Электропривод постоянного тока с потенциальным моментом нагрузки Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в крановьпс электроприводах.

Цель изобретения - повышение на- дежности электропривода.

На фиг. t и 2 приведена схема электропривода; на фиг. 3-5 - зависимости, характеризующие режимы работы.

Электропривод постоянного тока с потенциальным моментом нагрузки содержит электродвигатель 1, тиристор- ный преобразователь 2 и тири(;торный возбудитель 3, входы которого под- ключены к источнику переменного напряжения, а выхо;ц 1 соединены соответ- ственцо с якорем электродвигателя 1 и обмоткой 4 независимого возбуждения, задатчик 5 режима работы, ключ 6, датчик 7 тока якоря, регулятор 8 мощности, блок 9 опорного сигнала, выход которого через ключ 6 соединен с первым входом регулятора 8 мощнос- ,ти, второй вход которого подключен к выходу датчика 7 тока якоря, формирователь 10 темпа изменения сигнала, выход которого через блок 11 импульс но-фазового управления подключен к управляюпщм входам тиристорного воз- будителя 3, блок 12 ограничения, вход которого подключен к выходу регулятора 8 мощности.

Электропривод также содержит блок

13компенсации реакции якоря, вклю чающий масвтабирующие усилители 14

и 15 и развязывающие диоды 16 и 17, анодами подключенные к выходам соот- 1ветствующих; масштабирующих усилителе

14и 15, а также сумматор 18, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу блока 12 ограничения и точке соединения катодов развязывающих диодов 16 и 17,

блок управления ослаблением поля, выход которого соединен с управляющим входом ключа 6, а входы подключены к выходам соответствующего за- датчика 5 режима работы и датчика 7 тока якоря. Масштабирующие усилители снабжены дополнительными блоками 20 и 21 опорных сигналов, а их входы соединены с выходом датчика 7 тока якоря, выход сумматора 18 подключен к входу формирователя 10 темпа изме- нения сигнала.

Блок 19 управления ослаблением поля электродвигателя 1 включает элемент 22 задержки, вход которого

подключен к датчику 23 напряжения, а выходы - к входу элемента И 24 и через диод 25 - к входу порогового элемента 26, связанному через диод 2 с датчиком 7 тока якоря. Выход порогового элемента 26 через элемент ИЛИ 28,подключен к второму входу элемента И 24. Задатчик 5 режима работы подключен к второму входу элемента ИЛИ 28. Выход блока 24 подключен к управляющему вх,рду ключа 6.

Тиристорный преобразователь 2 может быть выполнен реверсивным, он выполняет функции подцержания на якоре электродвигателя 1 заданного уровня напряжения и обеспечивает разгон и торможение с ограничением тока якоря. Обмотка 4 независимого возбуждения электродвигателя 1 подключена к тиристорному возбудителю 3, выполненному, например, по двухполу- периодной схеме выпря)1ления. Система управления возбудителем 3 может зклю чать также регулятор 29 и датчик 30 тока возбуждения. Выход 31 формирователя 10 темпа изменения сигнала соединен с одним из входов сумматора 18. Выход 32 зaдaтчиka 5 режима работы подключен к управляющему входу преобразователя 2.

Регулятор 8 мощности выполнен в

виде суммирующего усилителя. Развязывающие диоды 16 и 17 обеспечивают прохождение только наибольшего по амплитуде сигнала.

Крановые электродвигатели постоянного тока в ряде случаев выпускаются без компенсационной обмотки. Применение электродвигателя со стабилизирующей обмоткой вызывает затруднения при работе привода в III квадранте, так как стабилизирующая обмотка из-за изменения направления тока якоря оказывает дополнительное размагничивающее действие, которое показано стрелкой на фиг. 3 что особенно влияет на режим при сильном ослаблении магнитного потока двигателя.

Электропривод работает следующим образом.

Реяшм работы устанавливается за- датчиком 5 режима работы. Привод может работать в режиме подцержания заданного напряжения на якоре электродвигателя 1 при неизменном задании тока возбуждения и в режиме ослабления поля, когда напряжение на якоре

поддерживается номинальным, а ток обмотки 4 возбуждения уменьшается. Независимо от режима происходит компенсация реакции якоря, что достигается действием канала датчика 7 тока якоря, блоком 13 компенсации реакции якоря, сумматором 18, блоками 10, 11 и 29.

Намагничивающая сила реакции якоря ю сумматора 18, к уменьшению угла ре- равнагулирования возбудителя 3 и увеличению тока обмотки 4, прж этом рабочая точка переходит с участка 33 на наклонный участок 34 электромеханической 15 характеристики (фиг. 5). Участок 35 соответствует полному полю.

При спуске груза участок 34 не является рабочим из-за неустойчивой работы привода, поэтому блоком 19 20 управления ослаблением поля электро двигателя 1 формируется ступенчатая характеристика 36 ослабления поля. Сигнал на ослабление магнитного потока при спуске груза подается ключом 6, Качественно зависимость К р («) 25 Сигнал на замыкание ключа 6 подается

V N l5t g-a-Pp

где Кр - коэффициент;

число параллельных ветвей

обмотки якоря}

число активных проводников

якоря;

число пар полюсов.

Р а

N PD -

Кр fCi).

или ig f представлена на

30

фиг. 4 и имеет нелинейный характер. Эта зависимость может быть синтезирована двумя или более прямыми, что реализуется блоком 13 компенсации реакции якоря.

При работе с полным полем ключ 6 разомкнут, при этом независимо от сигнала датчика 7 тока якоря сигнал на выходе регулятора 8 мощности имеет наибольшее по величине значе- ние, ограниченное блоком 12 ограничения. Этот сигнал обеспечивает наименьший угол управления тиристорами возбудителя 3 и наибольший ток обмотки 4. С ростом тока якоря увеличивается сигнал на выходе блока 13, угол регулирования возбудителя 3 уменьшается, а ток обмотки 4 увеличивается, компенсируя увеличение размагничивающего действия реакции якоря с ростом тока якоря.

В режиме ослабления магнитного электродвигателя 1 при подъеме груза ключ 6 замкнут. Сигнал на замыкание ключа 6 подается от задатчика 5 режима работы через элемент ИЛИ 28, а также от датчика 23 напряжения через элемент 22 задержки и далее через элемент И 24. Блок 9 опорного сигнала gg при нулевом токе якоря обеспечивает на выходе регулятора В наименьший по величине сигнал, который ограничивается блоком 12 ограничения. Этот

от датчика 7 тока якоря и датчика 23 напряжения. От задатчика 5 режима работы сигнал на ослабление- потока при спуске груза не поступает.

При ослаблении магнитного потока в режиме спуска без компенсации якоря электромеханическая характеристика имеет вид характеристики 37, приводящей к разгону электродвигателя до

3g недопустимой частоты вращения и к его разносу. Во избежание этого опасного явления введен блок 13, который компенсирует реакцию якоря усилением магнитного потока за счет увеличения

40 тока обмотки 4 в соответствии с кривой на фиг. 4.

Таким образом, предлагаемый электропривод позволяет компенсировать размагничивающее действие реакции

45 якоря и получить строго горизонтальную электромеханическую характеристику в III и IV квадрантах, что имеет особое значение для работы в ре- хз1ме сильного ослабления поля, так как в последнем случае реакция якоря сильно размагничивает электродвигатель .

50

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока с потенциальным моментом нагрузки, содержащий электродвигатель, тиристор- ный преобразователь и тиристорный

57

сигнал обеспечивает наибольший угол открывания тиристоров возбудителя 3 и наименьший ток обмотки 4. При увеличении тока якоря до некоторого заданного значения (обычно 1/2 нального тока) увеличение сигнала на выходе регулятора 8 мощности приводит к увеличению сигнала на входе

При спуске груза участок 34 не является рабочим из-за неустойчивой работы привода, поэтому блоком 19 20 управления ослаблением поля электро двигателя 1 формируется ступенчатая характеристика 36 ослабления поля. Сигнал на ослабление магнитного потока при спуске груза подается ключом 6 25 Сигнал на замыкание ключа 6 подается

30

gg

от датчика 7 тока якоря и датчика 23 напряжения. От задатчика 5 режима работы сигнал на ослабление- потока при спуске груза не поступает.

При ослаблении магнитного потока в режиме спуска без компенсации якоря электромеханическая характеристика имеет вид характеристики 37, приводящей к разгону электродвигателя до

3g недопустимой частоты вращения и к его разносу. Во избежание этого опасного явления введен блок 13, который компенсирует реакцию якоря усилением магнитного потока за счет увеличения

40 тока обмотки 4 в соответствии с кривой на фиг. 4.

Таким образом, предлагаемый электропривод позволяет компенсировать размагничивающее действие реакции

45 якоря и получить строго горизонтальную электромеханическую характеристику в III и IV квадрантах, что имеет особое значение для работы в ре- хз1ме сильного ослабления поля, так как в последнем случае реакция якоря сильно размагничивает электродвигатель .

50

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока с потенциальным моментом нагрузки, содержащий электродвигатель, тиристор- ный преобразователь и тиристорный

возбудитель, входы которых подключены к источнику переменного напряжения, а выходы соединены соответственно с якорем и обмоткой возбуждения электродвигателя, задатчик режима работы, ключ, датчик тока якоря, регулятор мощности, блок опорного сигнала, выход которого через ключ соединен с первым входом регулятора мощности,

второй вход которого Щ1ДКЛЮг еН к

выходу датчика тока якоря, формирователь; темпа изменения сигнала, выход которого через блок импульсно-фазо- вого управления подключен к управляющим входам тиристорного возбудителя, блок ограничения, вход которого подключен к выходу регулятора.мощности.

блок управления ослаблением поля, связанный с управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены блок компенса:ции реакции якоря, включающий масштабирующие усилители и развязываницие диоды, анодами подключенные к выходам соответствую- пщх масштабирующих усилителей, а также сумматор, выход которого соединен с входом формирователя темпа изменения сигнала, а первый и второй вход подключены соответственно к выходу блока ограничения и точке соединения катодов развязывающих диодов, входы масштабирукицих усилителей соединены с выходом датчика тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в крановых электроприводах. Целью изобретения является повьппение надежности. Устройство содержит блок 13 компенсации реакции якоря, включающий масштабирующие усилители 14, 15 и развязывающие диоды 16, 17. Аноды ДИОДОВ 16, 17 подключены к выходам масштабирующих усилителей 14, 15. Входы сумматора 18 подключены к выходам блока 12 ограничения и блока 13 компенсаияи реакции якоря. В данном устройстве коьтенсируется размагничивающее действие реакции якоря, что имеет особое значение для работы в режиме сильного ослабления поля. 5 ил. /и (Л кИмкцП со Од ю СП ч

fOt/gJ

Фиг.З

ФигЛ

bJ

/

JJ

J4

Фиг. 5