Электропривод Советский патент 1985 года по МПК H02P1/20 

11 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателем постоянного тока. Целью изобретения является повыше ние качества регулирования, На-.фиг, 1 представлена схема элек тропривода i на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу электропривода. Электропривод содержит электродви гатель 1, якорная обмотка которого подключена к источнику питания и,, делитель напряжения, составленньй из резисторов 2-4, связанньй с якорной обмоткой электродвигателя 1, магнитный модулятор с рабочей обмоткой 5, включенной последовательно с первым резистором 6, и управляющей обмоткой 7, подключенной через переменньй резистор 8 к источнику питания Ib , транзистор 9, эмиттер-коллекторная цепь которого включена в цепь рабочей обмотки 5, второй транзистор 10, коллектор которого соединен с выводом дополнительного источника питания и . База транзистора 9 через последовательно соединенные первый ста билитрон 1 1 и второй переменный резистор 12. соединена с выводом источника питания Ujj|. Общая точка первого стабилитрона 11 и второго переменного резистора 12 через первьЕ конденсатор 13 соединена с эмиттером транзистора 9, а через последовательно соединенные дроссель 14 и первьй тиристор 15 - с д,ругим выводом источника питания и. Параллельно первому резистору 6 включена цепь, состоя щая из второго конденсатора 16 и гер вого диода 17, катод которого соединен с эмиттером второго транзистора 10 и с катодами силовых тиристоров 18-20, аноды которых соединены с о щими точками резисторов 2-4 делителя напряжения. База второго транзистора 10 соединена через стабилитрон 21 с общей точкой первого диода 17 и второго конденсатора 16 и через вторые резистор 22 и тиристор 23 - с выводом рабочей обмотки 5 магнитного модулятора. Управляющий электрод второго тиристора 23 связан с силовь1ми электродами силовых тиристоров 18-20. Управляющий электрод силового тиристора 20 связан через резистор 4 делителя напряжения и кнопку Пуск 24 с анодом этого же силового тиристора 20, а управляющие электро32ды силовых тиристоров 18 и 19 через стабилитроны 25 и 26 соединены соответственно с третьим и четвертым резисторами 27 и 28, каждый из которых шунтирован соответственно третьим и четвертым конденсаторами 29 и 30, подключенными через третьи и четвертые тиристоры 31 и 32 к дополнительному источнику питания U . Управляющие электроды тиристоров 31 и 32 связаны с силовыми электродами силовых тиристоров 18-20 через вторичные обмотки трансформаторов 33 и 34. Кроме того, управляющий электрод второго тиристора 10 связан с силовыми электродами силовых тиристоров через вторые вторичные обмотки трансформаторов 33 и 34. Электропривод содержит также обмотку 35, Один вывод которой соединен с эмиттером транзистора 36 и источником питания другой - через, стабилитрон 37 с базой транзистора 36, коллектор которого соединен с катушкой 38 выключателя, имеющего контакт 39, включенного в якорную цепь электродвигателя 1. Ключ 39, включен между минусами источников питания lljj и и. Электропривод работает следующим образом. В исходное состояние схема приводится подключением схемы под напряжения и,, и .При этом начинает работать релаксационньй генератор, состоящий из резистора 12, дросселя 14, конденсатора 13 и тиристора 15. Выходное напряжение генератора подводится через стабилитрон 11 к базе транзистора 9. Этим, напряжением транзистор 9 переводится периодически из закрытого состояния в открытое и в обратное положение, чем формируется рабочее (импульсное) напряжение дпя рабочей цепи обмотка 5 резистор 6. При периодическом открывании и закрывании транзистора 9 к рабочей цепи магнитного модулятора подводится импульсное напряжение, называемое рабочим. Ток, протекающий по обмоткам магнитного модулятора, вызывает леремагничивание сердечника. Обмотки 5 и 7 включены встречно. При этом токи.протекакище в них,намагничивают сердечник в противоположных направлениях. Примем, что 3 1 током от рабочего импульса в обмотке 5 сердечник намагничивается в направ Ленин от -В к +В , а током в обмот ке 7 сердечник размагничивается в на правлении от +В к -В . До момента поступления первого рабочего импульса ИНДУК1ДИЯ в сердечнике может быть в пределах от -В до +Б|,. Примем за начальное состояние намагниченности сердечника индукцию В . С момента поступления первого рабочего импульса сердечник намагничивается от В в направлении В . Пока будет намагничиваться сердечник, сопротивление обмотки 5 очень велико и через резистор б будет протекать небольшой ток. Таким будет и падение напряжения на резисторе 6, За время длительности первого импульса, как правило, сердечник ненамагничивается до насыщения, а только намагничивает ся, например, до В„, Одновременно протекает ток и по размагничивающей обмотке 7. Количество витков в этой обмотке значительно меньше количества витков в обмотке 5. Поэтому практически процесс перемагничивания определяется током в обмотке 5. В паузе до поступления второго рабочего импульса в обмотках магнитного модулятора нет тока и остаточная индукция в сердечнике принимает значение в . Затем к рабочей цепи прикладывается второй рабочий импульс, перемагничивающий сердечник от В к +В. В момент насыщения сердечника сопротивление обмотки 5 резко уменьшается и почти все напряжение рабочего импульса прикладывается к резистору 6. Когда к резистору -6 прикладываются импульсы рабочего напряжения, этими импульсами заряжается конденсатор 16. Так как конденсатор 16 и резистор 6 включены параллельно, напряжение на конденсаторе 16 и падение напряжения на резисторе 6. имеют одинаковую величину. Относительно входной цепи транзистора 10 эмиттер транзистора 10, анод стабилитрона 21, цепочка конденсатор 16 - резистор 6 включены последовательно. Точка соединения анода диода 17 и конденсатора 16 подключена к аноду стабилитрона 21. Резистор 6 подключен одним вьгоодом к эмиттеру транзистора 10.Напряжение на резисторе 6 уравновеЕмвает напря034жение на конденсаторе 16.При этом напряжение на входе транзистора 10 практически равно нулю. В последующей паузе напряжение с рабочей цепи снимается, а напряжение конденсатора 16 прикладывается через резистор 6 и стабилитрон 21 к переходу эмиттербаза транзистора 10 (величина напряжения на конденсаторе 16 больше пробивного напряжения стабилитрона 21). Открытый транзистор,10 переходом эмиттер-коллектор подключает источники управляющих сигналов к управляющим электродам тиристоров 18 и 19. Пуск электродвигателя 1 начинается с нажатия кнопки Пуск 24. В этот момент происходит бросок тока в якорной цепи. Наводимая ЭДС вторичной обмотки трансформатора 33 через диод открывает тиристор 32. По мере разгона электродвигателя 1 ток в якоре уменьшается по экспоненте. Соответственно уменьшается напряженность, создаваемая обмоткой 7. Поэтому глубина размагничивания сердечника в паузах также уменьшается, а величина намагничивания в период импульсов увеличиваЁтся. При снижении тока в якоре до определенной величины индукция в сердечнике достигает области насыщения, падением напряжения на резисторе 6 конденсатор 16 заряжается, в последующей паузе напряжением конденсатора 16 открывается транзистор 10 и подключает цепь управления тиристора 19 к источнику управляющего сигнала (резистор 28). Открытый тиристор 19 выводит резистор 3 из якорной цепи, одновременно в.последней происходит бросок тока. Далее процесс повторяется, что приводит к открыва- нию тиристора 18 и выводу резистора 2 из якорной цепи. Схемы в аварийном режиме работают следующим образом. При намагничивании и размагничивании сердечника на обмотке 35 наводится ЭДС. При нормальной работе схемы максимальный бросок тока равен I.. В период броска тока индукция в сердечнике изменяется на величину ЛВ, при которой ЭДС несколько меньше пробивного напряжения стабилитрона 37. При нарушении работы схемы (повреждении тиристора 19 или 18) ток якоря может значительно превышать установившееся значение и ЭДС,

наводимая в обмотке 35, будет больше Uj-Tg , транзистор 36 откроется, по лучит питание катушка 38 автоматического выключателя и разомкнется контакт 39,

При замыкании ключа 40 пуск двигателя осуществляется в функции времени, т.е. пусковые резисторы2 и 3 выключаются из якорной цепи через заданные промежутки времени.

Пуск электродвигателя 1 начинается после нажатия кнопки Пуск 24. При этом открывается тиристор 20 и замыкает силовую цепь электродвигателя 1. Током якоря, протекающим через вторичную обмотку трансформатора 33, наводится ЭДС, которая подводится к управляющей цепи тиристора 32. Через

открытьй тиристор 32 и резистор заряжается конденсатор 30. Напряжение на резисторе 28 изменяется также, как и

напряжение на конденсаторе 30. Падение напряжения на части резистора 28 подводится через стабилитрон 26 к тиристору 19. После превышения падения напряжения на части резистора

28, к которой подключена управляющая цепь тиристора 19, величины напряжения стабилизации стабилитрона 26 открывается тиристор 19 и выключается резистор 3 из якорной цепи.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает работу как в функции тока, так и в функции времени.

ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к источнику питания, делитель напряжения, составленный из резисторов и связанньш с якорной обмоткой электродвигателя, магнитный модулятор с рабочей обмоткой, включенной последовательно с первым резистором и направляющей обмоткой, подключенной через переменньм резистор к источнику питания, первый транзистор, эмиттер-коллекторная цепь которого включена в цепь рабочей обмотки, второй транзистор, один из электродов которого соединен с вьтодом дополнительного источника питания, два конденсатора, стабилитроны, силовые тиристоры и диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него дополнительно введены второй переменньй рёзйстор, три резистора, четыре тиристора, два конденсатора и дроссель, причем база rtepBoro транзистора через последовательно соединенные первый стабилитрон и второй переменньп1 резистор соединена с выводом источника питания, общая точка первого стабилитрона и второго переменного резистора через первый конденсатор соединена с эмиттером первого транзистора, а через последовательно соединенные дроссель и первьй тиристор - с другим-выводом источника питания, параллельно первому резистору включена цепь, состоящая из второго конденсатора и первого диода, катод которого соединен с эмиттером второго транзистора и катодами силовых § тиристоров, аноды которых соединены с общими точками резисторов делите- ля напряжения, база второго транd зистора соединена через -второй стабилитрон с общей точкой первого диода и второго конденсатора и через вторые резистор и тиристор - с выводом рабочей обмотки магнитного модулятора, управляющий электрод второго тиристора связан-с силовыми электродами силовых тиристоров, управляющий электрод одного из силовых тиристоров связан через резистор О9 делителя напряжения с анодом этого силового тиристораj а управляющие электроды других силовых тиристоров через стабилитроны соединены соответственно с третьим и четвертым резисторами, каждьй из которых шунтирован соответственно третьим и чет- вертым конденсаторами, подключенными через третий и четвертый тиристоры к дополнительному источнику питания, управляющие электроды которых связаны с силовыми электродами силовых тиристоров.

2.