Электропривод постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электроприводах, выполненных по системе вентильный преобразователь - двигатель с двухконтур- ной системой подчиненного регулирования, содержащей регуляторы напряжения и тока.

Цель изобретения - повышение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого с последовательно соединенным шунтом подключена к выходу преобразователя, трехфазный вход которого предназначен для подключения к сети переменного тока, а шесть управляющих входов преобразователя соединены с шестью входами элемента ИЛИ и шестью выходами системы импульсно-фазового упоавления, вход которой соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, и через датчик тока соединен с шунтом, один выход регулятора напряжения предназначен для подключения к источнику задающего напряжения, а второй вход соединен с выходом блока выборки, шесть входов которого через шесть соответствующих ключей соединены с одними выводами шести соответствующих вторичных обмоток трансформатора синхронизации, вторые выводы которых соединены между собой, нечетные вторичные обмотки соединены противофазно четным, первичная трехфазная обмотка трансформатора синхронизации соединена звездой и подключена к трехфазному входу преобразователя, введены компаратор, формирователь импульсов, семь элементов И, два элемента ИЛИ, параллельный регистр, при этом шесть входов параллельного регистра соединены с шестью выходами системы импульсно-фазового управления, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом

хд

u

чО

о

XI

записи параллельного регистра, шесть выходов которого через шесть элементов И соединены с управляющими входами шести соответствующих ключей и шестью входами второго элемента ИЛИ, выход которого со- единен с управляющим входом блока выборки, вторые входы элементов И объединены и соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого через формирователь импульсов соединен с выхо- дом компаратора, соединенным через седьмой элемент И с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вход компаратора соединен с шунтом, а второй вход седьмого элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ.

Указанное построение системы управления позволяет обеспечить заданные динамические показатели процесса регулирования при работе электропривода в режи- мах непрерывного и прерывистого тока. Как известно, при переходе из режима непрерывного тока в режим прерывистого тока в граничной точке коэффициент передачи вентильного преобразователя претерпева- ет скачок и далее нелинейно изменяется (уменьшается). Вследствие этого быстродействие контура регулирования напряжения снижается, а колебательность растет. Чтобы повысить качество регулирования и обеспечить одинаковые динамические характеристики электропривода в режимах непрерывного и прерывистого тока необхо димо поддерживать равенство ЭДС преобразователя заданному значению на каждом такте выпрямления. В рассматриваемой системе электропривода нахождение среднего значения ЭДС преобразователя в режиме непрерывного тока осуществляется путем измерения мгновенного значения ЭДС фазы источника питания, остающейся в работе при подаче импульсов управления на тиристоры. В режиме преривисто го тока среднее значение ЭДС преобразователя необходимо измерять в момент прерывания (прекращения) тока в цепи якоря.

Таким образом, коэффициент обратной связи по напряжению необходимо изменять и предлагаемое устройство выполняет это автоматически в соответствии с режи- мом работы электродвигателя.

На чертеже представлена структурная схема электропривода постоянного тока,

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, якорная обмот- ка которого соединена последовательно с шунтом 2, вход которого подключен к датчику 3 тока, и подключена к выходу преобразователя 4, трехфазный вход которого предназначен для подключения к сети переменного тока, а шесть управляющих входов преобразователя 4 соединены с шестью выходами системы 5 импульсно-фазового управления, вход которой соединен с последовательно включенными регулятором 6 напряжения и регулятором 7 тока, второй вход которого соединен с выходом датчика 3 тока, один вход регулятора б напряжения предназначен для подключения к источнику задающего напряжения (не обозначен), второй вход регулятора 6 напряжения подключен к выходу блока 8 выборки, шесть входов которого через ключи 9-14 соединены с одними выводами вторичных обмоток 15-20 трансформатора 21 синхронизации, вторые выводы которых соединены между собой, причем обмотки 15, 17 и 19 и обмотки 16, 18 и 20 соединены противо- фазно, а первичная трехфазная обмотка трансформатора 21 соединена звездой и подключена к трехфазному входу преобразователя 4, Управляющие входы ключей 9 - 14 соединены с выходами элементов И 22 27,первые входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ 28, а другие соединены с шестью выходами параллельного регистра 29, шесть входов которого соединены с шестью выходами системы 5 импульсно-фазового управления и входами элемента ИЛИ 30. Выходы компаратора 31 подключены к выходу шунта 2, а выход через формирователь 32 импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ

28,на второй вход которого через элемент И 33 подключены входы компаратора 31 и элемента ИЛИ 30, причем выход элемента 30 подключен также к входу записи регистра 29, а выходы элементов 22 - 27 через элемент ИЛИ 34 подключены к управляющему входу блока 8 выборки.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

Якорная обмотка электродвигателя 1 с последовательно соединенным шунтом 2 подключена к выходу преобразователя 4. выходное напряжение которого регулируется при помощи системы 5 импульсно- фазового управления. Формирование переходных процессов осуществляется двухконтурнрй системой подчиненного управления с последовательным включением регуляторов 6 и 7 напряжения и тока. Внутренний контур регулирования тока содержит датчик 3, преобразующий сигнал от шунта 2 и пропорционально-интегральный регулятор 7 тока. Внешний контур регулирования напряжения образован пропорциональным регулятором 6 напряжения, на выходы которого подаются сигнал задания от источника задающего напряжения (на

фиг. не обозначен) и сигнал обратной связи по ЭДС преобразователя 4 с блока 8 выборки.

Измерение ЭДС преобразователя 4 выполняется следующим образом.

В режиме непрерывного тока выходной сигнал компаратора 31 представляет логическую V, которая, поступая на один из входов элемента И 33, разрешает прохождение импульсов управления тиристорами с выхода элемента ИЛИ 30 на элемент ИЛИ 28 и далее на входы элементов И 22 - 27.

При этом импульсы управления тиристорами в виде логической 1 записываются в соответствующий разряд параллельного регистра 29, таким образом запоминается информация о фазе источника питания, остающейся в работе. Для мостовой трехфазной схемы управляемого преобразователя среднее значение выпрямленного напряжения на каждом такте пропорционально мгновенному значению ЭДС фазы, остающейся в работе в момент поступления очередного импульса управления. В соответствии с этим импульс управления тиристорами через один из элементов 22 - 27, а именно в том разряде регистра 29, где записана логическая 1, поступит на вход управления соответствующего аналогового ключа 9 - 14 и в этот момент времени в блок 8 выборки поступит сигнал с соответствующей фазной обмотки 15-20 трансформатора 21. Этот сигнал хранится до поступления очередного импульса управления на вход преобразователя 4, по которому в блок 8 поступит новое значение ЭДС. Таким образом определение среднего значения ЭДС производится на каждом такте преобразователя 4.

При малых нагрузках на валу электродвигателя 1 ток в якорной цепи- прерывистый. В момент окончания импульса тока формирователь 32 формирует импульсный сигнал, который через элемент ИЛИ 28 и один из элементов И 22 - 27 на другом входе которого имеется логическая ,1, поступает на управляющий вход соответствующего ключа 9 - 14 и через элемент ИЛИ 34 на управляющий вход блока 8 выборки. Соответственно в блок 8 поступает значение ЭДС обратной связи, измеренное в момент запирания соответствующего тиристора. Одновременно с этим логический О с выхода компаратора 31 запрещает прохождение импульсов с выхода элемента ИЛИ 30 на элементы И 22 - 27.

Таким образом, предлагаемый электропривод автоматически, в зависимости от режима работы, изменяет коэффициент

обратной связи по ЭДС, что позволяет сохранить динамические показатели переходных процессов и обеспечить заданное качество регулирования.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого с последовательно соединенным шунтом подключена к выходу преобразователя, трехфазный вход которого предназначен для подключения к сети переменного тока, а шесть управляющих

входов преобразователя соединены с шестью входами элемента ИЛИ и шестью выходами системы импульсно-фазового управления, вход которой соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения и через датчик тока с шунтом, один вход регулятора напряжения предназначен для подключения к источнику задающего напряжения, а второй вход соединен с выходом блока выборки, шесть входов которого через шесть соответствующих ключей соединены с одними выводами шести соответствующих вторичных обмоток трансформатора синхронизации, вторые выводы которых соединены между собой, нечетные вторичные обмотки соединены противофазно четным, первичная трехфазная обмотка трансформатора синхронизации соединена звездой и подключена к трехфазному входу преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введены компаратор, формирователь импульсов, семь элементов И, два элемента

ИЛИ, параллельный регистр, при этом шесть входов параллельного регистра соединены с шестью выходами системы импульсно-фазового управления, выход первого элемента ИЛИ - с входом записи

параллельного регистра, шесть выходов которого через шесть элементов И соединены с управляющими входами шести соответствующих ключей и шестью входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с

управляющим входом выборки, вторые входы элементов И объединены и соединены с выходом второго элемента ИЛИ, один вход которого через формирователь импульсов соединен с выходом компаратора, соединенным через седьмой элемент И с вторым входом второго элемента ИЛИ, вход компаратора соединен с шунтом, а второй вход седьмого элемента И - с выходом первого элемента ИЛИ.

Использование: применяется в электротехнике, а именно в автоматизированном электроприводе постоянного тока. Сущность изобретения: для повышения качества регулирования в электропривод постоянного тока введены компаратор, формирователь импульсов, семь элементов И, два элемента ИЛИ и параллельный регистр, в результате чего в электроприводе автоматически изменяется коэффициент обратной связи по ЭДС. Это позволяет сохранить ди намические показатели переходных процессов 1 ил.