Электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P5/162 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах стабилизации частоты вращения электродвигателя постоянного тока, управляемых по цепи возбуждения через транзисторный регулятор,

Цель изобретения - упрощение и расширение функ1Щовальных возможностей устройства.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока смещенного возбуждения, якорной обмоткой подключенный к источнику 2 питания, последовательно соединенные датчик 3 частоты вращения, широтно-имттульсный корректирующий усилитель 4, выходом подключенный к базе выходного ключевого транзистора 5 п-р-п-проводимос- ти. Коллектор транзистора 5 соединен с выводом параллельной обмотки 6 возбуждения электродвигателя и анодом разрядного вентиля 7. Анод вспомогательного вентиля в виде ;1иода 8 подключен к эмиттеру транзистора 5. Кроме Toro,j электропривод содержит защитный тиристор 9, последовательно соединенные стабилитроны 10 и 11 и балластный резистор. 12. Положительная клемма источника 2 питания соединена с началом последовательной обмотки 13 возбуждения электродвигатеприводе возникает режим широтно-им- пульсной модуляции, при котором выходной ключевой транзистор 5, управляемый от широтно-импульсного коррекJ тирующего усилителя 4, связанного с датчиком 3 частоты врагцения выходного вала электродвигателя, периодически подключает с регулируемой величиной скважности управляющую параллель10 обмотку 6 возбуждения электродвигателя к источнику питания 2 постоянного тока и обусловливает тем самым протекание по ней тока возбуждения с величиной, необходимой для поддержаt5 ния с заданной степенью точности номинальной частоты вращения двигателя , Одновременное протекание тока от источника 2 по последовательной цепочке из первого стабилитрона 10, то20 коограничивающего балластного резистора 12 и второго стабилитрона 11 обеспечивает при этом подачу сигнала отпирающей полярности на управляющргй электрод защитного тиристора 9, а

25 также подачу напряжения питания на широтно-импульсный корректирующий усилитель 4.

ля, катодом первого стабилитрона, наУстойчивость и необходимое каче- 3Q ство протекания переходных процессов регулятора частоты вращения двигателя как замкнутой системы автомати-. ческого регулирования осуществляется правильным выбором параметров внут- чалом параллельной обмотки 6 возбуж- ренней цепи коррекции широтно-им- дения и управляющим электродом защит- пульсного усилителя 4, придающей все- ного тиристора 9, катод которого сое- му устройству требуемые динамические динен с анодом первого стабилитрона свойства ПИ- или ПИД-регулятора. Про- 10, катод второго стабилитрона П текание основной доли тока от источ- подключен к одному выводу широтно-им- Q ника 2 по последовательно соединен- . пульсного корректирующего усилителя ным обмоткам якоря 1 и поспедователь- А, другой вывод которого сое,цинен с ной обмотке 13 возбуждения, приводит анодом второго стабилитрона 11, отри- к созданию на выходном валу двигате- цательной клеммой источника 2 пита- ля вращающего момента с величиной, ния и эмиттеру выходного ключевого достаточной для преодоления и уравновешивания момента сопротивления механически связанной с ним нагрузки.

В переходном режиме работы, например, при начальном запуске электтранзистора 5.

Выход датчика 3 частоты вращения подключен к первому входу 14 широтно- импульсного корректирукяцего усилите- 50 Родвигателя, производится надежная ля 4, а его второй вход 15 связан при защита полупроводниковых элементов

необходимости с задатчиком номинальной уставки частоты вращения электродвигателя I.

Электропривод работает следующим образом.

В установившемся режиме работы и нормальной рабочей полярности напряжения источника 2 питания в электроприводе возникает режим широтно-им- пульсной модуляции, при котором выходной ключевой транзистор 5, управляемый от широтно-импульсного корректирующего усилителя 4, связанного с датчиком 3 частоты врагцения выходного вала электродвигателя, периодически подключает с регулируемой величиной скважности управляющую параллельн ю обмотку 6 возбуждения электродвигателя к источнику питания 2 постоянного тока и обусловливает тем самым протекание по ней тока возбуждения с величиной, необходимой для поддержания с заданной степенью точности номинальной частоты вращения двигателя , Одновременное протекание тока от источника 2 по последовательной цепочке из первого стабилитрона 10, токоограничивающего балластного резистора 12 и второго стабилитрона 11 обеспечивает при этом подачу сигнала отпирающей полярности на управляющргй электрод защитного тиристора 9, а

также подачу напряжения питания на широтно-импульсный корректирующий усилитель 4.

электропривода от воздействия трансформаторной ЭДС„ наводимой в управляющей параллельной отмотке 6 возбуж- 55 дения электродвигателя от бросков пускового якорного тока, замыкающегося в контуре: источник 2 - якорная обмотка электродвигателя 1-последовательная обмотка 13, магнитно и

согласно связанная с параллельной обмоткой 6 возбуждения двигателя. Такая защита обеспечивается с помощью схемы подключения вспомогательного диода 8, который включается параллельно переходу коллектор - эмиттер ключевого транзистора 5 в обратном по отношению к рабочей полярности электродов транзистора 5 направлении При этом для наведенной на обмотке 6 трансформаторной ЭДС образуется контур замыкания тока (обмотка 6, источник .2 и вентиль 8), протекающего по источнику 2 в обратном по отношению к его рабочей полярности направлении (кратковременный режим рекуперации); причем величины напряжения и тока не превосходят их безопасных номинальных величин.

Аналогичная защита элементов электропривода происходит и при ошибочной подаче на устройство напряжения питания источника 2 нерабочей полярности. При этом изменяется направле- 25 подключенный к базе выходного ключе- ние тока в цепочке последовательно вого транзистора п-р-п-проводимости, включенных первого стабилитрона 10, балластного резистора 12 и второго

стабилитрона 1I, приводящее к измеколлектором соединенного с выводом параллельной обмотки возбуждения электродвигателя, анодом разрядного нению полярности и величины напряже- 30 вентиля и катодом вспомогательного НИИ, подаваемых со стабилитронов 10 и 11 соответственно на переход катод - управляющий электрод защитного тиристора 9 и на выводы цепи питания

широтно-импульсного корректирующего э Функциональных возможностей, в него усилителя 4. Защитный тиристор 9 и ключевой транзистор 5 остаются при этом в закрытом состоянии и размыкают пути рабочего протекания- тока павентиля, анодом подключенный к эмиттеру выходного ключевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения 1иональных возможностей, в него введены защитньм тиристор, последовательно соединенные два стабилитрона и балластный резистор, причем положительная клемма источника питания раллельной обмотки возбуждения 6 соединена с началом последовательной гателя. Однако при такой ошибочной обмотки возбуждения злектродвигате- по полярности подаче напряжения ис- ля, катодом стабилитрона, началом точника 2 питания сохраняет проводи- параллельной обмотки возбуждения мость как цепь обмотка 1 якоря - пос- электродвигателя и управляющим элек- ледовательная обмотка 13, так и цепь 45 защитного тиристора, катодом параллельной обмотки 6 возбуждения подключенного к аноду первого стаби- двигателя, ввиду подключения вспомогательного диода 8, через который в обмотку 6 протекает ток возбуждения

50

повышенной величины, определяющейся в статическом режиме величинами напряжения источника 2 и сопротивления обмотки 6. Электропривод переходит в безопасный для него режим работы с

литрона, катод второго стабилитрона соединен с одним выводом широтно-импульсного корректирую1чего усилителя, другой вывод которого подключен к аноду второго стабилитрона, отрицательная клемма источника питания - к эмиттеру выходного ключевого транзистора.

ВНИИПИ

Заказ 2217/54 Тираж 661

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

}5

144264

пониженной по сравнению с номргналь- Hofi величиной частоты вращения.

Таким образом, данный электропривод упрощен, ввиду отсутствия необходимости в выводе средней точки параллельной обмотки возбуждения или специапьном двухсекционном ее выполнении и создании отдельного источника питания для широтно-импульсного корректирующего усилителя, а также позволяет обеспечить безопасную работу при ошибочной подаче напряжештя и источника питания нерабочей полярности.

ГО

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока смешанно- го возбуждения, якорной обмоткой подключенный к источнику питания, последовательно соединенные датчик частоты вращения, широтно-импульсный корректирующий усилитель, выходом

вентиля, анодом подключенный к эмиттеру выходного ключевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения 1иональных возможностей, в него введены защитньм тиристор, последовательно соединенные два стабилитрона и балластный резистор, причем положительная клемма источника питания соединена с началом последовательной обмотки возбуждения злектродвигате- ля, катодом стабилитрона, началом параллельной обмотки возбуждения электродвигателя и управляющим элек- защитного тиристора, катодом подключенного к аноду первого стаби-

литрона, катод второго стабилитрона соединен с одним выводом широтно-импульсного корректирую1чего усилителя, другой вывод которого подключен к аноду второго стабилитрона, отрицательная клемма источника питания - к эмиттеру выходного ключевого транзистора.

Подписное

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах стабилизации частоты вращения электродвигателей постоянного тока. Целью изобретения является упрощение и расширение функциональных возможностей электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1 с параллельной 6 и последовательной 13 об-, мотками возбуждения. В установившемся режиме и при нормальной полярности источника питания 2 устройство управляется изменением тока в обмотке 6 возбуждения, величина которого зависит от сигнала управления широт- но-импульсного усилителя 4. В переходных режимах устройство надежно защищено от воздействия трансформаторной ЭДС, наводимой в обмотке 6 от бросков пускового тока. При ошибочной полярности источника питания 2 отключается усилитель 4 и сохраняется проводимость цепи обмотки якоря, что обеспечивает безопасный режим работы электродвигателя с пониженной частотой вращения. 1 ил. i (Л ./C/ /3 О)