1
(21)4431441/24-07
(22) 30.05.88
(46) 07.07.90. Бюл. № 25
(71)Новосибирский электротехнический институт
(72)Л.И.Малинин и Г.А.Персов (53)621.316.718.5(088.8)
(56)Авторское свидетельство СССР № 902185, кл. Н 02 Р 5/06, 1980.
Авторское свидетельство СССР № 1288878, кл. Н 02 Р 5/06, 1985.
(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
(57)Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и м.б. использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретения является улучшение регулировочных свойств
и энергетических показателей электропривода. В электроприводе реализуются регулируемые тормозные режимы, представляющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа двух видов торможения: более интенсивного (импульс) и менее интенсивного (пауза), что позволяет, изменяя скважность, с которой коммутируется ключ, регулировать среднее значение тока якоря и тормозной момент. В электроприводе реализуется режим транзитной рекуперации энергии, когда кинетическая энергия маховых масс привода, преобразованная в течение импульса интервала коммутации в энергию электромагнитного поля обмоток якоря и сглаживающего дросселя, посредством тиристоров выпрямителя и вторичной обмотки трансформатора отдается в питающую сеть. 2 ил.
сл
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Электропривод постоянного тока | 1985 |
|
SU1288878A1 |
Электропривод постоянного тока | 1988 |
|
SU1577047A1 |
Электропривод постоянного тока | 1980 |
|
SU902185A1 |
СХЕМА ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО СГЛАЖИВАЮЩИМ ДРОССЕЛЕМ В ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА | 2002 |
|
RU2224350C2 |
Переключатель цепи постоянного тока | 1975 |
|
SU618850A2 |
Устройство для управления двигателем постоянного тока | 1979 |
|
SU871289A1 |
Электропривод постоянного тока | 1989 |
|
SU1707726A1 |
АВТОНОМНЫЙ ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД | 1993 |
|
RU2053143C1 |
Реверсивный вентильный электропривод | 1988 |
|
SU1598097A1 |
Реверсивный электропривод | 1983 |
|
SU1116514A1 |
Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в приводах многокоординатных механизмов. Целью изобретения является улучшение регулировочных свойств и энергетических показателей электропривода. В электроприводе реализуются регулируемые тормозные режимы, представляющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа двух видов торможения: более интенсивного (импульс) и менее интенсивного (пауза), что позволяет, изменяя скважность, с которой коммутируется ключ, регулировать среднее значение тока якоря и тормозной момент. В электроприводе реализуется режим транзитной рекуперации энергии, когда кинетическая энергия маховых масс привода, преобразованная в течение импульса интервала коммутации в энергию электромагнитного поля обмоток якоря и сглаживающего дросселя, посредством тиристоров выпрямителя и вторичной обмотки трансформатора отдается в питающую сеть. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано в приводах многокоординатных механизмов.
Целью изобретения является улучшение регулировочных свойств и энергетических показателей электропривода.
На фиг.1 приведена принципиальная схема электропривода постоянного тока; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.
Электропривод содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого включена в одну диагональ тиристорного реверсора 2. Первый вывод другой диагонали через коммутирующий транзисторный
ключ 3 соединен с общим катодом трехфазного выпрямителя 4, -подключенного к вторичной обмотке трансформатора 5, соединенной звездой. Второй вывод другой диагонали тиристорного реверсора 2 подключен к первому выводу сглаживающего дросселя 6. Анодная группа трехфазного выпрямителя 4 выполнена на тиристорах 7- 9, общий анод которых соединен с вторым выводом сглаживающего дросселя 6 и через вспомогательный транзисторный ключ 10 - с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора бис анодом обратного диода 11, катод которого подключен к точке соединения коммутирующего транзистор - ного ключа 3 и тиристорного реверсора 2. Тиристорный реверсор 2 выполнен на четысл
XI XI
о
N О
рех тиристорах 12-15. Катодная группа трехфазного выпрямителя 4 выполнена на диодах 16-18.
Электропривод работает следующим образом.
Применяемый в электроприводе полупроводниковый преобразователь построен по принципу импульсного регулирования якорного тока с разделением функций реверса и управления модулем тока цепи якоря электродвигателя, что позволяет управлять величиной и знаком момента. Во всех режимах работы, как в двигательном, так и в тормозных, управление модулем якорного тока осуществляется транзисторным ключом 3, который коммутируется со скважностью, определяемой алгоритмом, заложенным в систему управления электроприводом. Направление якорного тока определяется состоянием тиристорного реверса 2, т.е. тем, какая из групп тиристоров (нечетная 12,15 или четная 13,14) включена. В зависимости от состояния ключей 3 и 10 выпрямитель 4 выполняет следующие функции: только выпрямителя в двигательном режиме работы (ключи 3 и 10 включены); рекуперирующего устройства в режиме рекуперативного торможения (ключи 3 и 10 выключены); контура замыкания якорного тока в режиме динамического торможения (ключ 3 включен, ключ 10 выключен). На временных диаграммах (фиг.2) показана логика работы анодной группы выпрямителя (тиристоры 7-9), каждый из которых включается при положительном потенциале на его катоде, и катодной группы (диоды 16-18). Необходимо отметить, что сигнал управления на каждый из тиристоров 7-9 подается до точки естественной коммутации фазных ЭДС за время, необходимое для восстановления управляющих свойств тиристоров.
В двигательном режиме работы постоянно включены вспомогательный транзисторный ключ 10 и в зависимости от направления вращения двигателя 1 четная 13, или нечетная 12, 15 группы тиристоров реверсора 2, Транзисторный ключ 3 коммутируется со скважностью, определяемой алгоритмом управления приводом. При этом в импульсе интервала коммутации, когда поток энергии направлен из питающей сети в двигатель, т.е. при включенном транзисторном ключе 3. якорная цепь замыкается по контуру 5-1-(16-18)-3- 12(13)-1-15(14)-6-10-5. В паузе интервала коммутации, когда ток якорной цепи поддерживается за счет электромагнитной энергии,.запасенной в обмотках якоря электродвигателя 1 и дросселя 6, т.е. когда транзисторный ключ 3 выключен, ток якорной
цепи замыкается по контуру 1-15(14)-6-10- 11-12(13)-1.
Таким образом, скважность, с которой коммутируется транзисторный ключ 3, определяемая алгоритмом управления приводом, в свою очередь, определяет величину потока энергии, поступающей в электродви: гатель из питающей сети.
В электроприводе реализуются регули0 руемые тормозные режимы, представляющие собой сочетание на интервале коммутации транзисторного ключа 3 двух видов торможения: более интенсивного (импульс) и менее интенсивного (пауза), что по5 зволяет, изменяя скважность, с которой коммутируется ключ 3, регулировать среднее значение тока якоря электродвигателя, а следовательно, и его тормозной момент. При переходе электропривода из двига0 тельного режима в тормозной выключаются оба транзисторных ключа 3 и 10 и якорный ток двигателя замыкается навстречу фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора 5 по контуру 1-15(14)-6-(7-9)-5-11-12(13)-1,
5 что способствует его быстрому спаданию до нулевого значения. Затем тиристорный реверсор 2 перекоммутируется в состояние, при котором ток якоря направлен согласно с ЭДС двигателя, что соответствует тормоз0 ному режиму электропривода. Вид тормозного режима определяется внешними контурами, к которым подключается реверсор 2, т.е. состоянием транзисторных ключей 3 и 10. .
5Структура схемы электропривода при
реализации управляемого тормозного режима в виде сочетания на интервале коммутации режимов противовключения и динамического торможения аналогична
0 структуре двигательного режима с той разницей, что тиристорный реверсор скоммути- рован в направлении протекания якорного тока согласно с ЭДС двигателя, В рассматриваемом режиме транзисторный ключ 10
5 постоянно включен, а ключ 3 коммутируется с заданной скважностью. В импульсе интервала коммутации, когда электропривод работает в режиме торможения противо- включением, ток якоря замыкается по цепи
0 1-15(14)-6-10-5-(16-18)-3-13(12)-1. В паузе интервала коммутации, когда транзисторный ключ 3 выключен и в приводе реализуется режим динамического торможения, ток якоря замыкается по цепи 15 14(15)-6-10-11-13(12)-1.
Если для обеспечения заданных динамических показателей конкретной системы электропривода описанный тормозной режим является избыточным, то в электроприводе может быть реализован энергетически
более выгодный режим торможения в виде сочетания на интервале коммутации режимов динамического торможения (в импульсе интервала коммутации) и рекуперативного торможения (пауза интервала коммутации) В рассматриваемом режиме транзисторный ключ 10 выключен, а ключ 3 коммутируется с заданной скважностью. Заметим, что каждая из параллельных ветвей выпрямителя 4 находится в приводящем состоянии, когда на подключенном к ней соответствующем выводе вторичной обмотки трансформатора 5 положительный потенциал и включен соответствующий тиристор анодной группы выпрямителя 4 (фиг.2), т.е. в про- водящем состоянии поочередно находится каждая из параллельных ветвей: диод 16 - тиристор 7, диод 17 - тиристор 8, диод 18 - тиристор 9. В импульсе интервала коммутации данного режима, когда транзисторный ключ 3 включен, ток якорной цепи замыкается по контуру 1-14(15)-6(7-9)-(16-18)-3- 13(12)-1, а в паузе, когда коммутирующий транзисторный ключЗ выключен, ток якоря замыкается по цепи 1-14(15)-6-(7-9)-5-11- 13(12)-1. Таким образом, в паузе реализуется режим так называемой транзитной рекуперации энергии, когда кинетическая энергия махрвых масс привода, преобразованная в течение импульса интервала ком- мутации в энергию электромагнитного поля обмоток якоря 1 и сглаживающего дросселя 6, посредством тиристорного комплекта 7-9 и вторичной обмотки трансформатора 5 отдается непосредственно в питающую сеть.
Переход электропривода из тормозного режима в двигательный происходит аналогично переходу из двигательного в тормозной, т.е. закрываются оба транзисторных ключа 3 и 10, и после спадания якорного тока до нуля по цепи 1-14(15)-6(7-9)-5-11- 13(12)-1, т.е. когда тиристорный реверсор 2 обесточен, происходит его переключение на направление якорного тока, соответствующее двигательному режиму.
Электропривод допускает использование двигателей постоянного тока любого способа возбуждения. В случае применения
двигателей последовательного или смешанного возбуждения обмотка последовательного возбуждения включается вместо сглаживающего дросселя б в неразветвленную часть якорной цепи.
В электроприводе пульсации результирующей ЭДС рекуперирующего устройства носят многофазный характер. Поэтому ситуаций, когда ЭДС двигателя больше результирующей ЭДС рекуперирующего устройства (при соответствующем выборе Е2ф), приводящих к потере управляемости электроприводом, принципиально не может быть /что позволяет улучшить регулировочные свойства электропривода. Лучшие энергетические показатели достигаются за счет большей эффективности рекуперации энергии, также обусловленной многофаз- ностью результирующей ЭДС рекуперирующего устройства.
Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого включена в одну диагональ тиристорного реверсора, первый выводдру- гой диагонали которого через коммутирующий транзисторный ключ соединен с общим катодом трехфазного выпрямителя, подключенного к вторичной обмотке трансформатора, соединенной звездой, второй вывод другой диагонали тиристорного реверсора подключен к первому выводу сглаживающего дросселя, отличающийся тем, что, с целью улучшения регулировочных свойств и энергетических показателей, в него введены вспомогательный транзисторный ключ и обратный диод, а анодная группа трехфазного выпрямителя выполнена на тиристорах, общий анод которых соединен с вторым выводом сглаживающего дросселя и через вспомогательный транзисторный ключ - с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора и с анодом обратного диода, катод которого подключен к точке соединения коммутирующего транзисторного ключа и тиристорного реверсора.
IJptmmJf
I4j
#Ј/2 /
Авторы
Даты
1990-07-07—Публикация
1988-05-30—Подача