Электропривод Советский патент 1987 года по МПК H02P5/165 

113

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

Цель изобретения - снижение потерь электропривода.

На чертеже представлена схема устройства. /

Электропривод содержит электродвигатель 1 постоянного тока с двумя обмотками возбуждения: первой (последовательной) 2 и второй (параллельной) 3, Якорная обмотка электродвигателя подключена к источнику 4 питания. Датчик 5 частоты вращения электродвигателя 1 выходом связан с управляющим входом выходного ключевого транзистора 6 п-р-п-проводимос- ти, коллектор которого соединен с якорной обмоткой электродвигателя 1, а эмиттер - с отрицательной клеммой источника 4 питания, Электропривод содержит тиристор 7 и два вентиля 8 и 9, одни выводы которых объединены и подключены к одному выводу якорной обмотки электродвигателя 1. Другой вывод первого вентиля 8 соединен с анодом тиристора 7, Кроме того, электропривод содержит широтно-импульсны корректирующий усилитель 10 и два стабилитрона 11 и 12. Выход датчика 5 частоты вращения соединен с управляющим входом 13 широтно-импульсного корректирующего усилителя 10. Катод первого стабилитрона 11 подключен к началу первой (последовательной) обмотки 2 возбуждения и управляющему электроду, тиристора 7, катодом соединенного с анодом первого стабилитрона 1 1 и началом второй (параллельной обмотки 3 возбуждения, конец которой подключен к катоду второго стабилитрона 12 и первому выводу щиротно- импульсного корректирующего усилителя 10, вторым выводом соединенным с отрицательной клеммой источника 4 питания. Тиристор 7 включен согласно с обоими вентилями 8 и 9, а анод второго вентиля 9 соединен с эмиттером выходного ключевого транзистора 6.

Второй управляклций вход 14 широтно-импульсного корректирующего усилителя 10 связан при необходимости с задатчиком номинальной уставки частоты вращения электродвигателя 1.

72

К выходным клеммам источника 4 питания постоянного тока с нормальной рабочей полярностью напряжения, обозначенного знаками (+) и (-), подключены в качестве управляющей обмотки электродвигателя последовательно соединенные обмотка якоря 1.и первая обмотка 2 возбуждения. Вторая обмотка 3 возбуждения запитана по независимой схеме подключения и используется в качестве эквивалентного балластного сопротивления.

В статическом установившемся режиме работы и нормальной рабочей полярности напряжения источника 4 устанавливается режим независимого номинального возбуждения электродвигателя ввиду постоянного протекания тока в контуре: источник 4 - первый стабилитрон 11 - обмотка 3 возбуждения - второй стабилитрон 12, при котором одновременно со стабилитрона 1 на цепь управляющего электрода защитного тиристора 7 поступает отпирающее

напряжение смещения, а со стороны стабилитрона 12 на вывода цепи питания усилителя 10 подается необходимое стабилизированное напряжение его питания.

В выходной коллекторной цепи ключевого тиристора 6 возникает обычный режим широтно-импульсной модуляции, при котором транзистор 6, управляемый от широтно-импульсного корректирующего усилителя 10, периодически с регулируемой степенью скважности подключает цепь якорной обмотки электродвигателя 1 к источнику 4 питания и обеспечивает тем самым автоматическое поддержание в этой цепи такого среднего значения напряжения якоря, при котором частота, вращения выходного вала электродвигателя совпадает с заданной степенью точности с

величиной номинальной установки по каналу задания. Величина среднего значения тока якорной цепи электродвигателя определяется при этом его нагрузкой. На каждом периоде коммутации выходного ключевого транзистора 6, ток якорной цепи электродвигателя либо протекает по контуру: источник 4 - обмотка электродвигателя - открытый ключевой транзистор, либо

замыкается под влиянием ЭДС-самоиндукции обмоток якорной цепи в разрядном контуре, образующимся при запирании ключевого транзистора 6 через отпирающийся при этом разрядный вен3 13

тиль 8 - открытый защитный тиристор 7 - смещаемый при этом в прямом направлении первый стабилитрон 11 - и обмотки якорной цепи двигателя.

При опмбочной подаче напряжения питания источника 4 с его нерабочей полярностью производится защита полупроводниковых элементов, электропривода, при которой, из-за изменения полярности и уменьшения величины падения напряжения на стабилитронах 11-12, смещенных в прямом направлении, изменившем направление током обмотки 3 возбуждения двигателя, запирается запщтный тиристор 7 и выходной ключевой транзистор 6, ввиду утери напряжения питания на выводах цепи питания управляющего усилителя 10 Двигатель при этом сохраняет частичную работоспособность, т.е., не обеспечивая стабилизации частоты вращения, работает в режиме, определяемом повьшхенным значением тока в обмотке 3 возбуждения и полной подачей в якорную цепь через отпирающийся вспомогательный диод 9 напряжения источника 4 питания нерабочей полярности.

Таким образом, в данном электроприводе при реализации якорного управления электродвигателем благодаря совмещению функций параллельной обмотки возбуждения и балластного сопротивления снижаются потери. Кроме того, повышается надежность электропривода ввиду обеспечения автоматического контроля исправности цепи параллельной обмотки возбуждения за счет обесточивания якорной цепи, при отключенном питании широтно-импульс- ного корректирующего усилителя.

Редактор М. Товтин Заказ 2217/54

Составитель Т. Рожкова Техред М.Ходанич

Тираж 661 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

74

Формула изобретения

Электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока с двумя обмотками возбуждения, якорная обмотка которого подключена к источнику питания, датчик частоты вращения электродвигателя, выходом связанный с управляющим входом выходного ключевого транзистора п-р-п-проводимости, коллектор которого связан с якорной обмоткой электродвигателя, эмиттер выходного ключевого транзистора подключен к отрицательной клемме источника питания, тиристор и два вентиля, одни выводы которых объединены и подключены к одному выводу якорной обмотки электродвигателя, другой вывод первого вентиля соединен с анодом ти- ристора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь электропривода, в него введены широт- но-импульсный корректирующий усилитель, два стабилизатора, выход датчи- ка частоты вращения соединен с управ- ляюп(им входом щиротно-импульсного корректирукяцего усилителя, катод первого стабилитрона подключен к началу первой обмотки возбуждения и управ- ляющему электроду тиристора, катодом соединенного с анодом первого стабилитрона и началом второй обмотки возбуждения электродвигателя, конец которой подключен к катоду второго ста- билитрона и первому выводу широтно- импульсного корректирующего усилителя, второй вывод которого соединен с отрицательной клеммой источника питания, тиристор включен согласно с обо- ими вентилями, анод второго вентиля с эмиттером выходного ключевого транзистора.

Корректор А. Тяско Подписное

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах стабилизации частоты вращения электродвигателей постоянного тока. Целью изобретения является снижение потерь электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1 с параллельной 3 и последовательной 2 обмотками возбуждения. В установивпгем- ся режиме и при нормальной полярности источника питания 4 устройство управляется изменением тока в обмотке якоря, величина которого зависит от сигнала управления широтно-им- пульского усилителя 10. В переходных режимах устройство надежно защищено от воздействия трансформаторной ЭДС, наводимой в обмотке 3 возбуждения от бросков пускового тока. При ошибочной полярности источника питания 4 отключается усилитель 10. Электродвигатель 1 сохраняет частичную работоспособность. Потери снижаются благодаря совмещению функций параллельной обмотки возбуждения и балластного сопротивления. 1 ил. § сл ;fv.Ajcirсо 4 ND