Электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

f f f

с $

(Л

с:

со со о

ел

00

ны к объединенным анодам вентилей второго выпрямителя 5, катоды к-рого также объединены и соединены с анодами вентилей первого выпрямителя 4.

Это позволяет уменьшить число управляемых вентилей с каналами управления, упростить алгоритм управления. з,п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дли различных механизмов машиностроительного комплекса. Целью изобретения является упрощение и повьппение надежности. Электропривод содержит электродвигатель I, якорная обмотка к-рого включена между нулевыми вьгеодами вто ричных обмоток трехфазного согласующего трансформатора через два соединенных встречно-параллельно тиристора 21 и 22. Катоды вентилей первого выпрямителя 4 объединены и подключе

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть.использовано в реверсивных электроприводах постоянного тока различных мекгшизмов машиностроительного комплекса.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности электропривода.

На чертеже представлена блок-схема электропривода постоянного тока,,

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1 независимого возбуждения, трехфазньй индук-- тивно-емкостный преобразователь 2 напряжения в источник неизменного тока, вход которого подсоединен к сети переменного напряжения. Трехфазный t согласующий трансформатор 3 с двумя вторичными обмотками, соединенными по схеме звезда с нулевым выводом первичной обмоткой подключен к выхо- ду индуктивно-емкостного преобразователя 2. Два трехфазньк мостовых выпрямителя 4 и 5, вентили катодных групп которых выполнены управляемыми входами подсоединены к соответствующим вторичным обмоткам согласующего трансформатора 2. Входы трех нуль-органов 6-8 подключены к выводам одной из вторичных обмоток согласующего трансформатора 2. Вход блока 9 ввода-вывода подсоединен к источнику задающего напряжения. Кроме того, электропривод содержит тахогенератор 0, вал которого сочленен с валом электродвигателя 1, датчик 11 наличи и направления вращения, вход которого подключен к выходу тахогенератора 10, сумматор 12, один вход которого соединен с источником задающего на- пряжения, а второй - с выходом тахо- генератора 10, релейный элемент 13, вход которого подключен к выходу сумматора 12, и распределитель 1Аимпуль-1 сов, входы которого соединены с выходами датчика 11 наличия и направлени вращения, нуль-органов 6-8, релейно

...

15

5

5 0 45

5

0

го элемента 13 и блока 9 ввода-вывода.

Между выходами распределителя 14 - импульсов и соответствующими управляемыми вентилями выпрямителей 4 и 5, включейы согласующие элементы 15-20 при этом объединенные катоды управляемых вентилей выпрямителя 4 соединены с объединенными анодами вентилей выпрямителя 5, объединенные катоды управляемых вентилей которого соединены с объединенными анодами вентилей выпрямителя 4. Якорная обмотка электродвигателя 1 включена между нулевыми выводами вторичных обмоток согласующего трансформатора 2, и, кроме того, последовательно с якорной обмоткой двигателя 1 включены два соединенных встречно-параллельно дополнительных тиристора 21 и 22, управляющие электрода которых через согласующие элементы 23 и 24 подключены к соответствующим выходам распределителя 14 импульсов.

Логический распределитель 14 импульсов включает в себя два логических элемента ИЛИ-НЕ 25 и 26, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока 9 ввода-вывода, а их вторые входы - с выходами датчика 11 наличия и направления вращения, два диода 27 и 28, два логических элемента И-КЕ 29 и 30, первые входы которых подключены к выходам логических элементов 25 и 26, а их вторые входы через разнополярно включенные диоду 27 и 28 соединены с релейным элементом 13, шесть логических элементов И 31-36, первые входы которых подключены к выходам элементов 29 (первых трех элементов и) и 30 (вторых трех элементов И)j а вторые входы элементов И подсоединены к соответствующим выходам нуль- органов 6-8, при этом выходы элементов 25, 26 и 31-36 являются выходами

логического распределителя 14 импуль- сов .

, Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

Датчик 11 наличия и направления вращения вырабатывает сигналы К и R, комбинация которых в соответствии с табл.1 позволяет контролировать как вращение двигателя, так и направле- ние этого вращения. Блок 9 ввода -вы- вода предназначен для преобразования аналогового сигнала U - в сигналы М и N, при помощи которых закодированы внешние команды управления в соответствии с табл.2.

Таблица 1

Вращение вперед 1 Нулевая скорость I Вращение назад О

Таблица 2 зо

В исходном состоянии и о и на выходах блока 9 ввода-вывода и датчика 11 наличия и направления вращения имеют место нулевые сигналы, т.е. , , и . При этом на вы :ходах элементов ИЛИ-НЕ 25 и 26 еди- ;ничные сигналы.Эти единичные сигналы поступают на первые входы элементов И-НЕ 29 и 30, на вторые входы кото- . рых поступает сигнал с выхода релейного элемента 13 через диоды 27 и 28. Так как на входах сумматора 12 в исходном состоянии имеют место нулевые сигналы, то и на выходе релейного элемента 13 будет нулевой сигнал. Это обеспечит на выходах элементов

-

ю 15

20

25

зо

35

40

45

50

55

И-НЕ 29 и 30 единичные сигналы. Единичные сигналы с выходов элементов И-НЕ 29 и 30 поступают на элементы И 31-36 соответственно, которые при этом будут пропускать импульсы с выходов нуль органов 6-8 на согласующие элементы 15-20, которые вырабатывают управляюоще импульсы тиристоровi . выпрямителей 4 и 5. Тиристоры выпрямителей 4 и 5 открываются, что обеспечивает шунтирование вторичных обмоток согласующего трансформатора 3. Единичные сигналы на выходах элементов 25 и 26 обеспечивают подачу -правляющих импульсов на тиристоры 21 и 22 с согласующих элементов 23 и 24. Однако по якорной обмотке двигателя 1 и по тиристорам 21 и 22 ток протекать не будет, тик как вьтрями- тели 4 и 5 шунтируют вторичные обмотки согласующего трансформатора 3.

При подаче Uj.0 на вход сумматора 12 и вход блока 9 ввода-вывода на выходах последнего будет иметь место комбинация сигналов и , а на выходе релейного элемента 13 - единичный положительный сигнал. Это обеспечивает единичньш сигнал на выходе элемента 25 и нулевой сигнал на выходе элемента 26. При этом на управляющий электрод тиристора 21 с -. согласующего элемента 23 будет поступать управляюгций импульс. Одновременно такое распределение сигналов на выходе элементов 25 и 26 обеспечивае т нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 29 (на входах его имеют место единичные сигналы с выходов элемента 25 и с выхода релейного элемента 13 через диод 27) и единичный сигнал на выходе элемента 30. Единичный сигнал на выходе элемента 30 обеспечивает прохождение сигналов с нуль-органов 6-8 через элементы И 34-36 и согла- сующие элементы 18-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямительного моста 5.- Нулевой сигнал на выходе элемента 29 не разрешает прохождение сигналов с нуль-органов 6, 7 и 9 через этхементы И 31-33 и согласующие элементы 15-17 на управляющие электроды тиристоров вьтрямителя 5. Это обеспечивает включение тиристоров выпрямителя 5 и отключение тиристоров выпрямителя 4. По якорной обмотке двигателя 1 будет протекать ток по цепи: первая вторичная обмотка трансформатора 3, тиристоры выпрямителя 5, диоды вьтрямителя 4, нторая вторичная обмотка трансформа- Тора 3, тиристор 21, якорная обмотка двигателя 1, первая вторичная обмотка трансформатора 3. Двигатель I при- Дет во вращение, что обеспечит на выходе датчика 11 сигнапы и . Это не изменит сигналы на выходах логического распределителя 14, так как на выходе релейного элемента 13 Йудет оставаться един1тчный положительный сигнал (и,и.|.|). Как только TJjf- и J , то на выходе релейного .элемента 13 будет сигнал,, равный ну-- j|Do. Это приведет к тому, что на выхо- 4ах элементов 29 и 30 будут единичные сигналы.

Появление единичного сигнала на йыходе элемента 29 обеспечивает пода- Чу управляющих импульсов и на тиристоры выпрямителя 4, что обеспечивает шунтирование вторичных обмоток согла- 51ующего трансформатора 3. Двигатель 1 обесточивается и начинает тормозиться. Как только снова 11., то На выходе релейного элемента 13 вновь появится единичньй положительный сигНал, что обеспечит на выходе элемента ЗО печивает управляющий импульс на ти29 нулевой сигнал, который запретит г|одачу управляющих импульсов на тиристоры выпрямителя 4. Тиристоры вы- Прямителя 4 закроются и двигатель 1 Вновь подключится к индуктивно-емкостному преобразователю 2,, получая определенную порцию энергии. В дальнейшем процессы повторяются, обеспечивая стабилизацию скорости двигателей 1 на уровне задания.

При подаче сигнала осуществляется реверс двигателя 1 Это происходит следующим образом. Блок 9 ввода-вывода при U - О обеспечивает на своих выходах сигналы и , Так как двигатель 1 еще продолжает Вращаться в ранее заданном направлении, то на выходах датчика 11 будут сигналы и . Такая комбинация (сигналов на выходах блока 9 и датчика 11 обеспечивает на вьпсодах элемен- :-ов ИЛИ-НЕ 25 и 26 нулевые сигналы. Нулевые сигналы с выходов элементов 25 и 26, поступая на согласующие элементы 23 и 24, запрещают формирование ими управляющих импульсов тиристоров 21 и 22. Кроме того, нулевые сигнал1 1 с выходов элементов 25 и 26 поступают па первые входы элементов И-НЕ 29 и

30, обеспечивая на их выходах единичные сигналы. Единичные сигналы с выходов элементов 29 и 30, поступая на входы элементов И 31-36, обеспечивают прохождение сигналов с нуль-органов 6-8 через элементы И 31-36 и согласующие элементы 15-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямителей 4 и 5. Тиристоры выпрямителей 4 и 5 включаются, что обеспечивает закорачивание вторичных обмоток согласующего трансформатора 3. Поступление энергии в якорную обмотку прекращается и двигатель 1 тормозится.

При торможении двигателя 1 тиристор 21 препятствует замыканию ЭДС вращения через вторичные обмотки согласующего трансформатора. Как только его скорость станет равной нулю, то с выходов датчика 11 поступят сигналы и . Это обеспечит на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26 единичный сигнал (на его входах нулевые сигналы), а на выходе элемента И-НЕ 30 - нулевой сигнал (на его входах единичные сигналы). Единичньй сигнал с выхода элемента 26 поступает также на согласующий элемент , который обес5

0

5

0

5

ристор 22.

Нулевой сигнал с выхода элемента 30 запрещает прохождение сигналов с выходой нуль-органов 6-8 через элементы И 34-36 и согласующие элементы 18-20 на управляющие электроды тиристоров выпрямителя 5. Тиристоры выпряг мителя 5 -закрываются, а тиристоры выпрямителя 4 при этом остаются от-- крытыми, так как единичный сигнал с выхода элемента ШШ-НЕ 29 обеспечивает прохож,цение сигналов с нуль-органов 6-8 через элементы 31-33 и согла- сующие элементы 15-17 на управляющие- электроды тиристоров выпрямителя 4. Это обеспечивает протекание тока по якорной обмотке двигателя 1 по цепи: вторая вторичная обмотка согласзпощего трансформатора 3, тиристоры вьтрямителя 4, диоды выпрямителя 5, первая вторичная обмотка согласующего трансформатора 3, якорная обмотка двигателя 1, тиристор 22, вторая вторичная обмотка согласующего трансформатора 3, т.е. осуществляется реверс тока в якорной обмотке двигателя 1. Двигатель начинает вращаться з направлении, соответствующем U 0. При этом на выходе датчика 11 будут иметЬ

место сигналы и , что не приведет к изменению сигналов на выходах элементов 25, 26 и 29, 30, а следовательно, и на выходах логического распределителя 14 в целом. При дости- жении равенства Uo U будут происходить процессы, ан-алогичные процессам при вращении в направлении, соответствующем U О, обеспечивающиею первичная обмотка которого подключе- стабилизацию скорости на уровне задания.

симого возбуждения, трехфазный индук тивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока вход которого подсоединен.к сети переменного напряжения, трехфазный согласующий трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схеме звезда с нулевым выводом.

на к выходу индуктивно-емкостного преобразователя, два трехфазных Mocf товых выпрямителя, вентили катодных групп которых вьшолнены управляемыми а входы выпрямителей подсоединены к соответствующим вторичным обмоткам согласующего трансформатора, три нуль-органа, входы которых подключены к выводам одной из вторичных обмо ток согласующего трансформатора, блок ввода-вывода, вход которого подсоединен к источнику задающего напряжения, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, дат чик наличия и направления вращения, вход которого подключен к выходу та- хогенератора, сумматор, один вход ко торого соединен с источником задающего напряжения, а второй - с выходом тахогенератора, релейный элемент вход которого подключен к выходу сумматора, распределитель импульсов, входы которого соединены соответственно с выходами датчика наличия и направления вращения, нуль-органов, релейного элемента и блока ввода- вьшода, согласующие элементы, включенные между выходами распределителя импульсов и соответствующими управ15

При подаче команды Стоп на вход сумматора 12 и блок 9 ввода-вывода поступает сигнал . На выходах блока 9 ввода-вывода будут сигналы и , а на выходе релейного элемента 13 - единичный положительный сигнал (если привод работал в направлении, соответствующем Uj4)). Дат- 20 чик 11 наличия и направления вращения на своих выходах имеет сигналы и . Такая комбинация сигналов на входах распределителя 14 обеспечивает то, что на выходе элемента 25 будет 25 нулевой сигнал, а на выходе элемента 26 - единичный сигнал. Это не призе дет к изменению подачи управляющих импульсов на тиристоры 2 и 22 (на тиристор 21 управляющие импульсы поступать не будут, а на тиристоры 22 - будут). Так как с выхода релейного элемента 13 поступит единичный поло- .жительный сигнал, то на выходах элементов 29 и 30 будут единичные сигнаг лы (на их входах имеют место единичные и нулевые сигналы).Это обеспечивает прохождение сигналов с нуль-органов 6-8 на управляющие электроды

тиристоров вьшрямителей 4 и 5. Выпря-|- Q ляемыми вентилями вьшрямителей, мители 4 и 5 при этом закорачивают вторичные обмотки согласующего трансформатора 3, поток энергии в двигат

30

35

на к выходу индуктивно-емкостно преобразователя, два трехфазных товых выпрямителя, вентили като групп которых вьшолнены управля а входы выпрямителей подсоедине к соответствующим вторичным обм согласующего трансформатора, тр нуль-органа, входы которых подк ны к выводам одной из вторичных ток согласующего трансформато блок ввода-вывода, вход котор подсоединен к источнику задающе напряжения, тахогенератор, вал рого сочленен с валом двигателя чик наличия и направления враще вход которого подключен к выход хогенератора, сумматор, один вх торого соединен с источником за щего напряжения, а второй - с в дом тахогенератора, релейный эл вход которого подключен к выход сумматора, распределитель импул входы которого соединены соотве венно с выходами датчика наличи направления вращения, нуль-орга релейного элемента и блока ввод вьшода, согласующие элементы, в ченные между выходами распредел импульсов и соответствующими уп

отличающийся тем, ч с целью упрощения и повышения н ности электропривода, объединен катоды управляемых вентилей пер вьшрямителя соединены с объедин анодами вентилей второго выпрям объединенные катоды управляемых тилей которого соединены с объе ными анодами вентилей первого в мителя, а якорная обмотка двига .включена между нулевыми выводам ричных обмоток согласующего тра матора.

тель 1 прекращается, он тормозится. При достижении нулевой скорости ( и ) электропривод занимает исходное состояние.

Таким образом, в электроприводе постоянного тока уменьщилось число тиристоров с каналами их управления, упростился алгоритм их управления, что привело как к упрощению, так и к повьш1ению надежности электропривода в целом.

Формула изобретения

симого возбуждения, трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь напряжения в источник неизменного тока, вход которого подсоединен.к сети переменного напряжения, трехфазный согласующий трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схеме звезда с нулевым выводом.

первичная обмотка которого подключе-

на к выходу индуктивно-емкостного преобразователя, два трехфазных Mocf товых выпрямителя, вентили катодных групп которых вьшолнены управляемыми, а входы выпрямителей подсоединены к соответствующим вторичным обмоткам согласующего трансформатора, три нуль-органа, входы которых подключены к выводам одной из вторичных обмоток согласующего трансформатора, блок ввода-вывода, вход которого подсоединен к источнику задающего напряжения, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датчик наличия и направления вращения, вход которого подключен к выходу та- хогенератора, сумматор, один вход которого соединен с источником задающего напряжения, а второй - с выходом тахогенератора, релейный элемент, вход которого подключен к выходу сумматора, распределитель импульсов, входы которого соединены соответственно с выходами датчика наличия и направления вращения, нуль-органов, релейного элемента и блока ввода- вьшода, согласующие элементы, включенные между выходами распределителя импульсов и соответствующими управляемыми вентилями вьшрямителей,

отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности электропривода, объединенные катоды управляемых вентилей первого вьшрямителя соединены с объединенными анодами вентилей второго выпрямителя, объединенные катоды управляемых вентилей которого соединены с объединенными анодами вентилей первого выпрямителя, а якорная обмотка двигателя .включена между нулевыми выводами вторичных обмоток согласующего трансформатора.

управляющие электроды которых через соответствующим выходам распределите- согласующие элементы подключены к ля импульсов.