Электропривод постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02P5/06 

f Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации скорости двигателя. Известен электропривод постоянно тока с двигателем независимого возбуждения, якорь которого подключен к сети переменного тока через выпря митель, согласующий трансформатор и индуктивно-емкостный преобразовател напряжения - в источник неизменного тока D1 Однако в приводе невозможно достигнуть предельного быстродействия как в режимах пуска, так и в режимах приема и сброса нагрузки, так как регулирование осуществляется по цепи возбуждения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электропривод постоянного тока, содержапеий двигатель независимого возбуждения, якорь которого подключен к источнику переменного тока че рез выпрямитель, согласующий трансформатор и индуктивно-емкостньй преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор вал которого сочленен с валом двига теля, сумматор, суммирующий вход ко торого подключен к источнику задающего напряжения, а вычитающий вход к тахогенератору, релейный элемен вход которого соединен с выходом сумматора, ко1 4мутатор, вьшолненньй на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов 2J, Недостатком такого электропривод является значительное влияние на сеть коммутационных процессов и зна чительные потери энергии от них, обусловленные тем, что ксгммутатор замыкает и размыкает выход индуктив но-емкостного преобразователя в моменты времени, характеризующиеся произвольным запасом энергии в реактивных элементах преобразователя что снижает энергетические показатели. Цель изобретения - улучшение эне гетических показателей. Поставленная цель достигается тем, что в электропривод постоянно тока, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрями39тель, согласующий трансформатор, индуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизмемного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, суммирующий вход которого подключен к источнику задающего напряжения, а вычитающий вход - к тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с выходом сумматора, коммутатора, выпслненный на тиристорах, к управляющим электродам KOTOpt ix подключены выходы согласующих элементов, дополнительно введены три датчика линейных напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора, три ограничителя, входы которых подключены к выходам соответствукищх датчиков линейньк напряжений, три дифференцирующих блока, входы которых подсоединены к выходам ограничителей, три селектора полярности импульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков, логический элемент НЕ, вход которого подключен к выходу релейного элемента, элементы задержки, две группы логических элементов И, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ, а вторые входы первой группы элементов И - к выходам селекторов полярности, второй группы - через элементы задержки к выходам элементов И первой группы, причем выходы элементов И второй группы соединены с входами согласующих элементов, а каждая пара встречно-параллельно соединенных тиристоров коммутатора включена между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора. На чертеже представлена схема электропривода постоянного уока, Электропривод содержит двигатель независимого возбухсдения, якорная обмотка 1 которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель 2, согласующий трансформа- . тор 3, индуктивно-емкостный преобразователь 4 напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор 5, вал которого сочленен с валом электродвигателя, сумматор 6, суммирующий вход которого подключен к источнику задающего напряжения U, , а вычитающий вход - к тахогенератору 5, релейный элемент 7, вход которого соединен с выходом сумматора 6, ком мутатор выполнен на тиристорах 8-13 на управляющие электроды которых подключены выходы согласующих элементов 14-19, три датчика 20-22 линейный напряжений, каждый из которы включен между соответствующими фаза ми вторичной обмотки трансформатора 3, три ограничителя 23-25, входы которых подключены к выходам соответствукидих датчиков 20-22 линейных напряжений, три дифференцирующих блока 26-28, входы которых подсоеди нены к выходам ограничителей 23-25, три селектора 25-31 полярности импульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков 2628, логический элемент НЕ 32, вход которого подключен к выходу релейно го элемента 7, шесть элементов 33-3 задержки,двенадцать логических элем тов И 39-50, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ 3 а вторые входы первых шести элементов И 39-44 - к выходам селекторов 29-31 п лярности, других шести элементов И А5-50 - через элементы задержки 33-38 к вЪ1ходам первых иести элемен тов И 39-44, причем выходы вторых шести элементов И 45-50 соединены с входами согласующих элементов 1419, а каждая пара 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13 встречно-паралпельно соединенных тиристоров коммутатора вклю-. чена между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора 3. Электропривод постоянного тока работает следующим образе. Датчики 20-22 контролируют линей ные напряжения на вторичной обмотке трансформатора 3. Сигналы с выходов этих датчиков поступают на вход ограничителей 23-25, где сигна лы усиливаются и ограничиваются по амплитуде, т.е. сигналы с выходов ограничителей имеют трапецеидальную форму. Эти сигналы поступают на вход дифференцирующих блоков 26-28. С выхода дифференцирующих блоков си налы представляют собой разнополяр- ные импульсы в моменты перехода линейных напряжений через ноль. Положительные импульсы имеют место тогда, когда линейные напряжения изменяют знак с отрицательного на поло- жительньй, а отрицательные импульсы - с положительного на отрицатель ный. Эти разнополярные импульсы че394рез селекторы 29-31 полярности поступают на вторые хзходы логических элементов И 39-44, выходы которых через элементы задержки 33-38 соединены с вторьми входами логических элементов И 45-50, выходы которых подключены к согласующим элементам 14-19 тиристоров коммутатора. На первые входы логических элементов И поступает сигнал с выхода логического элемента НЕ 32, т.е. логические элементы И выполняют роль ключей, которые пропускают импульсы с селекторов 29-31 полярности к согласукицим элементам 14-19 в зависимости от сигнала с элемента НЕ 32. Элементы задержки 33-38 необходимы, чтобы исключить неопределенность в пропускании и myльcoв через ключ, образованный элементами при совпадении момента перехода сигнала на выходе элемента НЕ 32 с единицы до нуля (с нуля до единицы) и момента появления импульсов на выходах селекторов. Например, пусть совпадают момент перехода сигнала с выхода элемента НЕ 32 с единицы до нуля и момент появления импульса с первого выхода селектора 29 полярности. Элемент И 39 сработал так, что импульс с выхода селектора 29 прошел на вход элемента 33 задержки. Этот сигнал элементом 33 задержки задерживается на время at и поступает на вход элемента И 45. Через элемент И 45 11мпульс не пройдет, так как через At на выходе элемента ПЕ 32 четко будет ноль.« Если бы этого не произошло, то соответствующий тиристор коммутатора, а именно 13, был бы открыт еще на половину периода. Следовательно, построение ключа с использованием элементов И и элементов задержки сокращает время запаздывания срабатывания тиристоров коммутатора по отношению срабатывания релейного элемента 7. Включение и выключение тиристоров коммутатора осуществляется в моменты времени, определяемые переходом соответствующих линейных напряжений через ноль. Величина at выбирается из условия надежной работы логических элементов И при изменении сигнала на выходе элемента НЕ 32. В исходном состоянии индуктивно-емкостный преобразователь подключен к сети переменного тока. При отсутствии задакщего напряжения Uj на входе сумматора б сигнал на выходе релейного элемента равен нулю, а следовательно, сигнал на выходе элемента НЕ 32 равен единице. Импульсы с выходов селекторов 29-31 полярностн через элементы И 39-44, элементы 33-38 задержки, через элементы И 4550 поступают на входы согласующих элементов J4-19, выходы которых соединены с управляющими электродами тиристоров 8-13 коммутатора, которые закорачивают вторичную обмотку транс форматора 3. Ток в якоре 1 двигателя отсутствует и последний неподвижен. При подаче U сигнал на выходе ре лейного элемента 7 равен единице, а на выходе элемента НЕ 32 ноль. Импульсы с селекторов 29-31 полярности на согласующие элементы 14-19 не пос тупают. Тиристоры 8-13 закзжгааются в точках естественной кою утации. В цепи якоря 1 двигателя появляется неизменный по величине ток и двигатель начинает разгоняться. При достижении напряжения тахогенератора 5 напряжения задания U|на выходе релейного элемента 7 сигнал равен нулю, а на выходе элемента НЕ 32 равен единице. Импульсы с селекторов 29-31 полярности поступают на управляющие электроды тиристоров 8-13 коммутаторов, последние закорачивают вторичную обмотку трансформатора 3. Якорь 1 двигателя обесточивается и двигатель начинает тормозиться пйд действием статического момента. Снижение скорости происходит до тех пор, пока снова на выходе релейного элемента 7 появится сигнал, равный единице, а на выходе элемента НЕ - равный нулю. В якоре 1 двигателя вновь появляется ток, двигатель начинает разгоняться. В дальнейшем процессы повторяются. Периодический процесс включения и выключения двигателя обеспечивает стабилизацию скорости двигателя. Таким образом, так как процесс включения и отключения тиристоров ксжмутатора происходит всегда в точках перехода линейного напряжения в ноль, то влияние коммутационных процессов на .сеть минимальное, при этом уменьшаются потери от коммутационных процессора, так как в моменты коммутации тиристоров запас энергии в активных элементах минимален.

f f f

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двигатель независимого возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, согласунщий трансформатор, иидуктияно--емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, сумматор, cytottfрующий вход которого подключен к источнику задающего- напряжения, а вычитающий вход - к тахогенератору, релейный элемент, вход которого соединен с ВЫХОДСЯ4 сумматора, коммутатор, вьтолненньй на тиристорах, к управляющим электродам которых подключены выходы согласующих элементов, отличающийся тем, что. с целью улучшения энергетических показателей, в него дополнительно введены три датчика линейных напряжений, каждый из которых включен между соответствующими фазами вторичной обмотки трансформатора, три ограничителя, входы KOTopbix подключены к выходам соответствующих датчиков линейных напряжений, три дифференцирующих блока, входы которых подсоединены к выходам ограничителей, три селектора полярности импульсов, входами подсоединенных к выходам дифференцирующих блоков, логический элемент НЕ, вход которого подкгаочен к выходу ргелейного элемента, элементы задержки, две группы логических элементов И, первые входы которых подсоединены к выходу элемента НЕ, а вторые входы первой группы элементов И - к выходам селекторов полярности, второй группы - через элементы задержки к выходам элементов И первой группы, причем выход9 г элементов И второй 4 О1 группы соединены с входами согласующих элементов, а каждая пара встреч4: но-парадпельно соединенных тиристоСО СО ров коммутатора включена между соответств тощими фазами вторичной обмотки трансформатора.