Электропривод постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

ю

15

20

25

1343532

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизируемом электроприводе постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности электропривода.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема электропривода; на (фиг, 2 - временные диаграммы работы электропривода.

Электропривод постоянного тока (фиг. 1) содержит двигатель, обмотка 1 якоря которого шунтированная обратным диодом 2 через преобразователь 3 подключена к источнику 4 питания через контакты 5 контактора, один вывод обмотки 6 которого через кнопки 7 управления подключен к положительному выводу источника 4 питания, который через контакт 5 контактора соединен с обмоткой 8 возбуждения. Вспомога , т ельный источник 9 питания одним выходом 10 соединен через широтно-им пульсный модулятор 11 с входом преобразователя 3. Датчик 12 тока ЯКОРЯ двигателя и датчик 13 скорости соединены через блок 14.сравнения с входом широтно-импульсного модулятора 11. Кроме того, электропривод имеет стабилитрон 15, блок 16 развязки, схему ИЛИ 17, схему И-НЕ 18. Вспомогательный источник 9 питания имеет второй независимый выход 19. Стабилитрон 15 подключен к второму выводу обмотки 6 контактора и к отрицательному выводу источника 4 питания и шунтирует вход блока 16 развязки, один выходной вывод которого соединен через контакт 5 контактора с отрицательным выводом источника питания а второй вывод - с одними входами .схемы ИЛИ 17 и схемы И-НЕ 18, вторые входы которых, соединены с вторым вы- ходом 19: вспомогательного источника 9 питания, третий вход схемы И-НЕ 18 соединен с выходом схемы ШШ 17, соединенным через резистор 20 с выходом широтно-импульсного модулятора 11, третий вход которого соединен с выходом схемы И-НЕ 18. Вспомогательный источник 9 питания включен между вто- рым выводом обмотки 8 возбуждения и контактом 5 контактора, соединенным с отрицательным выводом источника 4 питания.

в н п п н н ж мы в н щи т д ег ме та ко

в

30

40

ле тр це ни ст по ет ди 35 в пр зн бу ис ре ус по пр но ве ег че ду си 18 зу ра ля вт 55 по и пр де

45

50

Электропривод работает следуюш;им образом.

2

кнопки

7 управления

ю

15

20

25

в момент времени t (фиг. 2) напряжение первичного источника 4 питания подается в цепь обмотки 6. При этом практически безинерционно напряже-ё- ние положительной полярности (фиг.2а) на стабилитроне 15 передается блоком 16 развязки с изменением полярности (фиг. 26) на схемы ШШ 17, И-НЕ 18. Указанные схемы передают соответственно отрицательное запирающее смещение (фиг. 26) на преобразователь 3, а также запрещающий сигнал по выходу схемы И-НЕ 18 ввиду отсутствия на ее втором входе напряжения вспомогательного источника 9 питания на блокирующий вход широтно-:импульсного модулятора 1 1. Тем самым . производится упреждающая подготовка преобразователя 3 с его принудительным запиранием к моменту t замыкания контактов 5 контактора с целью их практически бестоковой коммутации и защиты устройства.

Замыкание контактов 5 контактора в момент времени t приводит к появ30

0

лению напряжения источника 4 питания (фиг. 2в), прикладываемого к закрытым транзисторам преобразователя 3 и к цепи обмотки 8 независимого возбуждет ния двигателя, ток которой в соответствии с величиной электромагнитной постоянной времени этой цепи нарастает до номинального значения по апериодическому закону изменения (фиг. 2г). 35 в момент времени 1: , соответствующий промежуточному, например половинному значению величины тока обмотки 8 возбуждения, срабатывает вспомогательный источник 9 питания.(фиг. 2д), имеющий релейную характеристику вход-выход, условно показанную на фиг. 1. При этомi появление двух стабилизированных напряжений постоянного гока положительной и отрицательной полярности соответственно на первом 10 и втором 19 его выходах (фиг. 2д) приводит к подаче питания на широтно-импульсный модулятор 11 и появлению управляющего сигнала на входах схем ШШ 17 и И-НЕ 18, причем на выходе последней в результате появившегося совпадения управляющих сигналов отрицательной по- лярности как на ее первом, так и на втором входах происходит изменение 5 полярности выходного сигнала (фиг.2е) и снятие таким образом исходного запрещающего сигнала на блокирующем входе широтно-импульсного модулятора 11.

5

0

Таким оОразом, после проверки исправности цепи обмотки 8 независимого возбуждения двигателя (фиксируемой срабатыванием вспомогательного источника 9 питания, начинается работа ши- ротно-импульсного модулятора 11, управляющего в функции сигналов задания и датчиков 12 и 13 электрическим состоянием ключевых транзисторов npeo6pa зователя 3, соответствующим изменением величины их скважности - времени относительного включения. При этом, на интервале времени t ,-t, в рёзульs-.

тате управляемой подачи напряжения на цепь обмотки 1 якоря двигателя формируется практически прямоугольная пусковая диаграмма его якорного тока (фиг, 2ж) на заданном безопасном уровне, после чего переходный процесс запуска двигателя по цепям его якоря 1 и обмотки 8 возбуждения заканчивается На неопределенно долгом интервале t -tj установившегося режима работы двигатель работает с пониженным (по сравнению с пусковым) уровнем потребления тока (фиг. 2ж), определяемым моментом сопротивления нагрузки на его валу, и со стабилизированной частотой вращения, определяемой сигналом задания.

В момент времени t, соответствующий отключению кнопок 7 управления, размыкается цепь обмотки 6 контактора и исчезает напряжение на стабилитроне 15 (фиг. 2а), выходе блока 16 развязки (фиг. 26) и на выходе сработавшей при этом схеме И-НЕ 18 появляется запрещающий сигнал (фиг. 2е), подводимый к входу широтно-импульсно- го модулятора 11. Это приводит соответственно к запиранию ключевых транзисторов преобразователя 3 и отключению цепи обмотки 1 якоря двигателя от источника 4 питания с замыканием

.тока якоря в шунтирзтощем контуре обратного диода 2. Тем самым произво; дится упр еждающая подготовка к практически бестоковОй коммутации (отключению) контактов 5 контактора, происходящей в момент времени tg, |Т.е. с временной задержкой по отношению к моменту tg нажатия кнопки Стоп обусловленной известньм эффектом замедления отключения электромеханической системы контактора.

В момент времени t размыкания контактов 5 контактора снимается напряжение источника 4 питания с Цепей

двигателя, при этом ток обмотки 8 независимого возбуждения зa ьIкaeтcя, . уменьшаясь по апериодическому закону (фиг. 2г) в контуре, образованном обратным диодом 2, обмоткой 8, входной цепью питания вспомогательного источника 9 питания преобразователем 3. Причем активное запирающее смещение в резисторе 20 закрытых база-эмиттер- ных переходов транзисторов преобразователя 3 сохраняется в течение продолжительного интервала времени, до момента времени t (фиг. 2), когда

при существенном снижении тока цепи обмотки 8 независимого возбуждения двигателя произойдет соответствующее релейное исчезновение выходных напряжений вспомогательного источника 9 питания на его обеих выходах 10 и 19. Таким образом, за счет практически бестоковой коммутации контактов контактора с помощью схем ИЛИ и И-НЕ, а также наличия защиты от обрыва цепи обмотки возбуждения двигателя повышается надежность электропривода.

0

5

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий двигатель с независимым возбуждением, обмотка якоря которого, шунтированная обратным диодом, через преобразователь подключена к источнику питания через контакты контактора, один вывод обмотки которого через кнопки управления подключен к положительному выводу источника питания, который через контакт контакторд соединен с обмоткой возбуждения, вспомогательный источник питания, одним выходом соединенный через широтно- импульсньш модулятор с входом преобразователя, датчик тока якоря двигателя и датчик скорости, соединенные через .блок сравнения с входом широт- но-импульсного модулятора, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены стабилитрон, блок развязки, схема ИЛИ, схема И-НЕ, а вспомогательный источник питания имеет второй независимый в ыход, при этом стабилитрон подключен к второму выводу обмотки контактора и отрицательному выводу источника питания и,шунтирует вход блока развязки, один выходной вывод которого соединен через контакт контактора с отрицательным выводом источника питания, а другой вывод - с одними входами схемы

0

5

0

5

513/i;3532

или и схемы И-НЕ, другие входы которых соединены с другим выходом вспомогательного источника питания, третий вход схемы И-НЕ соединен с выходом схемы ИЛИ, связанным с выходом широт- 0-импульсного модулятора, третий

вх мы пи об та вы

вход KOTopor tj c.ofyTHiieii с нылгиюм мы И-НЕ, а пспомогатетьиый источник питания включен между вторьгм выводом обмотки возбуж;;1,ения и контактом контактора, соединенным с отрицательньм выводом источника питания.

.Пй

ь

t

t

фиг. г

Составитель Ю.Воробьев Редактор Н.Гунько Техред Л Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 4835/55 Тираж 659Подписное

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

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в автоматизированном электроприводе постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Электропривод содержит вспомогательный источник питания 9, к-рый включен входной цепью в цепь обмотки независимого возбуждения 8 и имеет низковольтное схемное упрощенное выполнение. Возможна упреждающая подготовка цепей управления силовым широтно-импульсным преобразователем 3, к началу процессов бестоковой коммутации силовых контактов 5 линейного контактора 6 с помощью логических схем 17, 18, а также защита от обрыва цепи обмотки возбуждения 8 электродвигателя 2 ил. i СО ™ :о 4; ;:о ел ё Фы.