Устройство для ограничения тока нагрузки экскаваторного электропривода постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК E02F9/00 

Изобретение относится к электроприводу постоянного тока и может быть использовано в электроприводах экскаваторов, снабженных системой подчиненного регулирования, а также в электроприводах экскаваторов с отсечкой по току, реализованной с помощью преобразователя, у которого сигнал обратной связи по току снимается с участка якорной цепи, содержащего обмотки дополнительных полюсов и компенсационные обмотки электрических машин.

Целью изобретения является повыщение точности стабилизации стопорного тока и обеспечение его перекомпенсации при высоких температурах нагрева.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кривые зависимостей (0) - погрешности стабилизации стопорного тока (1ст), (в) стопорного момента (Мет) и 8ф(в) - магнитного потока двигателя (Ф) от температуры нагрева электрических машин, рассчитанные применительно к электроприводу действующего экскаватора ЭШ 10/70А; на фиг. 3 - схема устройства с оптронны.м тиристором.

Устройство (фиг. 1) содержит приводной двигатель 1, генератор 2, обмотку возбуждения генератора; регулятор тока 4, полупроводниковый терморезистор 5 отрицательным ТКС, резистор 6, вентильный мост 7, резистор 8, стабилитрон 9,бптрон 10, резистор И, обмотки КО 12 генератора, обмотки КО 13 двигателя, обмотки ДП 14 генератора, обмотки ДП 15 двигателя, обмотку возбуждения 16 двигателя.

На фиг. 2 приняты следуюшие обозначения: I и II - расчетные кривые б1вт i (©); III и IV - расчетные кривые ); V - расчетная кривая ёф(0).

Якорь Приводного двигателя 1 питается от генератора 2 с обмоткой возбуждения 3, которая получает питание от регулятора тока 4. Входной сигнал Uex4-i на регулятор тока подается через двухполюсник, состоящий из терморезистора 5, зашунти- рованного резистором 6 и последовательно соединенного с входом вентильного моста 7, на выход которого включены последовательно соединенные второй резистор 8, на часть которого через стабилитрон 9 подключен светодиод о птрона 10, и третий резистор 11, часть которого шунтируется выходом оптро- на 10. Ограничение стопорного тока осуществляется при помощи отрицательной обратной связи, снимаемой с участка якорной цепи, включающей последовательно соединенные компенсационные обмотки 12 и 13 генератора и двигателя соответственно и обмотки 14 и 15 дополнительных полюсов генератора и двигателя соответственно. Указанная обратная связь подается на второй вход регулятора 4 (сигнал ). В качестве регулятора тока может быть использован тиристорный преобразователь, магнитный или другой усилитель. Оптоэлектрон- ный ключ может быть реализован на диод- но.м, транзисторном, тиристорном оптронах или и.м подобных элементах в сочетании

с усилителями или без них.

Устройство работает следующим образом. В процессе нагрева электрических машин повышается сопротивление об.моток КО и ДП, вследствие чего увеличивается сигнал отрицательной обратной связи по току. Терморезистор 5 размещен в электрической машине в тепловом контакте с обмоткой КО или ДП, поэтому в процессе нагрева электрических машин уменьшается сопротивление терморезистора и увеличивается сигнал задания. Параметры терморезистора и резисторов рассчитывают так, чтобы увеличение сигнала задания компенсировало увеличение сигнала обратной связи по току при нагреве машин, чем обеспечива- Ю Т стабилизацию стопорного тока при изменении температуры машин. Терморезистор 5 имеет высокий ТКС, поэтому параметры резисторов 6, 8 и 11 могут быть рассчитаны так, чтобы обеспечить не только стабилизацию, но и перекомпенсацию стопорного тока и момента привода.

В диапазоне температур от 0 -40°С до

0 + 40°Сh60°C за счет высокого ТКС

терморезистора стабилизация стопорного тока осушествляется с небольшой погрешностью. При более высоких значениях температур ТКС терморезистора уменьшается, что приводит к уменьшению чувствительности устройства к изменению температуры. Для повышения чувствительности устройства служат стабилитрон 9 и оптрон 10. Вентильный мост 7 служит для возможности функционирования оптоэлектронного узла при изменении полярности напряжения задания. При нагреве .машин до температуры, превышающей - +60°С вследствие увеличения тока, протекающего через резистор 8, напряжение, снимаемое с части

0 указанного резистора, достигает значения, при котором пробивается стабилитрон 9. Это вызывает протекание тока через светодиод оптрона 10, работающего в активном режиме, который своим выходом шунтирует часть резистора 11. В связи с уменьшением сум марного сопротивления резисторов в цепи задания повышается степень влияния изменения сопротивления терморезистора, что с учетом высо кого коэффициента усиления оптрона приводит к более интенсивному рос(, ту тока задания при дальнейше.м повышении температуры и, соответственно, увеличению стопорного тока (кривая I, фиг. 2).

Так как с ростом температуры нагрева обмоток тока возбуждения и, соответственно, магнитный поток двигателя уменьшаются

5 (кривая V, фиг. 2), то при указанном росте стопорного тока происходит стабилизация стопорного момента при нагретых машинах (кривая II, фиг. 2). Некоторое снижение

стопорного момента при холодных машинах, наблюдающееся как в случае применения предлагаемого устройства, так и известного, не может существенно ухудщить работу привода, так как в этих условиях машины работают непродолжительно, ввиду быстрого первоначального роста температуры обмоток в процессе разогрева мащин.

В электроприводе с известным устройством по сравнению с электроприводом с предлагаемым при температуре в +120°С происходит уменьшение стопорного тока на 8% (кривая II, фиг. 2), чему соответствует примерно такое же уменьшение стопорного момента (кривая IV, фиг. 2).

Коррекцию параметров элементов схемы производят с помощью верхнего и нижнего (по схеме) движков резисторов 8 и И. В

процессе наладки с помощью верхних движков устанавливают расчетные значения сопротивлений резисторов 8 и II. Подрегулировку стопорного тока при холодных машинах производят верхним движком резистора 11. При температуре машин вя:40°С - 60°С с помощью нижнего движка резистора 8 производят настройку начала сра атыва- . ния оптрона 10. Величину стопорного тока при нагретых машинах устанавливают путем изменения положения нижнего движка резистора 11. Если, например, стопорный ток ниже требуемого, увеличивают сопротивление части резистора 11, шунтируемой опт- роном.

Предлагаемое устройство для ограничения тока нагрузки обеспечивает перекомпенсацию стопорного тока.

фиг. 2