Способ управления электроприводом постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя- постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ управления электроприводом постоянного тока.

Устройство, реализующее способ управления электроприводом 1 постоянного тока, включающим электродвигатель и импульсный тиристорный прерыватель 2 с главным тиристором и коммутирующими тиристором и конденсатором, содержит задающий генератор 3 и задатчик 4 интенсивности, к выходам которых подключены входы первого компаратора 5 напряжения.

Выход компаратора 5 напряжения соединен с входами формирователя 6 импульсов коммутирующего тиристора и формирователя 7 импульсов главного тиристора, подключенных выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И 8 и 9. К выходу задатчика 4 интенсивности также подключена цепочка последовательно соединенных дифференцирующего звена 10, выпрямителя 11, преобразователя 12 уровня и формирователя 13 импульсов сброса, выходом подключенного к входу сброса триггера 14.

Прямой выход триггера 14 соединен с первым входом третьего элемента И 15, а инвертирующий выход подключен к вторым входам первого и второго элементов И 8 и 9,

В силовую цепь регулируемого электропривода 1 включен датчик 16 тока. Парал-

лельно коммутирующему конденсатору импульсного тиристорного прерывателя 2 подключены датчик 17 контроля перезаряда и датчик 18 контроля напряжения. Выходы датчика 16 тока и датчика 18 контроля напряжения соединены с входами второго компаратора 19 напряжения, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И 8, к входу формирователя 20 внеочередных импульсов и к первому входу четвертого элемента И 21. Входы пятого элемента И 22 соединены с входами второго и третьего элементов И 8 и 15, а выход подключен к второму входу четвертого элемента И 21. Выход датчика 17 контроля перезаряда соединен с входом формирователя 23 импульсов выхода на естественную характеристику и первым входом шестого элемента И 24, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И 9, а выход подключен к установочному входу триггера 14, Между выходом элемента И 21 и управляющим электродом главного тиристора прерывателя 2 включен усилитель 25.

Выход формирователя 23 импульсов выхода на естественную характеристику соединен с вторым входом третьего элемента И 15. Усилитель 26 импульсов включен между управляющим электродом коммутирующего тиристора и выходом элемента ИЛИ 27, входы которого соединены с выходом формирователя 20 внеочередных импульсов и выходом первого элемента И 8.

Устройство, реализующее способ управления электроприводом постоянного тока, работает следующим образом.

При необходимости выхода электропривода 1 на естественную характеристику на электродвигатель подают номинальное напряжение. Это осуществляется путем постоянного увеличения скважности выходного сигнала импульсного тиристорного прерывателя 2 и после очередного отпирания главного тиристора прерывателя 2 сохранения его открытого состояния за счет блокирования подачи управляющих импульсов. В момент перевода двигателя на естественную характеристику напряжение на двигателе изменяется скачком,

Поэтому скважность выходного сигнала импульсного прерывателя 2 должна быть максимально возможной для определенного тока нагрузки при имеющемся уровне питающего напряжения. Эта скважность определяется временем перезарядки коммутирующего конденсатора. Дальнейшее повышение скважности приводит к срывам коммутации из-за того, что управляющий импульс главного тирибтора поступает в

момент перезарядки коммутирующего конденсатора, прекращая его дальнейший заряд, в результате чего заряд, накопленный на коммутирующем конденсаторе до поступления управляющего импульса главного тиристора, оказывается недостаточным для коммутации тока нагрузки при последующем выходе на искусственную характеристику.

0 Время перезаряда коммутирующего конденсатора не постоянно, а зависит от коммутируемого тока нагрузки. Поэтому возникает необходимость в варьировании предельной скважности выходного сигнала

5 прерывателя 2, при котором осуществляется выход электропривода на естественную характеристику. Для этого во время работы электропривода 1 постоянного тока на искусственной характеристике с

0 помощью задатчика 4 интенсивности увеличивают интенсивность выходного сигнала, сравнивают его в компараторе 5 напряжения с выходным сигналом задающего генератора 3, проводя выходной сиг5 нал компаратора 5 напряжения по цепи формирователь б импульсов коммутирующего тиристора - усилитель 26 импульсов коммутирующего тиристора, получают управляющие импульсы коммутирующего ти0 ристора (КТ), а по параллельной ей цепи формирователь 7 импульсов главного тиристора - усилитель 25 импульсов главного тиристора - управляющие импульсы главного тиристора. При этом интервал

5 следования чередующихся импульсов коммутирующего и главного тиристоров сокращается пропорционально возрастанию выходного сигнала задатчика 4 интенсивности. Одновременно контролируют дея0 тельность перезаряда коммутирующего конденсатора с помощью датчика 17 контроля перезаряда коммутирующего конденсатора.

Кроме того, контролируют также момен5 ты поступления управляющих импульсов на главный тиристор. Для этого снимают сигнал с формирователя 7 импульсов главного- тиристора. Этот сигнал вместе с выходным сигналом датчика 17 контроля перезаряда

0 коммутирующего конденсатора, появляющимся во время перезаряда коммутирующего конденсатора с выходным сигналом формирователя 7 импульсов главного тиристора, подают на логический элемент И 24.

5 При совпадении указанных сигналов, соответствующем появлению управляющего импульса главного тиристора зо время перезаряда коммутирующего конденсатора, на выходе элемента И 24 появляется импульс, соответствующий логической единице, что влечет за собой переключение триггера 14 и появление сигнала, соответствующего логической единице, на его прямом выходе м сигнала, соответствующего логическому нулю, - на инвертирующем. Этот нулевой сигнал, поступая на логические элементы И 8 и 9, блокирует управляющие импульсы главного и коммутирующего тиристоров. Одиночный выходной импульс формирователя 23 импульсов выхода на естественную характеристику формируется по заднему фронту выходного сигнала, поступающего с датчика 17 контроля перезаряда коммутирующего конденсатора, т.е. в момент завершения заряда коммутирующего конденсатора. Последующие импульсы, появляющиеся на установленном входе триггера 14 при совпадении сигналов с датчика 17 контроля перезаряда коммутирующего конденсатора и формирователя 7 импульсов главного тиристора, не изменяют состояние триггера 14, и блокировка управляющих импульсов сохраняется.

Главный тиристор прерывателя 2 открыт, управляющие импульсы заблокированы. Электропривод работает на естественной характеристике.

При наличии задания на снижение скважности выходного сигнала прерывателя 2 устраняют блокировку управляющих импульсов с момента, когда интервал времени между управляющим импульсом главного тиристора и управляющим импульсом коммутирующего тиристора станет не менее времени перезаряда коммутирующего конденсатора. Задание на снижение скважности выходного сигнала осуществляется с помощью задатчика 4 интенсивности. Дифференцированием выходного сигнала задатчика 4 интенсивности с помощью дифференцирующего звена 10 и дальнейшим пропусканием его через выпрямитель 11 осуществляется распознавание задания именно на снижение частоты вращения электропривода 1, на его переход с естественной характеристики на искусственную. Преобразователь 12 уровня обеспечивает стандартизацию сигнала, который, поступая в формирователь 13 импульсов сброса триггера 14, преобразуется в импульс, обеспечивающий с помощью триггера 14 устранение блокировки управляющих импульсов при условии, что задание на снижение частоты вращения уже является достаточным, чтобы управляющий импульс главного тиристора не попал во время заряда коммутирующего конденсатора, т.е. чтобы интервал времени между управляющими импульсами коммутирующего и главного тиристоров оказался не менее времени перезаряда коммутирующего конденсатора, так как момент подачи управляющего импульса коммутирующего тиристора совпадает с началом пере- заряда коммутирующего конденсатора, 5 Соблюдение указанного условия обеспечивает нулевой выходной сигнал элемента И 21, который имеет место всегда, за исключением случая появления двух сигналов, соответствующих логической единице, на входе

0 элемента И 24, что свидетельствует о несоблюдении условия устранения блокировки управляющих импульсов. При наличии нулевого сигнала на установочном входе и единичного импульса на входе сброса триг5 гера 14 на его инвертирующем выходе появляется единичный сигнал, поступающий на входы элементов И 8 и 9 и устраняющий блокировку управляющих импульсов.

На протяжении всей работы произво0 дится контроль уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе с помощью датчика 18 контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе с помощью датчика 15 тока нагрузки. Сигналы, про5 порциональные контролируемым величинам, сравнивают с сигналами с компаратора 19 напряжения. При достижении рассогласования контролируемых сигналов величины, соответствующей критическому

0 снижению уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе или превышению током нагрузки значения, предельно допустимого по коммутационной способности прерывателя 2 при имеющемся уровне на5 пряжения на коммутирующем конденсаторе, с выхода компаратора 19 напряжения поступает сигнал, соответствующий логическому нулю, на элементы И 8 и 21, за счет чего блокируются управляющие импульсы,

0 и на формирователь 20 внеочередных импульсов, на выходе которого формируется внеочередной импульс, поступающий через усилитель 26 импульсов коммутирующего тиристора 14 на прерыватель 2 в

5 качестве управляющего импульса коммутирующего тиристора и запирающий импульсный тиристорный прерыватель 2,

При восстановлении уровня напряже ния на коммутирующем конденсаторе и то0 ка нагрузки на выходе компаратора 19 напряжения единичный сигнал восстанавливается, за счет этого блокировка управляющих импульсов устраняется, прерыватель 2 включается в работу, электропривод 1 ра-.

5 ботает на искусственной характеристике, а при наличии задания на выход на естественную характеристику последний осуществляется по описанному алгоритму.

Способ управления электроприводом обеспечивает повышение надежности работ ы. За счет обеспечения адаптации к нагрузке электропривода при выходе на естественную характеристику и перевода электропривода в режим свободного выбега при критическом снижении уровня нарря- жения на коммутирующем конденсаторе или при превышении током нагрузки значения, предельно допустимого по коммутационной способности прерывателя при имеющемся уровне напряжения на коммутирующем конденсаторе, обеспечивается ш,адящий режим работы тирйсторного импульсного прерывателя и электропривода в целом.

Формула изобретения

Способ управления электроприводом постоянного тока, заключающийся в том, что регулируют скважность управляющих импульсов тирйсторного прерывателя в пределах рабочего диапазона регулирования, а при превышении скважностью заданного значения формируют внеочередной управляющий импульс главного тиристора и блокируют управляющие импульсы коммутирующего тиристора, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности, в процессе увеличения скважности выходного сигнала прерывателя контролируют продолжительность перезаряда его коммутирующего конденсатора и моменты поступления управляющих импульсов на главный тиристор, при появлении управляющего импульса главного тиристора во время перезаряда коммутирующего конденсатора блокируют управляющие импульсы главного и коммутирующего тиристоров и подают одиночный управляющий импульс на главный тиристор в момент завершения перезаряда коммутирующего конденсатора, при задании на снижение скважности устраняют блокировку управляющих импульсов с момента, когда интервал времени между управляющими импульсами коммутирующего-и главного тиристоров станет

меньше времени перезаряда коммутирующего конденсатора, выключают тиристор- ный -импульсный прерыватель при критическом снижении уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе или при

превышении токсм нагрузки значения, предельно допустимого по коммутационной способности прерывателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности. В данном способе управления электроприводом постоянного тока обеспечивается контроль параметров электропривода при помощи датчика тока, датчика перезаряда коммутирующего конденсатора импульсного прерывателя, а также датчика напряжения на коммутирующем конденсаторе. Переход электропривода с естественной характеристикой на искусственную и наоборот обеспечивается в зависимости от коммутирующей способности импульсного прерывателя, что повышает надежность работы электропривода в целом. 1 ил.