Электропривод Советский патент 1986 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с реверсивным вентильным преобразователем, в частности при питании от автономного источника питания соизмеримой мощност

Целью изобретения является Повышение надежности электропривода в работе.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжения в трактах управления.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока, реверсивный вентильный преобразователь 2 с двумя вентильными группами формирователи 3 и 4 отпирающих импульсов, формирователь 5 опорных напряжений, первый 6 , второй 7 и третий 8 источники напряжения постоянного тока, датчик 9 ЭДС якоря электродвигателя, инвертор 10, два тракта управления, которые включают в себя первые диоды 11 и 12, первые сумматоры 13 и 14 с двумя входами, компараторы 15 и 16, дифференциаторы .17 и 18, вторые диоды 19 и 20, вторые сумматоры 21 и 22 с тремя входами и блоки 23 и 24 токоограничения,

Электродвигатель 1 постоянного тока подключен к выходу реверсивног йентильного преобразователя 2 с двумя вентильньми группами, управляющие входы каждой из которых соединены с выходами формирователей 3 и 4 отпирающих импульсов соответственно первого и второго тракта управления,

Выход формирователя 5 опорных напряжений подключен к первым входам формирователей 3 и 4 соответственно первого и второго тракта управления.

Катод первого диода 11 первого тракта управления и анод первого диода 12 второго тракта управления объединены, соединены с вторыми входами блоков 23 и 24 токоограничения и являются управляющим входом электропривода. Анод первого диода 11 первого тракта управления соединен с первым входом первого сумматора 13, а катод первого диода 12 второго тракта управления соединен с 1первьм входом первого сумматора 14 этого же тракта управления. Выходы первых сумматоров 13 и 14 в каждом

тракте управления соединены с первы- ми входами компараторов 15 и 16, Второй вход компаратора 15 первого тракта управления соединен с выходом первого источника 6 напряжения постоянного тока, а второй вход компаратора 16 второго тракта управления соединен с выходом второго источника 7 постоянного тока. Выходы

компараторов 15 и 16 в каждом тракте управления соединены с входами дифференциаторов 17 и 18. Выход дифференциатора 17 первого тракта управления соединен с анодом второго диода 19 этого же тракта управления, а выход дифференциатора 18 второго тракта управления соединен с катодом второго диода 20 указанного тракта управления. Катод второго диода 19 первого тракта управления и анод второго диода 20 второго тракта управления соединены соответственно с первыми входами вторых сумматоров 21 и 22, вторые- входы

которых объединены и связаны с вторыми входами первых сумматоров 13 и 14 и с выходом датчика 9 ЭДС, вход которого подключен к электродвигателю 1 постоянного тока. Третий

источник 8 напряжения постоянного тока подключен к третьему входу второго сумматора 22 второго тракта управления и входу инвертора 10, выход которого соединен с третьим

входом второго сумматора 21 первого тракта управления. Выходы вторых сумматоров 21 и 22 в кажДом тракте управления подключены к первым входам блоков 23 и 24 токоограничения,

выходы которых подключены к вторым входам формирователей 3 и 4 отпирающих импульсов каждого.тракта управления . Формирователь 5 опорных напряжений снабжен выводами для подсоединения через трансформатор 25 к питающей сети.

Электропривод работает следующим образом.

В каждом тракте управления на

первом диоде 11 (12) первом сумматоре 13 (14), на входы которого поступают управляющий сигнал и сигнал от датчика 9 ЭДС якоря электродвигателя, и компараторе 15 (16), на

вход которого подается смещение от соответствующего источника 6 (7) напряжения постоянного тока, по соотношению управляющего сигнала и

3

сигнала от датчика 9 ЭДС якоря электродвигателя прогнозируется ожидаемая в переходном режиме электропривода величина инвертируемого тока и степень снижения питающего напряжения. Если это снижение напряжения достигло величины, определяющей опрокидьшание вентилей вентильной группы реверсивного вентильного преобразователя 2, которая работает в инверторном режиме, то на выходе компаратора 15 (16) вьфабатывается импульс, длительность которого соответствует времени существования указанного режима. Дифференциатор 17 (18), на вход которого этот импульс поступает, формирует из него сигнал, постоянная времени которого соответствует изменению во времени напряжения питания реверсивного вентильного преобразователя 2 при набросе нагрузке на источник питания. На втором сумматоре 21 (22 выходной импульс дифференциатора 17 (18) вычитается из постоянного напряжения уставки токоограничения, так что суммарньй сигнал уставки во времени по форме повторяет напряжение питания реверсивного вентильного преобразоват еля 2. Уменьшение инвертируемого тока при пониженном напряжении питания на начальном участке инверторного режима и последующее его увеличение согласно восстановлению питающего напряжения обеспечивает устойчивую работу реверсивного вентильного преобразователя 2 без его опрокидывания.

Управляющее напряжение для формирователей 3 и 4 отпирающих импульсов формируется следующим образом.

При отсутствии входного сигнала (время фиг. 2 Q ) на выходе компаратора 15 в первом тракте .управления напряжение отрицательное (фиг. 22 ), так как на вход компаратора 16 поступает от источника 6 положительное напряжение порога. На выходе компаратора 16 второго тракта управления напряжения положительное (фиг. 3j ), так как на вход компаратора 16 от источника 7 поступает отрицательное напряжение порога.

На первых входах блоков 23 и 24 токоограничения первого и второго трактов управления присутствует только напряжение уставки, поступающее от источника 8 и инвертора 10.

724494

На вькоде блоков 23 и 24 токоограничения при отсутствии входного сигнала напряжение равно нулю (фиг. 2 е, Зк ). При подаче на вход 5 электропривода максимального положительного напряжения в момент времени t (фиг. 2а ) на выходе блока 23 токоограничения формируется напряжение U , равное величине уставки,

to определяемой третьим источником 8 (фиг. 2 е). Это напряжение поступает на вход формирователя 3 отпирающих импульсов первой вентильной группы, работающей выпрямителем. Таким об15 разом, ток якоря электродвигателя в момент пуска ограничен на уровне, пропорциональном величи.не уставки (фиг. 3л ). На выходе блока 24 токоограничения второго тракта напря20 жение равно величине входного сигнала (фиг. Зк ). Это напряжение поступает на вход формирователя 4 отпирающих импульсов второй вентильной группы, таким образом подготавливая

5 ее к инверторному режиму.

На выходах компараторов 15 и 16 сохраняется прежнее напряжение (фиг. 2 2. , 3 ),

По мере разгона электродвигателя

0 .напряжение ЭДС с выхода датчика 9 ЭДС поступает на вход сумматоров 21 и 22 первого и второго трактов управления (фиг. 2S ). На выходе

блока 23 токоограничения первого 5 тракта (фиг. 2е) формируется напря-, жение управления по закону

и,,,,и,,,

гдеУ - напряжение управления венупр

0 тильной группой, работающей в вьшрямительном режиме; напряжение уставки, опреденетляющее уровень токоограничения ;

напряжение ЭДС якоря, сниэВСмаемое с датчика 9 ЭДС. В момент времени t, (реверс) во втором тракте происходит формирование импульса (фиг. Зи ), уменьшаю0 щёго величину уставки на участке инвертирования, вследствие чего уменьшается уровень тормозного тока (динамические торможения), протекающего через вторую группу вентилей, 5 работающую инвертором (фиг. 3л ).

При изменении знака входного сигнала на отрицательный диод 12 второго тракта смещается в обратном

направлении. И, так как знак напряжения ЭДС в момент времени t не изменяется, на первом входе компаратора 16 формируется отрицательный импульс (фиг. Зогс), который при сра нении с напряжением порога формируе на выходе компаратора 16 импульс (фиг. 3j ), поступающий на дифферен циатор 17. Причем величина напряжения порога, формируемая вторым исто НИКОМ 7, .должна быть Unopor U,, где U - величина ЭДС, создающая условия ДЛЯ опрокидывания инвертора. Дифференциатор 18 формирует отрицательный импульс, поступающий на вход блока 24 токоограничения вентильной группы, работающей инвер тором, и вычитающийся из напряжения уставки (фиг. 3 к ). Амплитуда импульса (фиг. Зи ) уменьшается по экспоненте с постоянной времени вое становления напряжения сети. Параметры дифференциатора 17 (18) выбираются исходя из минимального напря жения сети, при котором скачок тока в якорной цепи в момент реверса и торможения не приводит к опрокидыва нию инвертора. Работа первого тракта управления .при изменении входного напряжения на положительное (фиг. 2 о. , S , Ь , г,д,е, 3л) аналогична работе вто рого тракта. Формула изобр. етени Электропривод, содержащий электро двигатель постоянного тока, подключенный к выходу реверсивного вентил ного преобразователя с двумя вентил ными группами, управляющие входы каждой из которых соединены с выходами формироват-елей отпирающих импульсов соответственно первого и второго трактов управления, формиро ватель опорных напряжений, снабжен.ный выводами для подключения к пит ющей сети, выходы которого соединен с первыми входами формирователей отпиршощих импульсов соответственно первого и второго трактов управлени и два источника напряжения постоянно го тока, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности, в него введены третий источ12724 96

ник напряжения постоянного тока, датчик ЭДС якоря электродвигателя и инвертор, а каждьй тракт управления содержит первый диод, первый сумматор с двумя входами, компаратор, дифференциатор, второй диод, второй сумматор с тремя входами и блок токоограничения, причем катод первого диода первого тракта управления и анод первого диода второго тракта управления объединены и соединены с вторыми входами блока токоограниче- . ния и являются управляющим входом электропривода, анод первого диода первого тракта управления соединен с первым входом первого сумматора, катод первого диода второго тракта управления соединен с первым входом первого сумматора, выходы первых сумматоров в каждом тракте управления соединены с первыми входами компараторов, причем второй вход компаратора первого тракта управления соединен с выходом первого источника напряжения постоянного тока, а второй вход компаратора второго тракта управления соединен с выходом второго источника напряжения постоянного тока, выходы компараторов в каждом тракте управления соединены с входами дифференциаторов, выход дифференциатора первого тракта управления соединен с анодом второго диода этого же тракта управления, а выход дифференциатора второго тракта управления соединен с катодом второго диода указанного тракта управления, катод второго диода первого тракта управления и анод второго диода второго тракта управления сое-у динены соответственно с первыми входами вторых сумматоров, вторые входы которых объединены и связаны с вторьми входами первых сумматоров и с выходом датчика ЭДС, вход которого подключен к электродвигателю, третий источник напряжения постоянного тока подключен к третьему входу второго сумматора второго тракта управления и входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора первого тракта управления , выходы вторых сумматоров в каждом тракте управления подключены к первым входам блоков токоограничения, а выходы блоков токоограничения подключены к вторым входам формирователей отпирающих импульсов каждого тракта управления.

j Ц

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано.в электроприводах с реверсивным вентильным преобразователем. Целью изобре,тения является повышение надежности электропривода в работе. Электропривод содержит электродвигатель 1 пост, тока, реверсивный вентильный преобразователь 2, формирователи 3, 4 отпирающих импульсов, формирователь 5 опорных напряжений, источники 6, 7, 8 напряжения пост, тока, датчик ЭДС 9, инвертор 10 и два тракта управления, которые включают первые диоды 11, 12, первые сумматоры 13, 14, компараторы 15, .16, дифференциаторы 17, 18, вторые диоды 19, 20, вторые сумматоры 21, 22 и блоки токоограничения 23, 24. Электропривод устойчиво работает винверторном режиме при питании от :источника соизмеримой мощности за счет уменьшения уставки токоограничения вентильной группы, работающей инвертором. Ток в нагрузке увеличивается с пост, времени, равной времени восстановления напряжения источника питания. 3 ил.

Фи&:2

Фиг.З