока, подключен к первому входу четвертого элемента И-НЕ, соединенного своим вторьм входом с выходом второго элемента И-НЕ, а выходом - с вторым входом третьего элемента И-НЕ, На фиг. 1 представлен двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения; на фиг, 2 - диаграмма его работы. Двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения содержит электродвигатель, якорь 1 которого подключен к нереверсивному тиристорному преобразователю 2, вход которого, через первый блок 3 согласования знака соединен с выходом регулятора 4 скорости, Тахогенератор 5 подключен к входу обратной связи регулятора 4 скорости и к управляющему входу блока б обратной связи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразователя 2 и входом обратной связи регулятора ЭДС, Задаслдий вход регулятора 7 ЭДС через задатчик 8 ЭДС соединен с выходом регулятора 4 скорости.Реверсивный тиристорный преобразователь 9,питающий обмотку 10 возбуждения электродвигателя подключен своим входом к выходу регулятора 7 ЭДС,Датчик 11 направления тока нагрузки реверсивного тиристорного преобразователя 9,логический блок 12,блок 13 согласования знака,релейный элемент 14 и элемент НЕ Выход датчика 11 направления

тока нагрузки реверсивного тиристорного преобразователя 9 соединен с вторым входе логического блока 12, рыход которого подключен.к входам управления блоков 3 и 13 согласования знака. Выход блока 6 обратной связи по ЭДС через цепочку, состоящую из последовательно включенных: блока 13 согласования знака, релейного элемента 14, элемента НЕ 15 соединен с первым входом логического блока 12. Логический блок 12 состоит из четырех элементов И-НЕ 16, 17, 18 и 19. Первые входы элементов И-НЕ 16 и 17, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока 12, вторым входом которого является второй вход элемента И-НЕ 16, соединенного своим -выходом с вторым входом элемента И-НЕ 17 и первым входом элемента И-НЕ 18, выход которого, яв ляясь выходом логического блока 12, подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, соединенного своим вторым входом с выходом элемента И-НЕ 17, а выходом - с вторым входом элемента И-НЕ 18.

Двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения работает следующим образом.

Элементы И-НЕ 18 и 19, соединенны между собой по схеме R -триггера, управляются нулевым сигналом по входам R и S (соответственно первый вход элемента И-НЕ 18 и второй вход элемента И-НЕ 19). При одновременной подаче на эти входы сигнала логической единицы с выходов элементов И-НЕ 16 и 17 RS-триггер остается в состоянии, предшествующем моменту подачи. Такой режим возможен при поступлении с выхода элемента НЕ 15 на первый вход логического блока 12 сигнала логического нуля. Если ,же на этом входе присутствует логическая единица, то состояние на выходе RS-триггера, а значит и логического блока 12, однозначно зависит от того, какой логический сигнал поступает в данный момент с выхода датчика 11 направления тока нагрузки на второй вход логического блока 12. В момент времени t- на задающий вход регулятора 4 скорости подают положительное напряжение задания 0, соответствующее разгону до максимальной скорости (фиг. 2). При этом начинается разгон привода вправо с нарастающим током возбуждения Dg , который в момент ti достигает установившегося значения, соответствующего скорости привода ниже номинальной. В момент Ч% изменяют полярность задающего сигнала Uj, при этом исчезает сигнал и на входе нереверсивного преобразователя, ток якоря 1 спадает до нуля, ток возбуждения Dj.начинает уменьшаться. При переходе- тока возбуждения 7g через нуль (момент t4.)Ha выходе датчика 11 направления тока нагрузки появляется напряжение логического нуля, однако переключение логического блока 12 задерживается из-за отсутствия сигнала логической единицы на первом ,входе этого устройства. В момент -, времени tj, когда ЭДС электродвигателя меняет свой знак, этот сигнал появляется, и практически одновременно (момент tg) логический блок 12 переключается. Переключаясь, он воздействует на блок 13 согласования знака; напряжение на выходе этого блока меняет свой знак на положительный, что приводит к появлению на первом входе логического блока 12 вновь .сигнала логического нуля. Одновременно, воздействуя на управлякмций вход блока 3 согласования знака логический блок 12 вызывает изменение его состояния. При этом на входе нереверсивного преобразователя 2 появляется положительный сигнал (Jo,, приводящий к появлению тока рекуперативного торможения электродвигателя. Торможение начинается с нарастающей интенсивностью, и когда ток возбуждения IJg достигает максимального значения (момент -Ьт), интенсивность становится максимальной. В момент-fcg скорость меняет свой знак, при этом происходит изменение знака коэффициента передачи блока 6 обратной связи по ЭДС от воздействия сигнала тахогенератора на управляющий вход этого блока. После того, как электродвигатель начинает вращаться влево, однако не достигает еще установив-, шейся скорости, в момент tg снимают напряжение задания . Процесс торможения протекает аналогично вышеописанному. Электродвигатель останавливается (момент 4 И ток возбудения спадает до нуля (момент -t,((;).

Электропривод сохраняет полностью СВОЮ работоспособность и при замене блока 6 обратной связи по ЭДС на блок обратной связи по напряжению якоря электродвигателя.

Таким образом, предлагаемый двухзоннорегулируемый электропривод с реверсом возбуждения обладает оптимальным по быстродействию режимом торможения за счет точного определения момента перехода магнитного потока электродвигателя через нуль. При этомне требуется использование специального датчика магнитного потока, встраиваемого в электродвигатель, что усложняет и удорожает конструкцию последнего. Кроме того, у такого электропривода отсутствует неуправляемый подразгон, предшествующий режиму рекуперативного торможения, что улучшает качество переходного процесса по скорости.

I. ДВУХЗОЧНОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С РЕВЕРСОМ ВОЗВУЖДЕНИЯ, содержащий электродвигатель и соединенный с якорем электродвигателя нереверсивный тиристорный преобразователь, вход которого через первый блок согласования знака соединен с выходом регулятора скорости, тахогенератрр, подключенный к управляющему входу блока обратной связи по ЭДС, включенного между выходом нереверсивного тиристорного преобразователя и входом регулятора ЭДС, задающий вход которого через задатчик ЭДС соединен с выходом регулятора скорости, выход регулятора ЭДС соединен с входом реверсивного тиристорного преобразователя, выход которого соединен с обмоткой возбуждения электродвигателя, и датчик направления тока нагрузки, о тли чающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения качества переходного про цесса по скорости при торможении, в него введены логический блок, второй блок согласования знака, релейный элемент и элемент НЕ, причем выход блока обратной связи по ЭДС через последовательно соединенные второй блок согласования знака, релейный элемент и элемент НЕ соединен с первьм входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу датчика направления тока нагрузки, а выход - к входам управления первого и второго блоков i согласования знака. 2. Электропривод по п. 1, о тличающийся тем, что логический блок выполнен из четырех элементов И-НЕ, причем первые входы первого и второго элементов И-НЕ, соединенные параллельно, образуют первый вход логического блока, второй вход которого образован вторьм входом первого элемента И-НЕ, соединенного своим выходом с вторым :о входом второго элемента И-НЕ и первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого, являясь выходом логического блока, подклю.чен к первому входу четвертого эле: ;о мента И-НЕ, соединенного своим вторым входом с выходом второго- элемента И-НЕ, а выходом - с вторьм входом третьего элемента И-НЕ.