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

1

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

работаюпщх в режиме частых пусков и торможений.

Цель изобретения - повьшение на дежности работы электропривода.

. На чертеже приведена функциональная схема электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1S якорная обмотка которого подключена к выходу н ереверсив- ного преобразователя 2, в цепь управления которого включены задатчик 2 управляющего сигнала, задатчик 4 интенсивности и регулятор 5 тока якоря с подключенным к его входу датчиком 6 тока якоряр а обмотка 7 возбуждения подключена к реверсивному преобразователю 8j в цепь управления которого включен регулятор 9 тока возбз ждения с подключенHbi-i к его входу датчиком 10 тока возбужд; ния5 выход которого соединен также с входом первого компаратора 11, подключенного своим выходом к входу узла 12 сравнения. Электропривод содержит также регулятор -13 ЭДС с подключенным к его входу датчиком 14 ЭДС, развязывающие диоды 15 - 18, узлы 19 и 20 сравнения, компаратор 21, линии 22 и 23 задержки и формирователь 24 сигнала зaдaния содержаищй узлы 25-27 выделения SHaKaj инвертирую- щий усилитель 28, управляемые ключи 29 и 30 и логические элементы И-НЕ 31-35,, при этом первые входы узлов 19 и 20 сравнения через встречно включенные развязывающие диоды 15 и 16 подключены к выходу датчика 14 ЭДС, второй вход узла 19 сравнения связан с задатчиком 3 .управляющего напряженияS а его выход - с вторьм входом узла 20 сравнения, выход которого через компаратор 21 подключен к второму входу узла 12 сравне- . нияд выход которого через две параллельных цепи, образованные встречно включенными развязывающими диодами 17 и 18 и линиями 22 и 23 задержки, связан с третьим входом узла 20 срад- ненияг выход компаратора 21 соединен с 3адаю1цим входом регулятора 9 тока

10

ненные инвертирующий усилитель 28 и управляемый ключ 29, а также через второй управляемый ключ 30 связан с входами задатчика 4 интенсивности, вход первого узла 25 выделения знака соединен с выходом датчика 14 ЭДС, вход второго - с выходом задатчика 3 управляющего напряжения, а вход третьего - с выходом компаратора 11, выходы узлов 25-27 выделения знака подключены соответственно к входам логических элементов И-НЕ 31-33, выход логического элемента И-НЕ 31 вместе с выходами узлов 26 и 27 выделения знака соединены с входами логического элемента И-НЕ 34, выходы логических элементов И-НЕ 31-33 связаны с входами логического элемента И-НЕ 35 J, а В111ХОДЫ логических элементов И-НЕ 34 и 35 подключены к управляющим входам управляемых ключей 29 и 30 соответственно.

Входы датчика 14 ЭДС подключены к выходам датчика 6 тока и датчика 36 напряжения. Для настройки электропривода на выходе линий 22 и 23 задержки включены инвертируюпще усилители 37 и 38.

15

20

35

40

50

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания U.. от задатчика 3 управляющего напрязкения поступает ка вход формирователя 24 сигнала задания , .

В исходном, нулевом, состоянии сигнал с выхода датчика 14 ЭДС поступает через узел 25 выделения знака ЭДС и первый элемент И-НЕ 31 в виде логической единицы на первые входы первого 34 и второго 35 Логических элементов И-НЕ. Нулевой сигндл задания Uo, поступает на второй вход узла 19 сравнения, через узел 26 вьщеления знака сигнала задания на второй вход логического элемента И- НЕ 34 и через логический элемент И- НЕ 32 в виде логической единицы на второй вход второго элемента И-НЕ 35 Нулевой сигнал тока возбуждения через узел 27 выделения знака поступает на третий вход логического элемента И-НЕ 34 и через логический элемент И-НЕ 33 в ви;че логической едивозбуждения, а регулятор 13 ЭДС вклю- г ницы на третий вход логического элечен между выходом задатчика 4 интенсивности и входом регулятора 5 тока якоря 5 задатчик управляющего напря™ жения через последовательно соедимента И-НЕ 35, Сигнал с выхода логического элемента И-НЕ 34 в виде логической единицы закрывает управляемый К.ПЮЧ 29, сигнап с выхода логичес

10

43792

ненные инвертирующий усилитель 28 и управляемый ключ 29, а также через второй управляемый ключ 30 связан с входами задатчика 4 интенсивности, вход первого узла 25 выделения знака соединен с выходом датчика 14 ЭДС, вход второго - с выходом задатчика 3 управляющего напряжения, а вход третьего - с выходом компаратора 11, выходы узлов 25-27 выделения знака подключены соответственно к входам логических элементов И-НЕ 31-33, выход логического элемента И-НЕ 31 вместе с выходами узлов 26 и 27 выделения знака соединены с входами логического элемента И-НЕ 34, выходы логических элементов И-НЕ 31-33 связаны с входами логического элемента И-НЕ 35 J, а В111ХОДЫ логических элементов И-НЕ 34 и 35 подключены к управляющим входам управляемых ключей 29 и 30 соответственно.

Входы датчика 14 ЭДС подключены к выходам датчика 6 тока и датчика 36 напряжения. Для настройки электропривода на выходе линий 22 и 23 задержки включены инвертируюпще усилители 37 и 38.

15

20

5

0

0

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания U.. от задатчика 3 управляющего напрязкения поступает ка вход формирователя 24 сигнала задания , .

В исходном, нулевом, состоянии сигнал с выхода датчика 14 ЭДС поступает через узел 25 выделения знака ЭДС и первый элемент И-НЕ 31 в виде логической единицы на первые входы первого 34 и второго 35 Логических элементов И-НЕ. Нулевой сигндл задания Uo, поступает на второй вход узла 19 сравнения, через узел 26 вьщеления знака сигнала задания на второй вход логического элемента И- НЕ 34 и через логический элемент И- НЕ 32 в виде логической единицы на второй вход второго элемента И-НЕ 35. Нулевой сигнал тока возбуждения через узел 27 выделения знака поступает на третий вход логического элемента И-НЕ 34 и через логический элемент И-НЕ 33 в ви;че логической единицы на третий вход логического элемента И-НЕ 35, Сигнал с выхода логического элемента И-НЕ 34 в виде логической единицы закрывает управляемый К.ПЮЧ 29, сигнап с выхода логичесJ

кого элемента И-НЕ 35 в виде логического нуля открьшает управляемый ключ 30, подавая сигнал задания на вход задатчика 4 интенсивности

Предположим, что сигнал задания положителен (+U). Поступая через дополнительные узлы 19 и 20 сравнения и компаратор 21 на вход регулятора 9 тока возбуждения, сигнал +U открывает реверсивный преобразователь 8. Появляется соответствующей полярности ток в обмотке возбуждения электродвигателя 1.

Одновременно сигнал +Ut через уп- равляемый ключ 30, задатчик 4 интенсивности и регулятор 13 ЭДС поступает на вход регулятора 5 тока якоря и открывает нереверсивный преобразователь 2. Появляется ток в якорной цепи электродвигателя 1 постоянного тока. Электропривод разгоняется до скорости +N, соответствующей величине задающего сигнала +Ui..

При изменении сигнала задания ат +Ui. до -и электропривод работает в режиме рекуперативного торможения с изменением скорости от +N

I- до нуля и в режиме разгона от нуля до Nj.. В режиме рекуперативного торможения сигнал с выхода датчика 14 ЭДС, соответствующий сигналу -Ug, закры-- вает по управляющему входу управляемые ключи 29 и 30 сигналами с выходов логических элементов И-НЕ 34 и 35..Начало и окончание рекуперативного торможения определяются по соответствию сигнала задания Ui, сигналу обратной связи по ЭДС Ug.

Режим рекуперативного торможения Протекает следующим образом.

В начальный период рекуперативного торможения темп изменения сигнала на выходе датчика 14 ЭДС преобладает над темпом изменения сигнала задания поступающего с вйхода интенсивности. При этом нереверсивный преобразователь 2 запирается за счет воздействия сигнала обратной связи по ЭДС Ug КЕ, который одновременно поступает либо на первый инверсный вход дополнительного уэла 19 сравнения через развязывающий диод 16,;либо на инверсный вход дополнительного узла 20 сравнения через развязывающий диод 15 в зависимости от полярности сигнала Ug с выхода датчика 14 ЭДС, обусловленной направлением вращения якоря электродвигателя 1. Предполо

10

is

, 20

жим, что сигнал на выходе датчика 14 ЭДС имеет положительную полярность, а сигнал задания задатчика 4 интенсивности - отрицательную. В этом случае сигнал Ug поступает через развязывающий диод 15 на инверсный вход дополнительного узла 20 сравнения, на прямой вход которого поступает сигнал задания U с выхода задатчика 4 интенсивности через дополнительный узел 19 сравнения.

Сигнал рассогласования Ш и Ug с выхода дополнительного узла 20 сравнения поступает на вход компаратора 21, порог срабатывания которого соответствует определенной величине допустимого перерегулирования по скорости. С выхода компаратора 21 сигнал положительной полярности поступает на вход узла 12 сравнения и через линию задержки сигнала со знаком - на вход инвертора 37 аналогового сигнала, с вькода которого формируется сигнал со знаком +, поступающий на третий инверсный вход ° дополнительного узла 20 сравнения, т.е. блокируется изменение сигнала Ug по каналу работы формирователя ко- манды на начало торможения. Одновре-. менно сигнал с выхода компаратора 21 положительного знака сравнивается с сигналом обратной.связи по току возбуждения и результат сравнения со знаком - поступает на вход регулятора 9 тока возбуждения, а с его выхода - на вход реверсивного преобразователя 8. Ток возбуждения меняет свою полярность на +. С выдержкой д времени линией 23 задержки сигнала со знаком - снимается сигнал с выхода инвертора 37 аналогового сигнала и сигнал блокировки изменения сигнала узла 20

25

30

35

Up по входу дополнительного

45

50

55

сравнения. Во время изменения полярности потока (тока) возбуж- |Дения электродвигателя меняется ве- ;личина и полярность напряжения Ug на выходе датчика 14 ЭДС. В этом режиме система автоматического регулирования является также следящей и по величине магнитного потока двигателя.

Характер нарастания тока якоря при этом плавный и обусловлен только параметрами регулятора 5 тока якоря электродвигателяэ. Торможение элект- роприво;5а протекает с рекуперацией энергии в сеть, так как преобразователь 2 работает в инверторном ре5 :

жиме, Окончание тбрможения обусловли и„ при достижеJe

вается условием V - и

НИИ заданной скорости или U.

при останове электропривода.

При изменении полярности на выходе датчика 14 ЭДС на - сигнал сравнения поступает через развязывающий диод 16 на инверсный вход дополнительного узла 19 сравнения, на прямой вход которого поступает сигнал задания U с выхода задатчика 4 интенсивности.

В режиме разгона от нуля до -N, сигнал -и поступает на второй вход дополнительного узла 19 сравнения, определяя полярность сигнала задани тока возбуждения, и через инвертирующий усилитель 28, управляемый клю

29 в виде сигнала +11 на вход задат/

чика 4 интенсивности и далее через

регулятор 13 ЭДС и регулятор 5 тока якоря на вход нереверсивного преобразователя 2, Преобразователь открывается, привод разгоняется до скрости -Ги, соответствующей величине сигнала задания -U.

Таким образом, применение в электроприводе контура ЭДС с формированием команды на начало и конец торм жения, а также формирователя сигнал задания для электропривода с изменением сигнала задания от +U,, до -U. вместо тахогенератора и контура регулирования скорости .хозволяет при упрощении схемы управления обеспечить необходимое (более плавное) изменение управляющего сигнала на входе тиристорного преобразователя на установившейся скорости, в режиме разгона и торможения.

Нарастание тока якоря обусловливется только параметрами регулятора тока якоря без периодических броско л ока, что в свою очередь, повышает надежность работы электропривода, экономическую эффективность и долговечность.

Формула изобретени

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорна обмотка которого подключена к выход нереверсивного преобразователя, в .цепь управления которого включены задатчик управляющего сигнала, за- датчик интенсивности и регулятор тока с подключенным к его входу датчи

0

5

КОМ тока якоря, а обмотка возбз жде- ния подключена к реверсивному преобразователю, в цепь управления которого включен регулятор тока возбуждения с подключенным к его входу датчиком тока возбуяодения, выход которого соединен также с входом первого компаратора, подключенного своим выходом к входу первого узла сравнения, отличающи.йся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен регулятор ЭДС с подключенным к одному из входов 5 датчиком ЭДС, четыре развязывающих диода, второй и. третий узлы сравнения, второй компаратор, две линии задержки и формирователь сигнала задания, содержащий три узла выделения знака, инвертизирующий усилитель, два управляемых ключа и пять логических элементов И-НЕ, при зтом первые входы второго и третьего узлов сравнения через два встречно включенных развязывающих диода подключены к выходу датчика ЭДС, второй вход второго узла сравнения связан с задатчиком управляющего напряжения, а его г- с вторым входом третьего узла сравнения., выход которого через второй компаратор подключен к второму входу первого узла сравнения, выход которого через две параллельных цепи, образованные встречно вклю ченными третьим и четвертым развязы- :вающими диодами и линиями задержки, связан с третьим входом третьего узла сравнения, выход второго компаратора соединен с з;адающим входом регулятора тока возбуждения, а регу-. лятор ЭДС включен между выходом задатчика интенсивности и входом регулятора тока якоря, задатчик управляющего напряжения через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и nepBbnd управляемый ключ, а также через второй управляемый ключ связан с входами за,чатчика интенсивности, вход первого узла выделения знака соединен с выходом датчика ЭДС, вход второго - с выкодом задатчика управляющего напряжения, а вход третьего - с выходом первого компаратора, выходы трех узлов вьщеле- ния знака подключены соответственно к входам первого, второго и третьего логических элементов И-НЕ, выход первого логического элемента И-НЕ вместе с выходами второго и третьего

0

5

0

5

0

5

713543798

узлов выделения знака вьщеления зна,- го и пятого логических элемен- ка соединены с входами четвертого тов И-flE подключены к управляю- логичес:кого элемента И-НЕ, выходы , щим входам соответственно перво- первого, второго и третьего логичес го и второго управляемых клю- ких элементов И-НЕ и выходы четверто- чей.

Изобретение от1 сится к электротехнике, и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности работы электропривода. Устройство содержит регулятор 13 ЭДС, к входу которого подключен датчик 14 ЭДС, Первые вхо- -Ф1 узлов 19 и 20 сравнения через зстречно включенные развязывающие диоды 15 и 16 подключены к выходу датчика 14 ЭДС. Применение в данном устроййтве KOHT snpa ЭДС с формированием команды на начало и конец торможения и формирователя гигнала задания с изменением сигнэ/та задания от +U, до -и,; обеспечивает необходимое изменение управляющего сигнала на входе ткристорного преобразователя. 1 ил. s