Тиристорный электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

««sj

Од Isd

О9

6 введены дополнительно транзисторы 23 и 24, а регулятор скорости 10 выполнен релейным. В электроприводе устранена необходимость фазировки при наладке и улучшены динамические

характеристики в нижней части диапазона частоты вращения за счет применения релейного регулятора скорости. 2 ило

Изобретегдае относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подачи станков. Целью изобретения является повьшение надежности и КПД. Тиристорный электропривод содержит электродвигатель 1 и две параллельно включенные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенного ключа 17

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному тириеторному электроприводу постоянного тока.

Цель изобретения - повьшение надежности и КПД электропривода.

На фиго приведена электрическая принципиальная схема тиристорного электропривода постоянного тока; на фиг.2 - импульсные диаграммы работы электропривода,

Тиристорный электропривод постоянного тока (фиГоО содержит электродвигатель 1, соединенный с реверсивным тиристорным преобразователем с раздельным управлением двумя группам 2 и 3, управляющие входы которых соединены с выходами двух формирователей 4 и 5 импульсов, каждый из которых содержит последовательно соединенные два логических элемента, второй из которых является элементом И-НЕ, и импульсный транзисторный усилитель, одни входы формирователей 4 и 5 импульсов объединены и соедине нь1 через дифференцирующую цепь с выходом фазосдвигающего блока 6, содержащего интегратор 7 с зарядным конденсатором Вис положительной обратной связью Первый вход фазосдвигающего блока 6 связан с входным трансформатором 9, а второй - с выходом регулятора 10 скорости, датчик 11 тока, соединенный с прямым входом усилителя 12 и с инверсным входом усилителя 13, усилители 14 и 15, регулятор 10 скорости выходом соединен с вторым входом фазосдвигающего блока 6, а входом с датчиком 16 скорости, две параллельно включенные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные транзисторный ключ 17 (18), элемент И 19 (20) и диод 21 (22)о Транзистор 23 включен параллельно конденсатору 8.

Транзистор 24 включен в цепь положительно обратной связи (резисторы 25 и 26) интегратора 7. Регулятор 10 скорости выполнен релейным, первый логический элемент 27 (28) в каждом формирователе 4 и 5 импульсов является элементом ЗИ-НЕ, а второй 29 (30) - логическим элементом И-НЕ. Входной

Q трансформатор 9 соединен с первым входом фазосдвигающего блока 6 через две параллельные цепи. Выход регулятора 10 скорости соединен через усилитель 14 с входом усилителя 15,

с вторыми входами элемента ЗИ-НЕ второго формирователя 5 импульсов и элемента И 19 первой из параллельных цепейо Второй вход элемента И 20 второй параллельной цепи соединен с вы0 ходом усилителя 15 и с вторым входом элемента ЗИ-НЕ формирователя 4 импульсов, третий вход которого и третий вход элемента ЗИ-НЕ формирователя 5 импульсов соединены соответственно

5 с выходами-усилителей 12 и 13, прямые входы которых соединены между собой. Дифференцирующая цепь содержит последовательно соединенные конденсатор 27 и резистор 28,,

0 Электропривод работает следующим образомо

На входы формирователей 4 и 5 поступают три сигнала - управляющий сигналы разрешения (1) или запрета (О)о На вторые входы формировате лей 4 и 5 поступает информация о знаке напряжения задания (U), т.ео о направлении вращения электродвигателя с датчика 16 через регулятор 10 и усилители 14 и 15, причем положительному значению соответствует 1 в формирователе 5 и О в формирователе 4о На третьи входы формирователей 4 и 5 поступает сигнал с дат- чика 11 тока через усилители 12 и 13,

5

несущий информацию о наличии f отсутствии) тока в якоре электродвигателя 1 и его направлении, причем 1 свидетельствует об отсутствии тока в якоре и разрешает включать данную группу тирис,торов. При отсутствии тока в якоре 1 поступает на оба третьи входы формирователей 4 и 5 с усилителей 12 и 13 за счет положительного напряжения +11 и дает раз - решение на включение любой из групп 2 или 3 тиристоров. Управляющий сигнал, поступающий на первые входы формирователей А и 5 - это управляемый по фазе положительный импульс, Он формируется , следующим образом.

Синусоидальное напряжение синхронизации сик преобразуется на выходе ключей 17 и 18 в серию положительных прямоугольных импульсов с частотой 50 Гц, ширина которых определяется порогом срабатывания (фиг,2,1-3) ключей 17 и 18 и составляет примерно 180, Эти импульсы поступают на вход транзистора 23 через ключ, открытый поступившей на него 1 с выхода усилителя 14 (15) при подаче Uj, ко- торый управляет процессом заряда-разряда конденсатора 8,

при закрытом транзисторе фазосдви

гающий блок 6 работает в режиме интегратора до тех пор, пока напряжени на конденсаторе В не достигает-порога сравнения Uj (фиг,2,4) . транзистора 24, При достижении порогового значения вступает в действие положительная обратная связь интегратора и напряжение на конденсаторе 8 скачком достигает своего положительного максимума. При этом на выходе дифферен- цирующей цепи 28 и 27 появляется узкий положительШ)1й импульс управления (фиг,2,5), При выходе положительного прямоугольного импульса (фиг,2,2) на вход транзистора 23 конденсатор 8 быстро разряжается через этот транзистор. Время интегрирования, а следовательно, и фазовый сдвиг импульса управления определяются величиной сигнала U v,np , поступаняцего с выхода регулятора 10, т,ео величиной Uj, При отсутствии сигнала U начальная фаза импульса управления с/соответствует естественному углу коммутации и устанавливается с помощью положительной цепи 25 и 26 смещения тран зистора 24 (фиг,2,7-9)о Это обеспечивает отсутствие зоны нечувствительности электропривода, т,е, при от

76203

сутствии и

нет люфта электродвигателя 1. I При подаче U сигнал с выхода регу лятора 10 поступает на базу транзистора 24 и смещает управляющий импульс влево относительно начального положения (фиг,2,4,5) на угол с, , пропорциональный уровню Uj, Знак Uj учитыва10 ется следующим образом.

При положительном U 1 с выхода усилителя 14 поступает на второй вход формирователя 5 и дает разрешение на включение катодной группы 3 тиристоt5 ров, при этом на второй вход формирователя 4 поступает О с усилителя 15 и блокирует прохождение управляющего импульса на анодную группу 2 тиристоров о При смене полярности U меняется

20 знак выходе регулятора 10, с выхода усилителя. 14 на второй вход формирователя 5 поступает О и блокирует прохождение управлянлдего. импульса на катодную группу 3, а с

25 выхода усилителя 15 на второй вход формирователя 4 поступает 1 и дает разрешение на включение анодной группы 2, т,е, происходит смена работающих групп тиристоров и реверс

35

40

45

50

55

Предположим, что при положительном и, пришла команда на снижение частоты вращения электродвигателя 1 до некоторого уровня. Сигнал на выходе регулятора 10 при этом меняет знак и на выходе усилителя 14 имеет место о, на выходе усилителя 15 - 1, . которая поступает на вход ключа. При этом на входе транзистора 23 положительные прямоугольные импульсы сдвигаются на 180, Теперь управляющие импульсы попадают на катодную группу 3 в тот момент времени, когда на пря жение на тиристорах отрицательное. Ток в якоре начинает исчезать, при этом теряется электромагнитная энергия электродвигателя 1, Когда ток якоря упадет до нуля, информация по току не поступает, на третьи входы формирователей 4 и 5 поступает 1 с усилителей 12 и 13 за счет положительного напряжения + Uf,, т„е, готовы к включению обе группы тиристоров, С усилителя 15 поступает 1 и дает разрешение на включение анодной группы 2, при этом происходит рекуперативное торможение электродвигателя до тех пор, пока не превысит нал с датчика 16, Когда это произойдет, сигнал U снова меняет свой знак и вновь включается катодная гру па 3 уже на новом уровне Uj,

Таким образом, по сравнению с известным,предлагаемый электропривод позволяет исключить из схемы управления электроприводом по одному фа- зосдвигаюв;ему блоку и оба формирова- тапя дежурных импульсов в каждой фазе, так как одновременное появление управляющих импульсов в анодной.и катодной группах исключается, блок логики- и множество перекрестных связей, что значительно упрощает схему, снижает потребляемую мощность управления, повышает надежность электропривода и его КПД и устраняет необходимость фазировки при наладке, что снижает трудоемкость и себестоимость электропривода. Появляется возможность регулировать максимальный угол отпирания тиристоров и уп-. равлять процессом интегрирования, что обеспечивает отсутствие люфта электродвигателя при отсутствии напряжения задания, а это такнсе повышает на,цежность электропривода. Применение релейного регулятора частоты вращения позволяет использовать электропривод в режиме скольжения, что обеспечивает улучшение динамических характеристик в нижней части диапазона регулирования.

Формула изобретения

Тиристорный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, соединенный с реверсивным ти- ристорным преобразователем с раздельным управлением двумя группами, уп- равляющие входы которых соединены с выходами двух формирователей И1«шуль- сов, каждый из которых содержит последовательно соединенные два логических элемента, второй из которых является элементом И-НЕ, и импульсный транзисторный усютитель, одни входы формрфоватепей импульсов объединены

и соединены через дифференцирующую цепь с выходом фазосдвигающего блока, содержащего интегратор с зарядным конденсатором и положительной обратной связью, первый вход фазосдвигающего блока связан с входным трансформатором, датчик тока, соединенный с прямым входом первого усилителя и

с инверсным входом второго усилителя, третий и четвертый усилители, регулятор скорости, выходом соединенный с вторым входом фазо-сдвигакщего блока, а входом - с датчиком скорости,

отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и КПД в него введены две параллельно включенные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные транзисторный ключ, элемент И и диод, в фазосдвигакший блок введены дополнительно два транзистора, регулятор скорости выполнен релейным, а первый логический элемент в двух, формирователях импульсов является элементом ЗИ-НЕ, при этом входной трансформатор соединен с первым входом фазосдвигающего блока через две парап.т лельные цепи, выход регулятора ско-i

рости соединен через третий усили-. тель с входом четвертого усилителя, с вторыми входами элемента ЗИ-НЕ второго формирователя импульсов и логического элемента И первой из параллельных цепей, второй вход элемента И второй параллельной цепи соединен с выходом четвертого усилителя и с вторым входом элемента ЗИ-НЕ первого формирователя импульсов, тре.тий

вход которого и третий вход элемента ЗИ-НЕ второго формирователя импульсов соединен) соответственно с выходами первого и второго усилителей, прямые входы которых соедине 1ы между

собой, первый транзистор включен параллельно конденсатору фазосдвига о- цего блока, а второй транзистор включен в цепь положительной обратной связи интегратора.

.Псин

dc

U)f

i- di

Фиг. 2