Импульсный регулятор частоты вращения электродвигателя постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, в частности к тиристорным широтно-импульсным преобразователям (ШИП), и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, работающего в качестве привода - дозатора.

Известны независимые ШИП с параллельной емкостной коммутацией, основан- ные на том, что коммутирующий конденсатор, предварительно заряженный по цепи, не зависящей от нагрузки, в нужные моменты времени разряжается через вспомогательный вентиль, запирая при этом основной тиристор.

Известно устройство для импульсного регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее управляющую тиристорную цепь переменного тока с коммутирующим конденсатором, включающую зарядный, рабочий и коммутирующий тиристоры, импульсный трансформатор с обмотками управления и

обратный диод, включенный параллельно выводам для подключения электродвигателя.

Недостатками этого устройства являются возможность коротких замыканий источника питания при повышении выходного напряжения, недостаточный диапазон регулирования выходных частот при значительных изменениях величины нагрузки, невысокая надежность и сложность управления.

Наиболее близким к изобретению является широтно-импульсный преобразователь, содержащий управляемую тиристорную цепь переменного тока с коммутирующим конденсатором, включающую зарядный, зашунтированный диодом рабочий, коммутирующий и зарядный тиристоры, дроссель, импульсный трансформатор с обмотками управления и обратный диод, включенный параллельно выводам для подключения электродвигателя.

Недостатками этого устройства являются неудобство регулирования частоты враСО

XI

ю ел

GJ СЛ Ю

щения электродвигателя в процессе эксплуатации, так как изменение скважности импульсов напряжения производится двумя потенциометрами в два этапа, отсутствие автоматического регулирования частоты вращения в зависимости от загрузки основного рабочего электродвигателя.

Цель изобретения - повышение надежности, облегчение регулирования частоты вращения электродвигателя при эксплуатации, упрощение схемы и обеспечение автоматического регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока (ДПТ) в зависимости от загрузки основного рабочего двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в импульсный регулятор частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащий подключенные к выводам питания постоянного тока последовательно соединенные тиристор, шунтированный первым диодом, дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, обратный диод, выводы которого предназначены для подключения электродвигателя, трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к выводам питания переменного тока, к двум вторичным обмоткам трансформатора подключены фазосдвигающие RC-цепочки с разделительными диодами, переменные резисторы которых выполнены спаренными, первая фазосдвигающая RC-цепочка подключена к управляющему входу тиристора, вторая - к управляющему входу коммутирующего тиристора, катод которого соединен с общей точкой соединения обмоток дросселя, третья вторичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к аноду тиристора, а вторым выводом - к аноду вто рого диода, коммутирующий конденсатор, подключенный к анодам тиристора и коммутирующего тиристора, дополнительно введены второй дроссель, третий переменный резистор и позистор, при этом катод второго диода через второй дроссель и третий переменный резистор соединен с анодом коммутирующего тиристора, а позистор включен между одним выводом первой вторичной обмотки трансформатора и анодом разделительного диода первой фазосдвига- ющей RC-цепочки.

На фиг.1 представлена принципиальная схема импульсного регулятора частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Регулятор содержит подключенные к выводам питания постоянного тока последовательно соединенные тиристор 1, шунтированный первым диодом 2, дроссель 3 с двумя последовательно соединенными обмотками 4 и 5, обратный диод 6, выводы которого подключены к якоою электродвигателя 7, трансформатор 8 с первичной обмоткой 9, подключенной к выводам питания

переменного тока. К двум вторичным обмоткам 10 и 11 трансформатора 8 подключены фазосдвигающие RC-цепочки 12 и 13 с разделительными диодами 14 и 15, переменные резисторы 16 и 17 которых выполнены спа0 ренными. Первая фазосдвигающая RC-цепочка 12 подключена к управляющему входу тиристора 1, вторая фазосдвигающая цепочка 13 подключена к управляющему входу коммутирующего тиристора 18, катод кото5 рого соединен с общей точкой соединения обмоток 4 и 5 дросселя 3. Третья вторичная обмотка 19 трансформатора 8 одним выводом подключена к аноду тиристора 1, а вторым выводом - к аноду второго диода 20.

0 Коммутирующий конденсатор 21 подключен к анодам тиристора 1 и коммутирующего тиристора 18. Катод второго диода 20 через второй дроссель 22 и третий переменный резистор 23 соединен с анодом коммутиру5 ющего тиристора 18, а позистор 24 включен между одним выводом первой вторичной обмотки 10 трансформатора 8 и анодом разделительного диода 14 первой фазосд- вигающей RC-цепочки 12.

0 При этом дополнительно введенный позистор 24 установлен на тепловом реле магнитного пускателя основного рабочего электродвигателя 25, а также может быть использован позистор, расположенный в

5 лобовых частях обмотки статора. Переменные резисторы 16 и 17 включены так, чтобы при повороте ручки спаренного потенциометра сопротивление одного из них увеличивалось, а другого уменьшалось.

0

Регулятор работает следующим образом.

В последовательном колебательном контуре диод 20 включен так, что коммути5 рующий конденсатор 21 всегда заряжается в начале тех полупериодов напряжения трансформатора 8, в которых включается рабочий тиристор 1 и выключен коммутирующий тиристор 18. Конденсатор 21 разря0 жается только в последующие полупериоды по цепи: открытый коммутирующий тиристор 18 - обмотка 4 дросселя 3 - первый диод 2, При этом запирается тиристор 1, а коммутирующий тиристор 18 запирается ес5 тественной коммутацией. В следующий период процессы повторяются.

Последовательный колебательный контур обеспечивает заряд конденсатора 21 до удвоенного значения среднего выпрямленного диодом 20 напряжения за время

taap

П

у

I L-C

к

i

2 L

намного меньше полупериода напряжения третьей вторичной обмотки 19 трансформатора 8. что позволяет выключать тиристор 1 практически при любых скважностях его работы и повышает надежность при одновременном упрощении устройства.

Применение спаренного потенциометра в фазосдвигающих цепочках 12 и 13 облегчает регулирование частоты вращения электродвигателя. Введение в первую фа- зосдвигающую цепочку позистора 24 позволяет автоматически регулировать частоту вращения электродвигателя 7 в зависимости от температуры обмотки статора основ- ного рабочего электродвигателя 25, которая зависит от степени его загрузки.

По сравнению с известным устройством предлагаемое устройство обеспечивает более надежное регулирование частоты вращения электродвигателя во всем диапазоне регулирования за счет последовательного колебательного контура, обеспечивающего заряд конденсатора 21 до удвоенного значения среднего выпрямленного диодом 20 напряжения за время, намного меньше полупериода напряжения обмотки 19. Введение спаренного потенциометра в фазосдвигающие цепочки 12 и 13 облегчает регулирование частоты вращения электродвигателя, а применение позистора 24 позволяет автоматически регулировать частоту вращения электродвигателя 7 в зависимости от режима работы основного рабочего электродвигателя 25.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения Импульсный регулятор частоты вращения электродвигателя постоянного тока, со- держащий подключенные к выводам питания постоянного тока последовательно соединенные тиристор, шунтированный первым диодом, дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, обратный диод, выводы которого предназначены для подключения электродвигателя, трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к выводам питания переменного тока, к двум вторичным обмоткам трансформатора подключены фазосдвигающие RC- цепочки с разделительными диодами, переменные резисторы которых выполнены спаренными, первая фазосдвигающая RC- цепочка подключена к управляющему входу тиристора, вторая - к управляющему входу коммутирующего тиристора, катод которого соединен с общей точкой соединения обмоток дросселя, третья вторичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к аноду тиристора, а вторым выводом - к аноду второго диода, коммутирующий конденсатор, подключенный к анодам тиристора и коммутирующего тиристора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него дополнительно введены второй дроссель, третий переменный резистор и позистор, при этом катод второго диода через второй дроссель и третий переменный резистор соединен с анодом коммутирующего тиристора, а позистор включен между одним выводом первой вторичной обмотки трансформатора и анодом разделительного диода первой фазосд- вигающей RC-цепочки,

-v-v

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированному электроприводу постоянного тока. Сущность изобретения: для упрощения и повышения надежности в устройство в первую фазосд- вигающую цепочку введен позистор, что позволяет автоматически регулировать частоту вращения электродвигателя в зависимости от температуры обмоток статора электродвигателя. 1 ил.