Реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к- электротехнике и может быть применено для управления тиристорными электроприводами постоянного тока с реверсом потока возбуждения двигателя таких ме- 1ханизмов, как механизмы подъема и по- |ворота экскаватора, роторньй стол на буровых установках и т.п.

Цель изобретения - повьшение надежности путем обеспечения управляе- |мости электропривода во всех четьфех квадрантах механической характеристики.

На чертеже изображена функциональ- 15 вход управляемого переключателя 26

ная схема электропривода. : Реверсивный тиристорный электропривод содержит электродвигатель 1, подключенньй к якорной цепи электродвигателя, нереверсивный тиристорный преобразователь 2, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик 3 интенсивности, регулятор 4 напряжения, управляемый ключ 5, операционный усилитель 6 с двумя цепями 7 и 8 обратной связи, одна из которых содержит резистор, а другая - параллельно соединенные резистор и конденсатор, блок 9 выделения модуля и регулятор 10 тока якоря, 30 ческой единицы, а на выходах логичесреверсивньй преобразователь 11 в цепи возбуждения электродвигателя 1, в цепь управления которого включен регулятор 12 тока возбуждения, задающий

вход которого соединен с выходом ре- gg дится в положении, когда в обратную

связь операционного усилителя 6 включен резистор 7.

Так как на втором выходе знакочув- ствительного релейного элемента 18

гулятора 4 напряжения, подключенные ко входам соответствующих регуляторов датчи и тока якоря 13, тока возбуждения 14 и напряжения 15, управляемый переключатель 16, включенный последо- 40 имеется сигнал логического нуля, вательно в две цепи обратной связи сигнал обратной связи по напряжению операционного усилителя, а также зна- с датчиком 15 напряжения поступает кочувствительные релейные элементы 17 через управляемьй переключатель 26 и 18, вход первого из которых подклю- непосредственно на инвертирующий вход чен к выходу регулятора 4 напряжения, 45 регулятора 4 напряжения, минуя инвер- а вход второго - к выходу датчика 14 тор 27. Электропривод разгоняется и тока возбуждения, логические элементы И 19-22, логические элементы ИЛИ 23 и 24) и блок 25 задержки.

Выходы каждого знакочувствительно- 50 го релейного элемента подключены ко входам всех четырех логических элементов И, выходы логических элементов И 19

работает в первом квадранте механической характеристики.

Если при работе электропривода в первом квадранте механической характеристики необходимо уменьшить частоту вращения (подтормозить), остановить электродвигатель или осуществить

и 20 соединены с входами логического

элемента ИЛИ 23, а выходы логических 55Реверс направления вращения, задающий элементов И 21 и 22 - с входами логи-сигнал на входе регулятора 4 напря- ческого элемента ИЛИ 24, выход логи-женин надо изменить так, чтобы на вы- ческого элемента ИЛИ 23 соединен сходе этого регулятора полярность сиг- управляющим входом управляемого клю-нала изменилась с положительной на

ча 5, выход логического элемента ИЛИ 24 соединен через блок 25 задержки с управляющим входом управляемого переключателя 16.

Электропривод содержит также управляемый переключатель 26 и инвертор 27, выход которого вместе с одним из выходов управляемого переключателя 26 связан с входом обратной связи регулятора 4 напряжения, вход управляемого переключателя 26 подключен к датчику 15 напряжения, его второй выход- ко входу инвертора 27, а .управляющий

соединен с вторым выходом знакочув- ствительного релейного элемента 18. Электропривод работает следующим образом.

Пусть полярность сигнала на выходе задатчика 3 интенсивности такова, что на выходе регулятора 4 напряжения появляется сигнал положительной полярности, который задает ток возбуждения

также положительной полярности. При этой комбинации знаков на входах зна- кочувствительных релейных элементов 17 и 18 и на выходе логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логикого элемента ИЛИ 24 и блока 25 задержки - сигналы логического нуля. При этом управляемый ключ 5 замкнут, а управляемый переключатель 16 находится в положении, когда в обратную

связь операционного усилителя 6 включен резистор 7.

Так как на втором выходе знакочув- ствительного релейного элемента 18

имеется сигнал логического нуля, сигнал обратной связи по напряжению с датчиком 15 напряжения поступает через управляемьй переключатель 26 непосредственно на инвертирующий вход регулятора 4 напряжения, минуя инвер- тор 27. Электропривод разгоняется и

имеется сигнал логического нуля, сигнал обратной связи по напряжению с датчиком 15 напряжения поступает через управляемьй переключатель 26 непосредственно на инвертирующий вхо регулятора 4 напряжения, минуя инвер тор 27. Электропривод разгоняется и

работает в первом квадранте механической характеристики.

Если при работе электропривода в первом квадранте механической характеристики необходимо уменьшить частоту вращения (подтормозить), остановить электродвигатель или осуществить

отрицательную. Этот сигнал дает ко- манду на реверс тока возбуждения.

В течение промежутка времени, когда ток возбуждения электродвигателя уменьшается до нуля, полярность сигналов на входах знакочувствительных релейных элементов 17 и 18 такова, что на выходе логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логического нуля, а на выходе блока 25 задержки - логической единицы. При этом управляемый ключ 5 размыкается, а управляемый переключатель 16 переводится в положение, когда в обратную связь операционного усилителя 6 включена параллельная 8.

Так как на втором выходе знакочув15 равляемый переключатель 16 находится в положении, когда в обратную связь операционного усилителя 6 включено активное сопротивление 7. Так как на втором выходе знакочувствительного

ствительного релейного элемента 18 присутствует сигнал логического 20 Релейного элемента 18 присутствует нуля, сигнал обратной связи по напря- сигнал логической единицы, второй уп- жению с датчика 15 напряжения поступает .через второй управляемый переключатель 26 непосредственно на инвертирующий вход регулятора 4 напря- 25 жения, минуя инвертор 27. Начинается бестоковая пауза, которая длится до тех пор, пока ток возбуждения не изменит полярность на отрицательную,

30

35

соответствующую полярности сигнала на выходе регулятора 4 напряжения.

Полярность сигналов на входах знакочувствительных релейных 17 и 18 при этом становится такой, что на вько- де логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логической единицы, а на входе блока задержки 25 - сигнал логического нуля. Управляемый ключ 5 замыкается, а управляемый переключатель 16 в течение вьщержки времени, 40 определяемой блоком 25 задержки, остается в прежнем положении.

Так как на втором выходе знакочувравляемьй переключатель 26 находится в положении, когда сигнал обратной связи с датчика 15 напряжения поступает на инвертирующий вход регулятора 4 напряжения через управляемый переключатель 26 и инвертор 27.

Если при работе электропривода в третьем квадранте механической характеристики необходимо уменьшить частоту вращения, остановить электродвигатель или осуществить изменение направления вращения, задающий сигнал на входе регулятора 4 напряжения надо изменить так, чтобы на выходе этого регулятора полярность сигнала изменилась с отрицательной на положительную. Этот сигнал дает команду на реверс тока возбуждения.

В течение промежутка времени, когда ток возбуждения двигателя уменьшается до нуля, полярность сигналов на входах знакочувствительных релейных элементов 17 и 18 такова, что на

В течение промежутка времени, ко да ток возбуждения двигателя уменьшается до нуля, полярность сигналов на входах знакочувствительных релей ных элементов 17 и 18 такова, что н

ствитель ного релейного элемента 18 появляется сигнал логической единицы, 45 ьпсоде логического элемента ИЛИ 23 сигнал обратной связи с датчика 15 появляется сигнал логического нуля, напряжения поступает на инвертирующий вход регулятора 4 напряжения через второй управляемый переключатель 26 и инвертор 27. Этим обеспечивается go отрицательность обратной связи по напряжению, когда электропривод работаа на выходе блока 25 задержки - лог ческой единицы. При этом управляемы ключ 5 размыкается, а управляемый переключатель 16 переводится в положение, когда в обратную связь оп рационного усилителя 6 включена параллельная RC-цепь 8.

ет в режиме рекуперативного торможения во втором квадранте механической характеристики.

При работе электропривода в третьем квадранте механической характер ристики полярность сигнала на выходе задатчика 3 интенсивности такова,

89134

что на выходе регулятора 4 напряжения присутствует сигнал отрицательной полярности, который задает ток возбуждения также отрицательной полярности. При такой комбинации знаков сигналов на входах знакочувствительных релейных элементов 17 и 18, на выходе логического элемента ИЛИ 23 присутству1Q ет сигнал логической единицы, а на выходах логического элемента ИЛИ 24 и блока 25 задержки присутствуют сигналы логического нуля.

Управляемый ключ 5 замкнут, а уп15 равляемый переключатель 16 находится в положении, когда в обратную связь операционного усилителя 6 включено активное сопротивление 7. Так как на втором выходе знакочувствительного

20 Релейного элемента 18 присутствует сигнал логической единицы, второй уп- 25Релейного элемента 18 присутствует сигнал логической единицы, второй уп-

равляемьй переключатель 26 находится в положении, когда сигнал обратной связи с датчика 15 напряжения поступает на инвертирующий вход регулятора 4 напряжения через управляемый переключатель 26 и инвертор 27.

Если при работе электропривода в третьем квадранте механической характеристики необходимо уменьшить частоту вращения, остановить электродвигатель или осуществить изменение направления вращения, задающий сигнал на входе регулятора 4 напряжения надо изменить так, чтобы на выходе этого регулятора полярность сигнала изменилась с отрицательной на положительную. Этот сигнал дает команду на реверс тока возбуждения.

В течение промежутка времени, когда ток возбуждения двигателя уменьшается до нуля, полярность сигналов на входах знакочувствительных релейных элементов 17 и 18 такова, что на

ьпсоде логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логического нуля,

ьпсоде логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логического нуля,

а на выходе блока 25 задержки - логической единицы. При этом управляемый ключ 5 размыкается, а управляемый переключатель 16 переводится в положение, когда в обратную связь операционного усилителя 6 включена параллельная RC-цепь 8.

Так как на втором выходе знакочув- ствительного релейного элемента 18 присутствует сигнал логической единицы, сигнал обратной связи с датчика 15 напряжения поступает на инвертирующий вход регулятора 4 напряжения че5Ирез второй управляемый переключатель 26 и инвертор 27. Начинается бестоковая пауза, которая длится до тех пор пока ток возбуждения не изменит полярность на положительную, соответ- ствующую полярности сигнала на выходе регулятора 4 напр яжения.

Полярность сигналов на входах зна кочувствительных релейных элементов 17 и 18 становится такой, что на вы- ходе логического элемента ИЛИ 23 появляется сигнал логической единицы, а на выходе блока 25 задержки - сигнал логического нуля. Управляемый ключ 5 замыкается, а управляемый пе- реключатель 16 в течение выдержки времени, определяемой блоком 25 за

держки, остается в прежнем положении. Так как на втором выходе знакочув- ствительног.о релейного элемента 18 20 присутствует сигнал логического нуля, сигнал обратной связи с датчика 15 напряжения поступает на инвертирунмций вход регулятора 4 напряжения через

первого из которых подключен.к выходу регулятора напряжения, а вход второго - к вьжоду датчика тока возбуждения, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ и блок задержки, при этом выходы каХцого знакочувствительного релейного элемента подключены к входам четырех ловторой управляемый переключатель 26, 25 гических элементов И, выходы первого

минуя инвертор 27. Этим обеспечивается отрицательность обратной связи по напряжению, когда электропривод работает в режиме рекуперативного тори второго из которых соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, а выходы третьего и четвертого логических элементов И - с входами

можения в четвертом квадранте механи-30 второго логического элемента ИЛИ, выческой характеристики.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе обеспечивается переключение полярности обратной связи по напряжению при переходе из одного квадранта в другой и тем самым обеспечивается управляемость электропривода в каждом из четырех квадрантов механической характеристики.

35

ход первого логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом управляемого ключа, выход второго логического элемента ИЛИ соединен через блок задержки с управляющим входом управляемого переключателя, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью обесце- чения управляемости электропривода во всех четырех квадрантах меХаничесФормула изобретения

Реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, подключенный к якорной цепи электродвигателя нереверсивный преобразователь, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик интенсивности, регулятор напряжения.

управляемый ключ, операционный усили-зо ключателя соединен с вторым выходом тель с двумя цепями обратной связи, второго знакочувствительного релей- |одна из которых содержит резистор, ного элемента.

ВНИИПИ Заказ 3496/56 Тираж 659 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

а другая - параллельно соединенные резистор и конденсатор, блок выделения Модуля и регулятор тока якоря, реверсивный преобразователь в цепи возбуждения элekтpoдвигaтeля, в цеш. управления которого включен регулятор тока возбуждения, задающий вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, подключенные к входам соответствующих регуляторов датчики тока якоря и тока возбуждения и датчик напряжения, управляемый переключатель, включенный последовательно в две цепи обратной связи операционного усилителя, а также два знакочув- ствительных релейных элемента, вход

первого из которых подключен.к выходу регулятора напряжения, а вход второго - к вьжоду датчика тока возбуждения, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ и блок задержки, при этом выходы каХцого знакочувствительного релейного элемента подключены к входам четырех лои второго из которых соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, а выходы третьего и четвертого логических элементов И - с входами

второго логического элемента ИЛИ, вы

ход первого логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом управляемого ключа, выход второго логического элемента ИЛИ соединен через блок задержки с управляющим входом управляемого переключателя, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью обесце- чения управляемости электропривода во всех четырех квадрантах меХанической характеристики, в него введены второй управляемый переключатель и инвертор, выход которого вместе с одним из выходов второго управляемого переключателя связан с входом обратной связи регулятора напряжения, вход управляемого переключателя подключен к датчику напряжения, его второй выход - к входу инвертора, а управляющий вход второго управляемого пере

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения управляемости электропривода во всех четырех квадрантах механической характеристики. Электропривод содержит управляемый переключатель 26 и инвертор 27, выход которого вместе с одним из выходов управляемого переключателя 26 связан с входом обратной связи регулятора 4 напряжения. Вход управляемого переключателя 26 подключен к датчику 15 напряжения, его второй выход - к входу инвертора 27. Управлякщий вход управляемого переключателя 26 соединен с вторьч выходом знакочувствительного релейного элемента.18. В данном электроприводе обеспечивается переключение полярности обратной связи по напряжению при переходе из одного квадранта в другой. 1 ил. с б сл с со 1чЭ 00 со