Реверсивный электропривод Советский патент 1993 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов постоянного тока установок, требующих регулирования скорости и момента при ограниченном быстродействии и высокой эксплуатационной надежности, например для лебедки, и вращателя бурового станка.

Известен реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий индуктивно- емкостный преобразователь, реверсивный силовой выпрямитель, блок регулирования тока в обмотке возбуждения, первый и второй сумматоры, задатчики скорости и мо- мента, блок ввода-вывода, датчик направления вращения, логический распределитель и усилители-формирователи.

Недостатком электропривода является сложность силовой части реверсивного вы- прямителя.

Наиболее близким к изобретению является электропривод постоянного тока с нереверсивным источником тока в якорной цепи и реверсивным выпрямителем в цепи обмотки возбуждения. Реверсивный электропривод содержит также задатчики скорости и момента, блок ввода-вывода, датчик направления вращения, логический распределитель, усилители-формирователи и формирователь угла регулирования тиристора- ми реверсивного выпрямителя.

Недостаток электропривода - отсутствие возможности ограничения тока якоря электродвигателя при торможении электропривода с большим электромагнитным мо- : ментом. ;: .. . . ;,

Цель изобретения - повышение надежности электропривода путем ограничения якорного тока при торможении.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный электропривод дополнительно введены тбрмозной резистор, последовательно соединенный с якорной обмоткой электродвигателя и шунтированный нормально замкнутым силовым контактом кон-4 тактора постоянного тока, интегратор, перемножитель, узел выделения, отрицательного знака произведения, порогово-со- гласующее устройство, при этом вход интегратора связан с выходом задатчика скорости, а выход - с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом тахогенератора, выходной сигнал перемножителя воздействует через последовательно соединённые узел выделения отрицательногознака произведения и поро- гово Согласующее устройство на электромагнит контактора постоянкого тока,

ел

с

XI

о

ю ел

одновременно выход задатчика момента связан с вторым входом порогрво-согласу- ющего устройства для задания порога его .срабатывания.

На чертеже представлена структурная схема реверсивного электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 независимого возбуждения с тахо- генератором 2. Якорная обмотка электродвигателя 1 последовательно соеди- нена с тормозным Шунтированным нормально замкнутым силовым контактом 4 конт актора постоянного тока, и подключена к выводам трехфазного источника переменного напряжения через сило- вой диодный выпрямитель 5 и индуктивно-емкостный преобразователь 6. Обмотка 7 возбуждения электродвигателя 1 шунтирована резистором 8 и связана с выходом реверсивного преобразователя 9. Электроды управления тиристоров преобразователя 9 связаны через усилители-формирователи 10-17 с выходами логического распределителя 18, первый и второй входы которого связаны с блоком 19 ввода-выво- да третий и четвертый - с датчиком 20 направления вращения, а пятый - с формирователем 21 угла регулирования. Формирователь 21 имеет два входа: вход синхронизации, подключенный к источнику переменного напряжения тиристорного преобразователя 9, и вход управления, подключенный к выходу первого сумматора 22. На прямой вход сумматора 22 поступает сигнал с выхода задатчика 23 момента, а на инверсный - сигнал с выхода второго сумматора 24, прямой вход которого связан с выходом задатчика 25 скорости, а инверсный - с тахогенератором 2. Контактор постоянноготока включается электромагнитом 26 через порогово-согла- сующее устройство 27. На два входа устройства 27 поступают сигнал 28 задания порога срабатывания и сигнал с выхода узла 29 выделения отрицательного знака выходно- го сигнала перемножителя 30, Перемножитель 30 осуществляет обработку сигналов тах.агенератора 2 и задатчика скорости 25. Последний предварительно проходит через интегратор 31. ,

Реверсивный электропривод работает следующим обраЗЬм.

Устанавливают зэдатчик 25 скорости в нулевое положение и подключают электропривод к источнику переменного напряжения. Индуктивно-емкостный преобразователь 6 и выпрямитель 5 создают в якорной цепи электродвигателя 1 номинальный ток.

Подают сигнал 23 задания пускового момента, а зэдэтчиком 25 задают необходимый уровень скорости электропривода. Логический распределитель 18 обрабатывает информацию на своих входах и формирует импульсы управления с заданной задержкой на тиристоры первой или второй группы вентилей преобразователя 9, В обмотке возбуждения 7 протекает ток и электродвигаель плавно разгоняется. По мере разгона сигнал обратной связи по скорости, получаемый с помощью тахогенератора 2, вычитатся из сигнала задатчика 25 скорости, что приводит к уменьшению сигнала на выходе умматора 22 и, следовательно, к увеличению угла регулирования преобразователя 9.

Увеличение угла регулирования привоит к уменьшению тока в обмотке 7 возбуждения электродвигателя. Установившийся режим работы электропривода наступает при равенстве электромагнитного момента, развиваемого двигателем, моменту сопроивления на его валу.

Для реверсирования электропривода изменяют полярность напряжения на выхое задатчика 25 скорости. Импульсы управления тиристорами ранее работавшей группы преобразователя 9 сдвигаются блоками 2.1 и 18 в область инверТорного режима для этой группы вентилей. При этом ток в обмотке возбуждения 7 форсированно спадает, а затем, при включении вентилей другой группы,. нарастает в обратном направлении,

При изменении направления тока в обмотке возбуждения и сохранении прежнего направления вращения якоря двигателя, электропривод переходит в тормозной режим противовключения, при котором величина тока якоря определяется, в соответствии с принципом наложения, направленной согласно ЭДС якоря и выпрям-4 ленным напряжением на выходе индуктивно-емкостного преобразователя (на выходе блоков 6 и 5). Если торможение происходит с большим электромагнитным моментом (уставка задатчика 23 момента большая), то ток якоря определяется лишь ЭДС якоря (т.к. преобразователь б находится при этом s режиме короткого замыкания вентилями выпрямителя 5) и может превышать допустимые значения для коллектора машины 1, Для ограничения тока якоря при торможении с большими электромагнитными моментами в якорную цепь электропривода вводится тормозное сопротивление 3. Введение сопротивления производится при включении контактора 26 и размыкании его силового контакта 4.

Включение контактора 26 осуществляется в следующей последовательности. При поступлении команды на реверс или останов электропривода сигнал задатчика скорости интегрируется интегратором 31 со скоростью, равной скорости изменения тока в обмотке возбуждения Далее выходной сигнал интегратора перемножается в блоке 30 с сигналом тахогенерзтора 2 и, если это произведение оказывается отрицательным (что соответствует тормозному режиму про- тивовключения), поступает на первый вход порогово-согласующего устройства 27. Порог срабатывания этого устройства определяется выходным сигналом задатчика 23 момента. После срабатывания порогово-ср- гласующего устройства его выходной сигнал усиливается и подводится к электромагниту контактора 26.

Введение резистора в якорную цепь электродвигателя с помощью системы автоматического управления контактором позволяет ограничить, ток якоря на допустимом уровне и, следовательно, повысить надежность электропривода. Формула изобретения Реверсивный электропривод, содержащий электродвигатель постоянного тока независимого / возбужденияс тахогенератором, якорная обмотка электродвигателя подключена к выводам для подключения к источнику трехфазного переменного напряжения через последовательно соединенные диодный выпрямитель и индуктивно-емкостный преобразователь, обмотка возбуждения электродвигателя, шунтированная резистором, связана с выходом однофазного реверсивного тиристор- ного преобразователя, состоящего из двух встречно-параллельных тиристорных мостов, входы переменного тока которых объединены и предназначены для подключения к источнику перемённбго напряжения, электроды управления тиристоров связаны через усилители-формирователи с соответствующими выходами логического распределителя, первый и второй входы которого связаны с блоком ввода-вывода, третий и 5 четвертый - с датчиком направления вращения, а пятый - с формирователем угла регулирования, имеющим два :входа - вход синхронизации, подключенный к выводам источника переменного напряжения ревер0 сивного тиристорного преобразователя, и вход управления, подключенный на выход первого сумматора, прямой вход которого соединен с выходом задатчика момента, а инверсный - с выходом второго сумматора,

5 прямой вход которого связан с выходом задатчика скорости и входом блока ввода-вывода, а инверсный вход - с тахогенератором и входом датчика направления вращения, отличающий0 с я тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены контактор постоянного тока, тормозной резистор, последовательно соединенный с якорной обмоткой электродвигателя и

5 шунтированный размыкающим силовым контактом контактора постоянного тока, интегратор, перемножйтель, узел выделения отрицательного знака произведения, поро- говр-согласующее устройство, при этом

0 вход интегратора сувязан с выходом задатчика скорости, а выход - с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом тахогенератора, выход перемножителя через последовательно

5 соединенные узел выделения отрицатель ного знака произведения и порогово-согласующее устройство соединен с

электромагнитом контактора постоянного

тока, одновременно выход задатчика мо0 мента связан с вторым входом порогово-согласующего устройства.

Использование: может быть использовано в электроприводах лебедки и бурового станка. Сущность: введение резистора в якорную цепь электродвигателя с помощью системы управления контактором, позволяет ограничить ток якоря на допустимом уровне и повысить надежность электропривода. 1 ил..