Электропривод постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в электроприводах постоянного тока, работающих в повторно-кратковременных режимах.

Цель изобретения - упропаение устрой- ства.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для ограничения температуры якорной обмотки 1 электродвигателя постоянного тока, подключенной -к вен- тильному преобразователю 2, в цепь уп-равле- ния которого включен регулятор 3 тока якоря, содержащее датчик 4 напряжения, подклю-

ченный параллельно якорной обмотке 1. датчики 5 и 6 тока якоря и тока возбуждения, включенные последовательно с якорной обмоткой 1 и обмоткой 7 возбуждения соответственно, датчик 8 ЭДС, блок 9 нелинейности и блок 10 деления, вход делимого которого соединен с выходом блока 1 1 с)авне- ния, вход делителя - с выходом датчика 5 тока якоря, подключенным также к входу регулятора 3 тока якоря, а один из вычитающих входов блока 11 сравнения соединен с выходом датчика 8 ЭДС. Устройство содержит также установленный на валу электродвигателя тахогенератор 12 с обмоткой 13 возбуждения, подключенный к усилителю 14 мощности, второй блок 15 сравнения, датчик 16 тока возбуждения тахогенератора 12, блок 17 умножения на постоянную величину и 18, при этом блок 9 нелинейности имеет характеристику типа «зона нечувст вительности, выход датчика 4 напряжения через фильтр 18 подключен к суммируюц е- му входу блока 11 сравнения, другой вычитающий вход которого соединен с выходом блока 17 умножения на постоянную величину, вход которого подключен к датчику

5тока якоря, выход блока 10 деления через блок 9 нелинейности подключен к входу регулятора 3 тока якоря, выходы датчика

6тока возбуждения электродвигателя и датчика 16 тока возбуждения тахогенератора 12 соединены с входами узла 15 сравнения, выход которого вместе с выходом датчика

6 тока возбуждения электродвигателя подключен к входу усилителя 14 мощности, а вход датчика 8 ЭДС подключен к якорной обмотке тахогенератора 12. Обмотка 7 воз- буждения подключена к возбудителю 19.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии нагрузки на валу электродвигателя и ненагретой об.мотке якоря по ней протекает .малый ток холостого хода. Ток в обмотке 7 возбуждения электродвигателя определяется напряжением на выходе возбудителя 19. Напряжение на выходе вентильного преобразователя 2 определяется сигналом на выходе регулятора 3 тока, который в этом режиме определяется соот- ношением сигнала задания на ток, поступа- юпдего от регулятора скорости PC (не изображен), и сигнала обратной связи по току.

- Ья

поступающего на первый вход регулятора 3 тока с выхода датчика 5 тока якоря. При ненагретой обмотке сигнал с .выхода блока 10 деления, поступающий на второй вход регулятора 3 тока якоря через блок 9 нелинейности и нропорционаьный перегреву, практически равен нулю и не ограничивает сигнал на выходе регулятора 3 тока. Сигнал, пропорциональный произведению перегрева на ток якоря, равен

lAlaRo bARi db

- Ья

L яС.Л1 я Rя о

dt

5 где

AR« aAtR

R

I iTk dt

E.

5

0

U

0

5

ток якоря;

изменение сопротивления якорной обмотки под влиянием нагрева;

температурный коэффициент материала обмотки; сопротивление ненагретой якорной обмотки; динамическая составляющая падения напряжения; ЭДС якоря электродвига- тел я;

напряжение на якоре электродвигателя.

умножения осуществляется умножение величины тока якоря на постоянную величину Riifi, пропорционаьную сопротивлению нагретой якорной обмотки.

Для отфильтровывапия динамической составляющей падения напряжения из наряжения на якоре, получаемого на выходе датчика 4 наг ряжения, служит фильтр 18. На выходе узла 11 сравнения, таким образом, получается сигнал, пропорциональный

I;

.-я

в блоке 17

1„дР„ Ь ч- Ел-Ья

сПя dt

1я Кяо ,

Сигнал, пропорциональный ЭДС электродвигателя, получается на выходе датчика 8 ЭДС. Измерение ЭДС электродвигателя основано на измерении напряжения на якоре тахогенератора 12. Характеристики намагничивания электродвигателя и тахогенератора лЮлжны быть подобны.

Для обеспечения пропорциональности напряжения на якоре тахогенератора величине ЭДС электродвигателя ток возбуждения тахогенератора, протекающий по обмотке 13 возбуждения тахогенератора, изменяется пропорционально току возбуждения электродвигателя. Для этого сигнал тока возбуждения электродвигателя, получаемый на выходе датчика 6 тока возбуждения электродвигателя, используется в качестве задания для усилителя 14 мощности, например, транзисторного, напряжение на выходе которого определяет ток, протекающий по обмотке 13 возбуждения. Корректировка задания на ток

возбуждения тахогенератора осуществляется сигналом, поступающим с выхода второго блока 15 сравнения и определяемым со- отнощением токов возбуждения электродвигателя и тахогенератора 12. Ток возбуждения тахогенератора 12 измеряется при помощи датчика 16 тока возбуждения.

При разгоне и торможении якоря электродвигателя и работе под нагрузкой происходит нагрев обмотки якоря электродвигателя. Сигнал, пропорциональный произведению перегрева на ток якоря электродвигателя, получается путем сравнения следующих сигналов: пропорционального фактическому падению напряжения на активном сопротивлении обмотки якоря, и сигнала, пропорционального падению напряжения на активном сопротивлении ненагретой обмотки якоря, получаемого при помощи блока 17 умножения. Разностный сигнал, получаемый на выходе узла 11 сравнения, поступает на вход делимого блока 10 деления, на вход делителя которого поступает сигнал с выхода датчика 5 тока якоря. В результате деления на выходе блока 10 деления получается сигнал, пропорциональный перегреву At Этот сигнал подается на вход блока 9 нелинейности. При температуре, меньше допус- ти.мого уровня, сигнал на выходе блока 9 нелинейности отсутствует. При приближении температуры к недопустимому уровню на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй (ограничивающий) вход регулятора 3 тока и снижает сигнал задания на ток якоря.

Предлагаемое изобретение позволяет эффективно с достаточной точностью ограничить температуру якорных обмоток электродвигателей, что значительно повыщает их эксплуатационную надежность. Простота реализации устройства и его невысокая сто0

5

0

5

0

5

имость делает возмжным применение его на любых электродвигателях постоянного тока.

Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к вентильному преобразователю, в цепь управления которого жлючен регулятор тока якоря, датчик напряжения, подключенный параллельно якорной обмотке, датчики тока якоря и тока возбуждения, включенные последовательно с соответствующими обмотками электродвигателя, датчик ЭДС, блок нелинейности и блок деления, вход делимого которого соединен с выходом блока сравнения, вход делителя - с выходо.м датчика тока якоря, подключенным также к входу регулятора тока якоря, а один из вычитающих входов блока сравнения соединен с выходом датчика ЭДС, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены установленный на валу электродвигателя тахогенератор с обмоткой возбуждения, подключенной к усилителю мощ- ности, второй блок сравнения, датчик тока возбуждения тахогенератора, блок умножения на постоянную величину и фильтр, при этом блок нелинейности имеет характеристику типа «зона нечувствительности, выход датчика напряжения через фильтр подключен к суммирующему входу первого блока сравнения, другой вычитающий вход которого соединен с выходом блока умножения, вход которого подключен к датчику тока якоря, выход блока деления через блок нелинейности подключен к входу регулятора тока якоря, выходы датчиков тока возбуждения электродвигателя и тока возбуждения тахогенератора соединены с входами второго узла сравнения, выход которого вместе с датчиком тока возбуждения электродвигателя подключен к входу усилителя мощности, а вход датчика ЭДС подключен к якорной обмотке тахогенератора.

Изобретение относится к электроте.х- нике и может быть применено для управления электродвигателями постоянного тока, работающими в повторпо-кратковременны.х режима.х. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит тахогенератор 12 с обмоткой 13 возбуждения, подключенной к усилителю 14 мощности. Блок 9 нелинейности имеет характеристику типа «зона нечувствительности, а вых од датчика 4 напряжения через фильтр 18 подключен к суммирующему входу блока 11 сравнения. Устройство позволяет эффективно с достаточной точностью ограничивать температуру якорных обмоток электродвигателей. 1 ил. о СО От PC О5 со со СХ) ел