Электропривод постоянного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных механизмах, работающих при нестабильном напряжении источника пи тания.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации частоты вращения и надежности.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема электропривода; на фиг, 2 - схема устройства с транзисторным усилителем.

Электропривод постоянного тока

(фигс 1) содержит некомпенсированный электродвигатель постоянного тока, якорная цепь которого составлена из последовательно соединенных стабилизирующей обмотки I, обмоток 2 якоря и 3 дополнительных полюсов и подключена к источнику 4 питания крайним выводом стабилизирующей обмотки 1 через пусковой резистор 5,

шунтированный контактом 6 контактора

-I ускорения, и первый контакт 7 линей- ного контактора 8, а крайним выводом .обмотки 3 дополнительных полюсов - через второй контакт 9 линейного контактора 8. Обмотка 10 параллельного возбуждения одним выводом соединена с общей точкой пускового резистора 5 и первого контакта 7 линейного контактора 8, а другим через нелинейный резистор 11 - с общей точкой обмотки

2якоря и обмотки 3 дополнительных полюсов. Электродвигатель связан с нагрузкой 12.

Электропривод постоянного тока (фиг. 2) содержит дополнительно два транзистора 13 и 14, сглаживающий Т-образный RC-фильтр 15, замыкающий контакт 16 кнопки Стоп, размыкающий блок-контакт 17 контактора ускорения, два резистора 18 и 19, стабилитрон 20 и диод 21, Эмиттеры тран зисторов 13 и 14 соединены с общей точкой обмоток 2 якоря и 3 добавочны полюсов, Базоэмиттерный переход первого транзистора 13, шунтированный диодом 21, через сглаживающий Т-об- разный фильтр 15 .подключен к обмотке

3дополнительных полюсов. Переход эмиттер - коллектор второго транзистора 14 подключен параллельно нелинейному резистору 11, база через пер вьтй резистор 18 соединена с его змит тером, а через стабилитрон 20 - с коллектором первого транзистора 13, подключенным через второй резистор

19 к общей точке параллельно включенных замыкающего контакта 16 KHonKii Стоп и размыкающего блок-контакта 17 контактора ускорения, вторая обща точка которых соединена с первым контактом 7 линейно контактора 8.

Электропривод (фиг. 1) работает следующим образом.

После срабатывания линейного контактора 8 происходит реостатный пуск электродвигателя, при котором ток якоря ограничивается пусковым резистром 5. Затем срабатывает контактор ускорения (обмотка и цепи управления не показаны) и своим контактом 6 выводит из якорной цепи пусковой резистор 5, После разгона электродвигателя скорость его стабилизируется за счет указанного на фиг. 1 подключения обмотки 10 параллельного возбуждения. При увеличении, например, тока якоря уменьшается ток обмотки 10, что соответственно, приводит к уменьшению магнитного потока и переходу рабочей точки электродвигателя на вышележащую электромеханическую характеристику, В итоге статическая механическая характеристика электропривода имеет большую жесткость, т.е меньшую зависимость частоты вращения от нагрузки, в результате повьшается точность стабилизации частоты вращения электродвигателя. При этом изменение частоты вращения, обусловленное колебаниями напряжения источника 4 питания, компенсируется изменением тока обмотки 10 за счет нелинейного резистора 11.

Кроме того, в электроприводе осуществляется автоматическая подпитка обмотки 3 дополнительных полюсов током обмотки 10 возбуждения, что обеспечивает безыскровую работу электродвигателя при Повышенных напряжениях источника 4 питания, в результате снижается износ коллекторно-щелочно- го узла и повьш1ается надежность электропривода .

При дополнении схемы электропривода (фиг, 1) транзисторным усилителем (фиг. 2) реализую-гея дополнительное сокращение потерь и уменьшение электрических нагрузок на элементы в переходных режим;эх реостатного пуска и отключения.

Электропривод (фиг, 2) работает следующим образом.

На начальном ттапе реостатного пуска ток якорной цепи электродвигателя ограничивается пусковым резистором 5, Первый транзистор 13 закрыт по переходу база - эмиттер напряжением запираю дей полярности, созданным при протекании тока якоря по обмотке 3 дополнительных полюсов двигателя, Второй транзистор 14 открыт благодаря протеканию тока базы и, шунтируя открытым коллекторным переходом нелинейное сопротивление 11, обеспечивает наибольшее значение тока и магнитного потока возбуждения обмотки 10 электродвигателя. Поэтому начальный разгон электродвигателя происходит с наибольшим пусковым моментом и ускоренным, ввиду чего сокращается время реостатного пуска и уменьшаются электрические нагрузки на элементы электропривода (пусковой резистор, якорь и т.п.).

Затем при достижении определенной величины противо-ЭДС, двигателя и снижении его пускового тока замыкающий силовой контакт 6 контактора ускорения шунтирует пусковой тор 5 и цепи якоря электродвигателя и переводит его на естественную электромеханическую характеристику.

Одновременно ввиду размыкания блок-контакта )7 контактора ускорения в цепи бормнрования базового тока транзистора 14 начинается электромагнитный процесс уменьшения тока и маг - нитного потока в цепи обмотки 10 возбуждения, при котором электродвигатель переходит на искусственную электромеханическую характеристику, где и работает неопределенно продолжительное время в точке установившегося режима работы.

В этом режиме работы электропривода оба транзистора 13 и 14 наход ят- ся в закрытом состоянии, нелинейное сопротивление 11 введено в цепь обмотки 10 возбуждения, при этом частота вращения поддерживается относительно заданной номинальной.

Для отключения электоопривода нажимается вручную отключающая кнопка Стоп пускателя, основной размыкающий контакт которой разрывает цепь питания обмотки линейного кон /актора 8, а дополнительный замыкающий контакт 16 кнопки Стоп подключает резистор 19 цепи питания межкаскадной связи транзисторов 13 и 14. При этом

ввиду электромагнитной и механической инерционности отключение линейного контактора 8 и размыкание его контактов 7 и 9 происходит с выдержкой времени (0,1-0,3 с), в течение которой в электроприводе возникает переходнь Й процесс перевода двигателя в тормозной (генераторный) режим, обусловленный форсировкой тока и магнитного потока возбуждения обмотки 10 при ш нтировании отпирающимся транзистором 14 нелинейного сопротивления 11 в эд-ой цепи.

В момент изменения полярности тока якорной цепи двигателя изменяется и полярность напряжения на обмотке 3 дополнительных полюсов, связанной посредством сглаживающего Т-образиого

RC-фильтра 15 с базоэмиттерным переходом первого транзистора 13. Отпирание транзистора 13 приводит к запиранию транзистора 14, переходящего при этом в вибрационный (релейный)

режим работы с широтно-импульсным включением отключением шунтируемого нелинейного резистора 11 в цепи обмотки 10 возбуждения. В результате ток якорной цепи ограничивается на некотором уровне за счет совершаемых им автоколебаний в контуре стабилизации тормозного тока двигателя, образованного соответственно обмоткой 3 дополнительных полюсов (как датчиком

входного тока электропривода), сглаживающих Т-образным RC-фильтром 15, двухкаскадным усилителем на транзисторах 13 и 14, нагру :енным на нелинейное сопротивление 11, цепью

10, 11 возбуждения двигателя и цепью якоря, величина противо-ЭДС, которой связана с изменениями магнитного потока возбуждения обмотки 10.

Таким образом, в результате принудительного уменьшения и стабилизации на низком уровне тока якорной цепи двигателя размыкание силовых контактов 7 и 9 линейного контакт9ра 8

происходит практически без дугообра- зования, что повышает надежность и ресурс работы электропривода.

55

Формула изобретения

1, Электропривод постоянного тока, содержащий некомпенсированный электродвигатель постоянного тока, якорная цепь которого составлена из последовательно включенных стабилиэнру нлцей o6MOTKHi обмоток якоря и дополнительных полюсов и предназначена . для подключения к источнику питания крайним выводом стабилизирующей обмотки через пусковой резистор, шунтированный контактом контактора ускорения, и первый контакт линейного контактора, а крайним выводом обмот- ки дополнительных полюсов - через второй контакт линейного контактора, обмотку параллельного возбуждения, соединенную последовательно с нелинейным резистором, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации частоты вращения и надежности, обмотка параллельного возбуждения одним вьшо- дом соединена с общей точкой пуско- вого резистора и первого контакта линейного контактора, а другим - через нелинейный резистор с общей точкой обмоток якоря и дополнительных полюсов.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, в него дополнительно введены два транзистора, сглаживающий Т-образный RC-фильт замыкающий контакт кнопки Стоп, размыкающий блок-контакт контактора ускорения, два резистора, стабилитрон и диод, при этом эмиттеры транзистора соединены с общей точкой обмоток якоря и дополнительных полюсов базоэмиттерный переход первого транзистора, шунтированный диодом, через сглаживающий Т-образный RC-фильтр подключен к обмотке дополнительных полюсов, переход эмиттер - коллектор второго транзистора подключен параллельно нелинейному резистору, база через первый резистор соединена с его эмиттером, а через стабилитрон - с коллектором первого транзистора, подключенным через второй резистор к общей точке параллельно йключен- ных замыкающего контакта кнопки Стоп и размыкающего блок-контакта контактора ускорения, вторая общая точка которых соединена с первым контактом линейного контактора.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных механизмах, работающих при нестабильном напряжении источника питания. Целью изобретения является повышение точности стабилизации частоты вращения и надежности. Обмотка параллельного возбуждения 10 последовательно с нелинейным резистором 11 включена между контактом 7 линейного контактора 8 и общей точкой обмоток якоря и дополнительных полюсов. В электропривод введены двухкаскадный усилитель на транзисторах 13,14, первый из которых управляется сигналом падения напряжения на обмотке 3 дополнительных полюсов, а второй шунтирует, в зависимости от режима работы, нелинейный резистор 11 в цепи обмотки возбуждения 10. Обеспечивается стабилизация частоты вращения вследствие влияния тока якоря на величину тока возбуждения, улучшается коммутация при повышенном напряжении источника питания. Кроме того, достигается регулирование процессов пуска и останова воздействием транзисторного усилителя на цепь возбуждения электродвигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.