Устройство для регулирования вентильного электропривода Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

I Изобретение относится к электро технике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть , использовано в устройствах для регулирования электроприводом постоянног Тока подъемно-транспортных и других механизмов. Известно устройство для регулиров ния вентильным электроприводом, содержащее тиристорный преобразователь с системой импульсно-фазового управления, тахоганератор-, вал которого сочленен с валом электродвигателя, .регуляторы тока и скорости lj . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее- трансформатор с одной обмоткой опорного напряжения и двумя-вторичными силовыми обмотками, соединенными последовательно, общая томка которых подключена к одному выводу электродвигателя, второй вывод которого соединен с катода ми двух тиристоров, подключенных ано дами соответственно ко вторым выводам вторичных силовых обмоток трансформатора, первая схема формирования отпирающих импульсов, выход которой соединен с управляющим электродом первого тиристора 2 . Недостатком известных устройств Является ограниченный диапазон регулирования электропривода в режиме то можения противовключением, так как при постоянном управляющем сигнале в режиме торможения противовключением угол отпирания тиристоров остается постоянным,, При угле регулирования равном при котором тиристоры должны быть заперты, между анодом и катодом каждого тиристора действует, отличное от нуля напряжение, равное яде электродвигателя. Это напряжение вызывает протекание в якоре электродвигателя нерегулируемого тормозного Тока, Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости, Поставленная цель достигается тем что в устройство для регулирования вентильного электропривода, содержащее трансформатор с одной обмоткой опорного напряжения и двумя вторичными силовыми обмотками, соединенными последовательно, общая точка которых подключена к -одному выводу электродвигателя, второй вывод которого свя 8 зан с катодами двух тиристоров, подключенных анодами соответственно ко вторым выводам вторичных силовых обмоток трансформатора, первая схема формирования отпирающих импульсов, выход которой соединен с управляющим электродом первого тиристора, дополнительно введены тахогенератор, вал которого сочленен сзалом электродвигателя, схема коррекции нулевого уровня опорных напряжений, вторая схема формирования отпирающих импульсов, блок управления, а трансформатор снабжен второй обмоткой опорного напряжения , при этом один вход блока управления соединен с вторым выводом электродвигателя, а другой - с тахогенератором, соединенным также с одним входом коррекции нулевого уровня опорных напряжений, второй вход которой соединен с выводами указанных обмоток опорных напряжений трансформатора, выходы схемы коррекции нулевого уровня опорных напряжений соединены соответственно со входами первой и второй схемы формирования отпирающих импульсов, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, а выход второй схемы формирования отпирающих импульсов соединен с управляющим электродом второго тиристора, На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для регулирования вентильного электропривода; на фиг.25 изображены диаграммы напряжений. Устройство для регулирования вентильного электропривода содержит трансформатор 1 с. обмоткой 2 опорного напряжения и вторичными силовыми обмотками 3 и , соединенными последовательно, общая точка которых подключена к одному выводу электродвигателя 5, второй вывод которого связан с катодами тириеторов 6 и 7, подключенных анодами соответственно ко вторым выводам вторичных силовых обмоток 3 и /-, первую схему формирования отпирающих импульсов 8, выход которой соединен с управляющим электродом тиристора 6, тахогенератор 9, вал которого сочленен с валом электродвигателя 5, схему коррекции нулевого.уровня 10 опорных напряжений,, вторую схему формирования отпирающих импульсов 11, блок управления 12, Трансформатор 1.имеет вторую обмотку 13 опорного напряжения. Один вход блока управления 12. соединем с выводом электродвигателя 5, а другой вход - с тахогенератором 9, соединенным также с одним входом схемы коррекции нулевого уровня 10, второй вход которой соединен х: выводами об- 5 моток 2 и 13, а выходы - соответственно со входами схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11, вторые входы которых соединены с выходами блока управления 12. Выход схемы фор- мирования отпирающих импульсов 11 соединен с управляющим электродом тиристора 7. Электродвигатель 5 соединен с общей точкой катодов тиристоро в 6 и 7 общей шиной 1 через 5 токоизмерительный шунт 15. Трансформатор 1 имеет первичную силовую обмотку 1 6 .

Схема коррекции нулевого уровня 10 опорных напряжений содержит тран- 20 зисторы 17 и 18 типа п-р-п, резисторы 19-2, источник питания 25 и доид 26.

Схемы формирования отпирающих импульсов 8 и 11 собраны на резисто- 25 pax 27-36, конденсаторах 37 и 38, однопереходных транзисторах (двухбазовых диодах)39 и 0 и транзисторах 1 и +2 типа р-п-р.

Устройство работает следующим об- зо разом.

При работе электродвигателя 5 в двигательном режиме, например при подъеме груза или наматывании нитевидного материала на барабан с задан-35 ным натяжением, направление вращения вала электродвигателя 5 совпадает с его собственным моментом и противоположно направлению момента, приложенного к валу. При этом напряжение 40 поступающее с тахогенератора 9, имеет отрицательную полярность относительно общий шины I. Диод 2б заперт. На базы транзисторов 17 и 18 через резисторы 21 и 23 относительно общий 45 шины k поступают опорные напряжения с обмоток 2 и 13. Транзисторы 17 и 18 и резисторы 19 и 2А образуют каскады эмиттерных повторителей. Потенциалы на эмиттерах транзисторов 17 50 и 18 повторяют форму положительных полусинусоид опорных напряжений.

С эммитеров транзисторов 17 и 18 опорные напряжения относительно общей шины 1 поступают на первые 55 входы (резисторы 27 и Зб) двух схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11. Форма опорных напряжений соот- .

ветствует форме напряжений, действующих на анодах тиристоров 6 и 7.

Управляющий сигнал, поступающий с блока управления 12 на вторые входы (базы транзисторов)j 1 и . двух схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11 позволяют изменять угол отпирания тиристоров 6 и 7 в пределах 0-l80°.

При работе электродвигателя 5 в режиме торможения противовключением, например при спускании груза или при торможении сматывающего нитевидного материала с заданным тормозным усилием, направлением вращения вала электродвигателя 5 совпадает с направлением момента, приложенного к валу, и противоположно собственному моменту двигателя 5. При этом напряжение, поступающее с тахогенератора 9, имеет положительную.полярность относительно общей шины 1. Диод 26 открыт и на базе каждого из транзисторов 17 и 18 действуют результирующие потенциалы, складывающиеся из опорных напряжений, поступающих с обмоток 2 и 13 и напряжения тахогенератора 9, поступающего через резисторы 20 и 22. Между анодом и катодом каждого из тиристоров 6 и 7 приложены суммарные напряжения U,, U (фиг.2), складывающиеся из напряжений вторичных силовых обмоток 3 и j и собственной электродвижущей силы Е (фиг.) электродвигателя 5Величина напряжения UQтахогенератора 9 изменяется прямопропорционально величине электродвижущей силы Ej электродвигателя 5.

Напряжение Ug тахогенераторд 9 вызывает смещение нулевого уровня опорных напряжений пропорционально величине электродвижущей силы ЕС электродвигателя 5.

Форма напряжений, действующих на базах транзисторов 17 и 18, а следовательно, и опорных напряжений U|9 , ) поступающих на первые входы схем формирования отпираюи|их импульсов 8 и 11, повторяют форму напряжений U и и, действующих на анодах тиристоров 6 и 7 относительно общей шины 1 во всем диапазоне регулирования частоты вращения электродвигателя 5Опорные напряжения, поступающие на входы схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11 ограничиваются напряжениями 1)43 ii U/j стабилитронов 13 и (фиг.З и фиг.5 и осущестэляют синхронизацию отпирающих импульсов с напряжением сети. Транзисторы 1 и 2 р-п-р типа являются генераторами тока, через которые осу ществляется заряд конденсаторов 37 и 38. Заряд конденсаторов 37 и 38 на чинается с приходом соответствующих импульсов опорного напряжения и про™ должается до напряжения отпирания однопереходных транзисторов 39 и 0. После отпирания однопереходных транзисторов 39 и 0 происходит разряд конденсаторов 37 и 38 через резисторы 28 и 29 и 33 и 35. При этом на управляющие электроды тиристоров 6 и 7 поступают отпиранмцие импульсы чере резисторы 30 и 28 и 3 и 35. Время появления отпирающих импуль сов определяется величной зарядных токов конденсаторов 37 и 28, которые в свою очередь зависят от базовых то ков транзисторов 41 и 2. Блок управления 12 управляет величиной базовых токов транзисторов iil и 2, а следовательно, и углом отпирания тиристоров б и 7. На фиг.2 и изображены графики напряжений U и Uj, действующих на анодах тиристоров 6 и 7 относительно общей шины 1 в режиме торможения пр 586 тивовключением. На фиг.З и 5 изображены графики опорных напряжений Uj и 1)24 действующих на первых входах схем формирования отпирающих импульсов 8 и 11 относительно обдей шины И 8 режиме торможения противовклгочением. Наличие в устройстве токоизмерительного шунта 15, напряжение с которого подается на один из входов блока управления 12, позволяет осуществлять токсюграничение в режиме стабилизации скорости вращения вала электродвигателя Sf а также управление .током якоря электродвигателя в режиме стабилизации момента на валу электродвигателя. Для обеспечения режима стабилизации скорости вращения вала электродвигателя 5 используется сигнал тахогенератора 9, поступающий нэ второй вход блока управления 12. Таким образом, при постоянном управляющем сигнале в режиме торюжения противовключением угол поджига тиристоров не остается постоянным, а изменяется в зависимости от изменения величины ЭДС электродвигателя, компенсируя тем самым изменение тока якоря электродвигателя. Это позволяет увеличить диапазон регулирования электропривода.

To

7

d

/

i

V

of

Фиг.Ч

I