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

141

Ленин, информация о направлении вращения ЭД от датчика 12 через - регулятор 11 и усилители 13, 1А и о наличии и направлении тока в якоре ЭД от датчика 18 тока через усилители 16, 17. В каждую фазу включен RC-фильтр, вьшолненный на резисторе 31 (32, 33) и конденсаторе 34 (35, 36). Изобрете1909

ние позволяет исключить из схемы управления два электронных ключа, две системы импульсно-фазового управления, что значительно упрощает схему и по- вьшает надежность. В устройстве не требуется регулировка максимального угла отпирания тиристора в каждой фазе. 2 ип .

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано ,цля регулирования и стабилизации скорости электродвигателей постоянного тока с т тиристорными преобразователями. Цель изобретения - повышение надежности. Электропривод содержит эпектроднига- тель (ЭД) 1, подключенный к выходу ти- тиристорного преобразователя с раздельным управлением группами 2, 3 пре- образователя. На входы распределителя 4 импульсов поступают сигналы: упранФ л 8.{i), X fx (2) PHf ,PHf I ановн. цепи) К fy t2) ,, (натевн. utnu) It u 13) PH, PHg iOHofn. ifffHi) M(j; fV,№g яато,.кепи) «4 /

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано для регулирования и стабилизации скорости электродвигателей постоянного тока с тиристорными преобразователями.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 изображена схема электропривода; на фиг. 2 - временные диаграммы работы.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, подключенный к выходу тиристорного преобразователя с раздельным управлением группами 2 и 3 преобразователя. Управляющие входы групп 2 и 3 соединены с выходами распределителя импульсов (РИ)( 4, содержащего, в каждой фазе по две цепи, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных :элементов ЗИ-НЕ 5(6), элемента 2И-НЕ 7(8) и усилителя 9(10) мощности, выход которого является выходом РИ 4. Регулятор 11 скорости входом соединен) с датчиком 12 скорости, а выходом через последовательно соединенные первый 13 и второй 14 усилители - с одним входом РИ 4, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 13 и вторым входом ключа 15, а третий и четвертый входы последнего через ( третий 16 и четвертый 17 усилители соединены с выходом датчика 18 тока. Выход ключа 15 через фазосдвигающий блок 19 и формирователь 20 импульсов соединен с третьим входом РИ 4. Второй выход регулятора 11 скорости соединен с вторым входом фазосдвигающего блока 19. Кроме того, электропривод содержит трансформатор, первичные обмотки 21-23 которого -соединены звез-

дои и подключены к питающей сети, а одни выводы вторичных обмоток 24-26 фаз подключены к общей шине, и четыре резистора 27-30. В каждой фазе

включено по RC- фильтру (резистор 31 (32, 33) и конденсатор 34(35, 36)) и по два встречно включенных диода 37 и-38 (39 и 40, 41 и 42). Второй вывод вторичнБгх обмоток 24-26 трансфор матора каждой фазы через RC-фильтр соединен с общей точкой встречно включенных диодов 37 и 38 (39 и 40, 41 и 42), вторые выводы диодов трех фаз, включенных в одном направлении, объединены и через первьй 27 и второй 28 резисторы соединены с управляющими входами ключа 15, а через третий 29 и четвертый 30 резисторы соединены с общей точкой.

Ключ 15 содержит на выходе два элемента И-НЕ 43 и 44. Фазосдвигающий блок содержит интегратор 45 с конденсатором 46 и транзистором 47 в обрат- ной связи, а также с другим транзистором 48, на базу которого подается напряжение смещения через резисторы 49 и 50.

Электропривод работает следующим образом.

На входы каждой фазы РИ 4 поступают три сигнала; управляющий, поступающий на входы элементов 5 и 6 с вькода формирователя 20, разрешения 1 и запрета О, На другие входы

5 элементов 5 и 6 поступает информация о знаке напряжения задания элек тродвигателя 1, т.е. о направлении вращения электродвигателя, с датчика 12 через регулятор 11 и усилители 13

40

и 14. Причем положительному значению соответствует 1 в анодной цепи 5, 7, 9 и О в катодной цепи 6, В 10. На третьи входы элементов 5 и 6

с датчика 18 тока через усилители 16 и 17 поступает сигнал, несущий информацию о наличии (отсутствии) тока в якоре электродвигателя 1 и его направлении, причем 1 свидетельствует об отсутствии тока в якоре и разрешает включать данную группу тиристоров. При отсутствии тока в якоре 1 поступает на оба третьих входа с усилителей 16 и 17 за счет положительного напряжения U и дает раэре шение на включение любой из групп ти ристоров.

Управляющий сигнал, поступающий на первые входы элементов 5 и 6, представляет собой управляемый по фазе положительный импульс, который формируется следующим образом. Синусоидальное напряжение синхронизации син преобразуется на выходе ключа 15 в серию положительных прямоугольных импульсов с частотой 150 Гц, ширина которых определяется напряжением смещения .() на входе клю- 25 (локирует прохождение управляющего имча 15 (4мг. 2а, б, е) , причем импульсы, поступающие с элемента 43 (фиг.26), сдвинуты относительно импульсов, поступающих с элемента 44 (фиг. 2е), на 180. Эти импульсы поступают на вход фазосдвигающего блока 19 через элемент 43(44), открытый поступившей на него 1 с выхода усилителя 16(17) при подаче напряжения задания.

Транзистор 47 управляет процессом заряда - разряда конденсатора 46. При закрытом транзисторе 47 фазосдви- гающий блок 19 работает в режиме интегратора до тех,пор, пока напряжение на конденсаторе 46 не достигнет порога срабатывания транзистора 4.8, При достижении порогового значения вступает в действие положительная обратная связь интегратора и напряжение на конденсаторе 46 скачком достигает своего положительного максиму ма (фиг.2в, ж). При этом на выходе формирователя 20 появляется узкий положительный импульс управления (фиг. 26, е) на вход транзистора 47, конденсатор 46 быстро разряжается через этот транзистор. Время интегрирования, а следовательно, и фазовьш сдвиг импульса управления определяются величиной сигнала U. го

личиной Uj . При отсутствии сигнала и, начальная фаза импульса управления

30

35

40

45

50

, поступающе- с выхода регулятора fl, т.е. ве- 55

;пульса на анодную группу 2 тиристо- ;ров. При смене полярности U меняется знак , на выходе регулятора 11, с выхода усилителя 13 на 2-й вход катодной цепи РИ 4 поступает О и блокирует прохождение управляющего импульса на катодную группу 3 тиристоров, а с выхода усилителя 14 на 2-й вход анодной цепи РИ 4 поступает 1 и дает разрешение на включение анодной группы 2, т.е. происходит смена работающих групп тиристоров и реверс электродвигателя 1.

Предположим, что при положительном Uj приходит команда на снижение частоты вращения электродвигателя до некоторого уровня. Сигнал Uypp на выходе регулятора 11 меняет знак, на выходе усилителя 13 появляется О, а на выходе усилителя 14 - 1, которая поступает на вход элемента 44. При, этом на входе транзистора 47 положительные прямоугольные импульсы сдвигаются на 180°. Управляющие импульсы попадают на катодную группу 3 в тот момент времени, когда напряжение на тиристорах отрицательное. Ток в якоре начинает уменьшаться, Когда ток якоря падает до нуля, информация по току не поступает, на 3-й входы элементов 5 и 6 РИ 4 поступает 1 с усилителей 16 и 17 за счет положительного напряжения +и„ , т.е. готовы к- включению обе группы тиристоров. С

OU

М-ОНЬ

(фиг.2г, з) соответствует ес

j 0

тественному углу коммутации напряжения сети и, что обеспечивается сдвигом по фазе на угол напряжения синхронизации относительно напряжения сети U;. (фиг. 29) за счет RC-фильтров. Подрегулировка производится с помощью положительной цепи смещения 49 и 50 транзистора 48. Это обеспечивает отсутствие люфта электродвигателя при отсутствии Uj.

При подаче Uj сигнал с выхода регулятора 11 поступает на базу транзистора 48 и смещает управляющий импульс влево относительно начального положения (угол Л,) пропорционально уровню Uj (фиг. 2г,з). Знак Uj учитывается следующим образом. При положительном Uj 1 с выхода усилителя 13 поступает на 2-й вход элемента 6 катодной цепи РИ 4 и дает разрешение на включение катодной группы 3 тиристо ipoB, при этом на 2-й вход анодной це- 1ПИ РИ 4 поступает О с усилителя 14

5 (локирует прохождение управляющего им0

5

0

5

0

5

;пульса на анодную группу 2 тиристо- ;ров. При смене полярности U меняется знак , на выходе регулятора 11, с выхода усилителя 13 на 2-й вход катодной цепи РИ 4 поступает О и блокирует прохождение управляющего импульса на катодную группу 3 тиристоров, а с выхода усилителя 14 на 2-й вход анодной цепи РИ 4 поступает 1 и дает разрешение на включение анодной группы 2, т.е. происходит смена работающих групп тиристоров и реверс электродвигателя 1.

Предположим, что при положительном Uj приходит команда на снижение частоты вращения электродвигателя до некоторого уровня. Сигнал Uypp на выходе регулятора 11 меняет знак, на выходе усилителя 13 появляется О, а на выходе усилителя 14 - 1, которая поступает на вход элемента 44. При, этом на входе транзистора 47 положительные прямоугольные импульсы сдвигаются на 180°. Управляющие импульсы попадают на катодную группу 3 в тот момент времени, когда напряжение на тиристорах отрицательное. Ток в якоре начинает уменьшаться, Когда ток якоря падает до нуля, информация по току не поступает, на 3-й входы элементов 5 и 6 РИ 4 поступает 1 с усилителей 16 и 17 за счет положительного напряжения +и„ , т.е. готовы к- включению обе группы тиристоров. С

51

усилителя 14 поступает 1 и дает :разрешение на включение анодной группы 2, при этом происходит рекуперативное торможение электродвигателя до тех пор,пока превысит сигнал с датчика 12. Когда это происходит, сигнал Uynp снова меняет свой знак и вновь включается катодная группа 3 уже на новом уровне Uj .

Для того, чтобы на тиристоры не попадали импульсы с других фаз, т.е. цля уменьшения мощности рассеяния на jTipaвляющих переходах тиристоров и уменьшения потребляемой мощности уп- )авления, на 2-е входы элементов 7 и 3 РИ 4 подается напряжение синхрони- }ации с обмотки 24 (25,26) трансфор- натора.

Таким образом, за счет исключения двух ключей, двух фазседвигающих бла ков и двух формирователей импульсов упрощается схема электропривода и 1 овышается его надежность.

Оормула изобретения

электропривод постоянного тока, содержаний электродвигатель, под- 1слюченный к выходу тиристорного пре- образователя с раздельным управлением группы преобразователя, управля ощие входы групп соединены с вькода- ют распределителя импульсов, содер- зищего в каждой фазе по две цепи, 1саждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных элементов ЗИ-НЕ, элемента 2И-НЕ и усилителя мощности, выход которого является

19096

выходом распределителя импульсов, регулятор скорости, входом соединенный с датчиком скорости, а выходом через последовательно соединенные первьй и второй усилители с одним входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя и вторым входом ключа, треQ тий и четвертый входы которого через третий и четвертый усилители соединены с выходом датчика тока, вькод ключа через фазосдвигаюший блок и формирователь импульсов соединен с третьим

г входом распределителя импульсов, второй выход регулятора скорости соединен с вторым входом фазосдвигающего блока, трансформатор, первичные обмотки которого соединены звездой и

0 подключены к питающей сети, а одни выводы вторичных обмоток подключены к общей шине, четыре резистора, о т- личающийся тем, что, с це-г лью повышения надежности, в него вве5 дены в каждой фазе по RC-фильтру и по два встечно включенных диода, при этом второй вывод вторичных обмоток фаз трансформатора каждой фазы через, RC-фильтр соединен с общей точкой встречно включенных диодов, вторые выводы диодов трех фаз, включенньк в одном направлении, объединены и через первый и второй резисторы соединены с управляющими входами ключа, а через третий и четвертый резисторы 5 с общей точкой, вторые входы логических элементов 2И-НЕ в каждой фазе распределителя импульсов объединены и соединены с соответствующей фазой вторичных обмоток трансформатора.

0

и

син

UCM

л