Электропривод стабилизированной частоты вращения Советский патент 1985 года по МПК H02P5/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах, например в электромашинных преобразователях энергии, специальных насосах и вентиляторах, где электропривод должен обеспечить стабилизацию частоты вращения выходного вала вне зависимости от изменений нагрузки или колебаний величины напряжения питающего источника.

По основному авт,св. № 1003283 известен электропривод стабилизированной частоты вращения, содержащий электродвигатель постоянного тока, один вывод- обмотки якоря которого через последовательно соединенные диоды и вторичную обмотку выходного трансформатора конвертора, пусковое сопротивление, шунтированное контактом контактора ускорения пускателя и пускатель соединен с положительным вьшодом источника питания, отрицательный вывод которого через пускатель соединен с одним вьшодом обмотки возбуждения и вторым выводом обмотки якоря электродвигателя и вьшодом конвертора, входы которого соединены с контактором ускорения пускателя и датчиками тока и частоты вращения электродвигателя, два разделительных диода, катоды которых соединены между собой и с другим выводом обмотки возбуждения электродвигателя, анод одного разделительного диода соединен через пускатель с положительным выводом источника питания, а анод другого разделительного диод -с выводом обмотки якоря электродвигателя Ci 3.

Недостатком известного электропривода является то, что в ста:тйческом установившемса работы в электроприводе, питающемся от нестабильного источника цитания постоянного тока. Производится суммлрование выходного напряжения управляемого источника питания таким образом, что рёзульт фу}(щее среднее значение напряжения «а обмотке .якоря электродвигателя, подаваемое также через второй диод введенной разделительной схемы на обмотку возбуждения двигателя, близко к номинальной величине, чем обеспечивается поддержание с высокой степенью точности на заданном номи493622

нальнем уровне частоты вращения выходного вала.привода при практически полном электрическом и тепловом использовании цепей обмотки якоря 5 и обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока.

Однако конвертор является с точки зрения надежности наиболее слабь1м звеном известного электропривода, при отказе которого (конвертора) электродвигатель электопри- вода, хотя и сохраняет частиную работоспособность, переходя в режим питания цепей обмоток якоря и возбуждения непосредственно от напряжения источника питания, но уже не обеспечивает необходимой точности поддержания частоты вращения выходного вала.

Целью изобретения является повышение надежности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод стабилизированной частоты вращения дополнительно введены разрядный диод, шунтирующий обмотку возбуждения электродвигателя, электромагнитное реле с замыкающим контактом, управляемьй , последовательно включенные раз1Ф1какнций контакт контактора ускорения пускателя и резистор регулятор, вход которого соединен с датчиком скорости, а выход - с управляемым ключом и с третьим входом конвертора, выпрямительный мост выходной трансформатор конвертора снабжен дополшительной обмоткой, причем замыкающий контакт и управляемый ключ соединены параллельно и включены между выводом обмотки возбуждения и пускателем, соединенным с отрицательным выводом источника питания, обмотка электромагнитного реле одним выводом соединена через пускатель с отрицательным выводом источника питания, а другим - через последовательно соединенные размыкакяций контакт контактора ускорения пускателя и резистор соединена с катодами разделительных диодов, параллельно обмотке электромагнитного реле подключена одна диагональ вьшлямитель- ного моста, другая диагональ которого соединена с дополнительной обмоткой выходного трансформатора конвертора. 3 На чертеже представлена схема предлагаемого электропривода. Электропривод стабилизирюванно частоты вращения содержит электро двигатель постоянного тока, один вывод обмотки 1 якоря которого ч рез последовательно соединенные диоды 2 и 3 и вторичную обмотку трансформатора 4 конвертора 5, пусковое сопротивление 6, шунтированное контактом 7 контактора ускорения пускателя 8, пускатель соединен с положительным выводом источника 9 питания, отрицатель.ный вьтод которого через пускател 8 связан с цепью питания обмотки возбуждения и вторым выводом обмо ки 1 якоря электродвигателя и выводом конвертора 5, входы которог соединены с контактором ускорения пускателя 8, датчиком 11 тока якоря и регулятором 12, Кроме того, электропривод содер жит разделительные диоды 13 и 14, причем анод диода 13 связан через пускатель 8 с положительным выводом источника 9 питания, анод диода 14 - с катодаьш вьшодных дио дов 2 и 3 конвертора 5, а катоды разделительных диодов 13 и 14 соединены между собой и связаны с одним выводом обмотки 10 возбуждеНИН электродвигателя, шунтированной разрядным диодом 15. Электропривод содержит также электромагнитное реле с Обмоткой 16 с зш4ыкаю1цим контактом |7,управ ключ 18, последовательно включенные .резистор 19 и размыкающий контакт 20 контактора ускорейия пускателя 8, регулятор которого соединен с датчиком 21 скорости, а выход - с упраЕ1ЛЯ1р1цим ключом Т8. Трансформатор 4 снабжен доподаитеяьной обмоткой 22, замыкающий контакт 17 и управл емьгй ключ 18 соединены параллельно и включены между выводом обмотки 10 возбуждения и пускателем 8, соединенньм с отрицательным выводом источника 9 питания, обмотка 16 элек ромагнятного реле одним выводом соединения через пускатель 8 с отг рицательта | выводом источника 9 пи таииЯу а другим - через последовательно соединенные раз}1ыка1ющий контакт 20 контактора ускорения и резистор 19 соединена с катода 1и щивделительных диодов 13 и 14, пар 624 лельно обмотке 16 электромагнитного реяе подключена одна диагональ вьтрямительного моста 23,другая диагональ которого соединена с дополнительной обмоткой 22 выходного трансформатора 4. Нагрузкой электродвигателя является синхронный генератор 24 с автономным регулятором 25, воздействующим на обмотку 26 возбуждения генератора 24. Электропривод работает следующим образом. Работа электропривода происходит в три этапа. На первом этапе выходное напряжение источника 9 питания через пус катель 8 и разделительный диод 13 поступает через контакт 20 контактора ускорения и резистор 19 на обмотку 16 электромагнитного реле, которое срабатывает и посредством своего замыкающего контакта 17 подключает под напряжение источника 9 обмотку 10 возбутвдения электродвигателя, одновременно напряжение источника 9 питания подводится также к обмотке 1 якоря через пусковое сояротивление 6 и выходную цепь диоды 2 и 3 - трансформатор 4 конвертора s, которьй при этом закрывается, т.е. не преобразует подав.аемое на его вход напряжение постоянного тока ввиду наличия запрещающей блокировки от коктбктора ускорения пускатепя 8 (условн;о показана стрелкой) от замыкаххцегося контакта 7 контактора ускорения пускателя 8 на пераьШ управляющий вход конвертора 5. На втором этап& по окончании первого реостатного интервала запуска электропривода эаш жается контакт 7 коитактора скорени}1 пускателя 8, шунтируется при этом пусковое сопротивление 6, а к обмотке 1 якоря и силовому входу конвертора 5 подводится полностью напряжение источника 9 питания, конвертор 5 при этом запускается, но благодаря воздействию/на его второй управляющий вход выходного сигнала датчика 11 тока якоря (фиксирующего второй 6ipocoK пускового тока электропривода) остается в призакрытом состоянии, т.е преобразует подаваемое на его вход напряжение постоянного тока в переменное на некотором минимальном ровне, достаточном, однако для держания во включенном состоянии реле, обмотка 16 которого при срабатывании размыкающего контакта 20 контактора ускорения теперь запитывается посредством вентильного моста 23 от напряжения дополнительной, вторичной обмотки 22 выходного трансформатора 4 конвертора 5. На третьем этапе по окончании второго интервала запуска электропривода начинается работа конвертора 5, который в соотйетствии с выходным сигналом регулятора 12 час тоты вращения, воЭде.йствух Е(им на третий управЛ8«ЕШЩй вход конвертора увеличивает уровень своего выходног напряжения ташш образом что величина напряжения подводимого к обмо ке 1 якоря н че;рез разделЕительн диод 14 к обМрткё 10 возбуждения двигателя, достигает ве сичины близ кой к номи11альнЬй-, при :оторой пронеходит стабилизация на заданном но минальном Уровне частоты; .w вращения выходного вала электропривода и реализация якорного принципа упра ле1{ия двигателя постоянного тока, характеризукяцаяся полным электричес К1Ш йспользо 1аиией его обмоток. При внеаа:пном указанного конвертора 5 в мстент времени t, характериэукщемся HC4e3HoiBeHHeM его выходного напряжения на обмотках трансформатора 4 ввиду повреждения силовых элементов щи срабатывании его внутренней отключахщей защиты. 62б напряжение, подаваемое на якорь 1 двигателя через диоды 2 и 3, скачком понижается до уровня величины напряжения источника 9 питания. При этом обесточивается обмотка 16 электромагнитного реле и размыкается его контакт 17, вводя а цепь обмОтки 10 возбуждения электродвигателя управляемый ключ 18, Частота вращения tu электродвигателя сначала незначительно уменьшается под влиянием тормозящего действия момента сопротивления нагрузки, а затем восстанавливается из-за действия регулятора 12, воздействующего через зпправляемьй ключ 18 на цепь обмотки 10 возбузкдения электродвигателя . Ток шунтовой обмотки 10 возбуждения электродвигателя сначала унижается, замыкаясь по цепи обмотка 10 возбуждения - разрядный диод 15, а затем достигает некоторой величины, необходимой для обеспечения ста:билизации частоты вращения U) ш....„ электропривода на за пО. данном номинальном уровне в режиме полюсного управления электродвигателем по цепи питания его обмотки 10 возбуждения. ..,;,.-- .. Таким образом, предлагаемьй электропривод при отказе конвертора- обеспечивает необходимую точность регулирования частоты вращения электродвигателя.

ЭЛЕКТРОПРИВОД СТАБШШЗИРОВАННОЙ ЧАСТр Ш )аЙЯ по авт, ев. 1003283, ОТЛИЧИ ю ч и и с я тем, что, с повышения йадеж ноети регулирования, в него дополнительно введены раьэрядныйдирд, шунтщ уювц1Й обмРТку возбуждения электродвигателя, элёктромагнит.ное реле с эамьжакицнн контактом, управ- . ляеьшй кшо1Ч, последовательно вкшоченные размыкаюпрй крйтёкт .крнтакTOiJa ускорения пускателя и рёаистор fif регулятор, вход которого соединен с датчиком скорости, а выход - с уиравKse fKHA и с третьим входом «рнвертора, выпрямительный мост, выходной трансформатор конвертора снабжен дополнительной обмоткой, причем за1 а|1какщий контакт и управляемый KJ1I04 срединены параллельно и включены мелду выводом обмотки возбуждения и пускателем, соединеншш с отрицательным вьшодом источника питания обмотка электромагнитного pejie одним выводом соединена через пускатель с ЬтрицательнБ1м выводрм источника питания, а другим - через последовательно соединенные какшщй контакт контактора ускореСО ния пускателя и резистор соединена с , разделительных диодов, параллельно обмотке электромагнитного реле подключена одна диагональ вйдарямительяого , другая диагональ которого соединена с дополни со 00 а тельной обмоткой выходного трансформатора конвертора. го