Устройство для ограничения тока в реверсивном электроприводе постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с регулируемым токоограничителем.

Цель изобретения - повышение быстродействия электропривода.

На фиг.1 приведена схема устройства , на фиг.2 - статические механические характеристики электропривода с устройством для ограничения тока.

Устройство для ограничения тока в реверсивном электроприводе постоянного тока содержит датчик 1 тока,двигатель 2, обмотки 3 и 4 управления, преобразователь 5, стабилитрон 6, делитель 7 напряжения, вентильный мост, собранный на вентилях 8-11,резисторы 12 и 13, транзистор 14, вентили 15 и 16, оптоэлектронный ключ 17, дополнительный вентильный мост, собранный на вентилях 18-21,дополнительный стабилитрон 22, дополнительные ограничивающие резисторы 23 и 24, командоконтроллер 25, регулируемый резистор 26, задающую обмот- ку 27 управления.

Датчик 1 тока включен последовательно в якорную цепь двигателя 2, подключенную к преобразователю 5. К выводу вентильного моста, образованному вентилями 10 и 11, через резисторы 12 и 13 подключены эмиттер и база транзистора 14, причем вентильный мост подключен к датчику 1 тока

База транзистора 14 через стабилитрон 35 шению тока отсечки. Управление опто- 6 соединена с подвижным контактом де- электронным ключом 17 осуществляется

лителя 7 напряжения, включенного на выход вентильного моста. Коллектор транзистора 14 подключен к общей точке вентилей 15 и 16, а вторые выводы вентилей 15 и 16 через обмотки 3 и 4 управления преобразователя 5 связаны с разноименными выводами датчика 1 тока якоря. К базе транзистора 14 и дополнительному подвижному контакту делителя 7 подключен выход оптоэлек- тронного ключа 17. Вход оптоэЛёктрон- ного ключа 17 через первый дополнительный ограничивающий резистор 23

подключен параллельно дополнительно- 50 требуемое значение минимального тому стабилитрону 22, подключенному на выход дополнительного вентильного моста, образованного вентилями 18- 21. Вход дополнительного вентильного

ка отсечки,исходя из требования плавного выбора -зазоров в передаче,, и избежать влияния технологического разброса параметров элементов схемы. моста через второй дополнительный ог- 55 При рабочем положении командо- раничивающий резистор 24 подключен контроллера 25, соответствующем зада- параллельно части регулируемого ко- нию максимальной скорости о) диигате- мандоконтроллером 25 резистора 26 в ля 2, командоконтроллер 25 шунтирует

цепи задающей обмотки 27 управляемого преобразователя 5.

В качестве преобразователя 5 может быть использован, например, генератор постоянного тока с гиристорным или иным возбудителем, тиристорный преобразователь и т.п. Оптоэлектронный ключ может быть реализован на базе диодных, тиристорных и транзисторных оптопар в сочетании с транзисторами, диодами и др. элементами или без них.

Устройство работает следующим образом.

Если оптоэлектронный ключ 17 за- 5 крыт, напряжение с датчика 1 тока выпрямляется вентилями 8-11 и подается на делитель 7 напряжения., Часть этого напряжения снимается с подвижного контакта делителя 7 и приклады- вается к стабилитрону 6. Когда ток якоря при пуске или торможении двигателя достигает значения, при котором напряжение, приложенное к стабилитрону 6, превышает напряжение его пробоя, в цепи базы транзистора 14 появляется ток, который его открывает. В результате в одной из обмоток 3 или 4 управления преобразователя 5 протекает ток, приводящий к ограничению тока якоря двигателя.

Если оптоэлектронный ключ 17 от-, крыт, его вькод шунтирует стабилитрон 6 и часть делителя 7 напряжения, что приводит к значительному умень0

5

0

J

со стороны цепи задания. На первом и последующих промежуточных положениях командоконтроллере 25 по резистору

40 26 протекает ток и на нем имеется напряжение, обеспечивающее открывание оптоэлектронного ключа 17 и уменьше-: ние тока отсечки до величины,требуемой для плавного вы Зора зазоров в пе45 редаче. Подк,гпочение оптоэлектронного ключа 17 к дополнительному подвижному контакту 7 обеспечивает удобство наладки системы электропривода,так как с его помощью легко установить

3

часть резистора 26, с которой подается сигнал во входную цепь оптоэлек- тронного ключа 17, напряжение на ней исчезает, пропадает ток в управляющей цепи оптоэлектронного ключа 17 и он закрывается. При этом ток отсечки увеличивается и его значение, определяемое напряжением пробоя стабилитрона 6, выбирается исходя из максимально допустимого ускорения меха- низма при выбранных зазорах в передаче.

Дополнительный мост из вентилей 18-21 предназначен для обеспечения функционирования устройства при менении полярности напряжения задания и а,ад и -направления тока в цепи задающей обмотки 27. Дополнительный стабилитрон 22 совместнб с резисторо 24 обеспечивают стабилизацию величи-

ны напряжения, прикладываемого к входной цепи оптоэлектронного ключа 17 на промежуточных положениях ко- мандоконтроллера 25, что при соот- BeTCTByKiniek выборе параметров стаби- литрона 22 и резистора 23 гарантирует открывание оптоэлектронного ключа 17 на всех промежуточных гйложе- ниях командоконтроллера 25 с учетом технологического разброса парамет- ров элементов схемы во всем возможном диапазоне рабочих температур. При этом одновременно осуществляется защита входной цепи оптоэлектронного ключа 17 от недопустимо больших то- ков, которые могли бы возникнуть в ней на первых промежуточных положениях командоконтроллера 25, При ко торых напряжение на резисторе 26 может быть сравнительно высоким.

Как видно из семейства промежуточных механических характеристик а, b и с, приведенных на фиг.2, они обеспечивают плавный выбор зазоров в передаче как при разгоне двигателя, так и при его торможении.

За счет неизменного минимального значения тока отсечки I .„ , на промежуточных характеристиках а...с обепечивается ограничение момента в на- чальный период разгона электропривода даже при сравнительно быстрых перемещениях командоконтроллера. При достижении комацдоконтроллером крайнего положения, которому соответству ет характер 1стика g на фиг.2, ток якоря возрастает до предельного значения, определяемого величиной тока

1604

отсечки 1 Благодаря высокому коэффициенту заполнения характеристики g разгон будет примерно равноускоренным с предельно допустимым ускорением.

Такая же картин обеспечивается и при торможении.При переходе из кранего положения командоконтроллера (характеристика g) через промежуточные (характеристики с, Ь, а) ток при торможении ограничивается значением 1д , .В нулевом положении командоконтроллера ток через задающую обмотку 27 не протекает. Поэтому оптоэлек тронный ключ 17 закрывается и ток якоря двигателя повышается до предельно допустимого значения, определяемого величиной 1 ,j Этому положению командоконтроллера соответствует характеристика е на фиг.2.Таким образом, в начальный момент торможения, благодаря малому значению тормозного момента, обеспечивается плавный выбор зазоров в передаче, а благодаря высокому коэффициенту заполнения характеристики е - дальнейшее эффективное торможение.

Аналогично достигается требуемое изменение момента двигателя и при переводе командоконтроллера из одного крайнего положения в другое, т.е. при реверсе.

I

При манипуляц5-1ях командоконтроллером в промежуточных положениях,что иногда требуется при выполнении маневровых работ, ток якоря ограничивается значением 1„го., что исключает удары в передачах. Выбором соответствующей величины скорости на первом положении командоконтроллера достигается ограничение тока якоря при торможении постановкой командоконтроллера из первого положения в нулевое.

Рассмотренное семейство статических характеристик электропривода обеспечивается при условии, что на участке токоограничения этих харак- теристик транзистор работает в активном режиме. Параметры элементов устройства могут быть и такими, при которых транзистор 14 на участке .токоограничения при росте тока якоря

вначале работает в активном режиме,а потом переходит в режим насыщения. Характеристики электропривода, соответствующие этому случаю, изображены

.на фиг.2 пунктиром. При этих характеристиках можно обеспечить равномерное повышение стопорного тока по мере приближения к крайнему положению командоконтроллера. Эти характеристи- ки также обеспечивают требуемый характер изменения момента при пуско- тормозных переходных процессах.

Таким образом, устройство обеспе- чивает плавный выбор зазоров в передаче, а также обеспечивает возможность работы с постоянным предельно допустимым ускорением в переходных процессах. Все это повышает быстро- действие электропривода.

Формула изобретения

Устройство для ограничения тока в реверсивном электроприводе постоянного тока по авт.св. № 519833,о тi

личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода, оно-снабжено оптоэлек- тронным ключом, дополнительными вентильным мостом и стабилитроном,двумя ограничивающими резисторами и регулируемым резистором в цепи задающей обмотки преобразователя, а делитель напряже ния снабжен дополнительным подвижным контак-рЪм, причем выход оп- тоэлектронного ключа подключен к базе транзистора и дополнительному подвижному контакту делителя напряжения, а его вход через первый дополнительный ограничивающий резистор присоединен параллельно дополнительному стабилитрону, подключенному на выход дополнительного вентильного моста, вход которого через второй дополнительный ограничивающий резистор подключен параллельно регулируемому резистору.

фие.2

Редактор М. Товтин

Составитель Ю. Воробьев

Техред И.Поповнч Корректор М, Самборская

1322/56

Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. 11юектная,4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Повышение быстродействия достигается введением оптоэлек- тронного ключа 17, дополнительного вентильного моста, собранного на вентилях 18, 19,20,21, дополнительного стабилитрона 22 и командоконтроллера 25. Устройство обеспечивает плавный выбор зазоров в передаче, а также возможность работы с постоянным,предельно допустимым ускорением в переходных процессах. 2 ил. (Л со о о: 14)