Электропривод постоянного тока с реверсором Советский патент 1993 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для различных производственных механизмов, в том числе экскаваторных.

Цель изобретения - повышение быстродействия электропривода при одновременном обеспечении экономичности и надежности.

На фиг. 1 изображена структурная схема электропривода постоянного тока с реверсором; на фиг. 2 - принципиальная схема системы управления и реверсора..

Изобретение содержит в соответствии со структурной схемой электропривода за- датчик интенсивности 1, соединенный с первым регулятором 2 частоты вращения, на второй вход которого подключен датчик 3 частоты вращения двигателя. Регулятор 2 подключен на первый вход регулятора 4 тока, на второй вход которого подключен датчик 5 тока якорной цепи. Выход регулятора

4 через замыкающий элемент 6 подключен на вход системы 7 импульсно-фазо- вого управления, которая своим выходом соединена с управляемым вентильным преобразователем 8, на выход которой через реверсор 9 подключена якорная обмотка электродвигателя 10. На вход командоаппа- рата 11, кроме задатчика интенсивности 1, подключены вход системы 12 управления, первый выход которой подключен к ключевому элементу 6, а второй выход соединен с реверсором 9. К двигателю 10 подключены датчики частоты вращения 3 и тока 5.

В соответствии с принципиальной схемой системы управления и реверсора (фиг. 2) в состав системы управления входит однофазный выпрямительный мост, состоящий из диодов 13,14 и тиристоров 15,16, на выход которого подключены параллельно диод 17, анод которого соединен с анодами диодов моста, а катод - с катодами тиристо00

го о

х|

ров моста, и катушка контактора 18 реверсора, а вход подключен к первой и второй фазам питающей сети. Контактор 18 конструктивно имеет размыкающие контакты 19 и замыкающие контакты 20, которые соединены по схеме контактного моста и функционально входят в состав реверсора, к входу которого подключен выход управляемого вентильного преобразователя 8, а к выходу - якорь двигателя 10, размыкающий 21 и замыкающий 22 блок-контакты, которые соединены с одной стороны между собой и с первым концом первичной обмотки трансформатора 23, а с другой стороны размыкающий конртакт21 -со второй фазой, замыкающий контакт 22 - с третьей фазой питающей сети. Второй конец первичной обмотки трансформатора 23 подключен к первой фазе питающей сети. Управляющие электроды тиристоров 15, 16 соединены соответственно через резистор 24, диод 25 и резистор 26, диод 27 с концами вторичной обмотки трансформатора 23, средняя точка которой через замыкающий ключевой элемент 28 соединена с катодами тиристоров 15, 16. К выходу командоаппарата 11 подключен вход элемента времени 29, выходными элементами которого являются ключевые элементы 6 и 26.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии командоаппарат - 11 находится в нулевом положении. Управляющее напряжение на задатчик 1 интенсивности и систему 12 управления не поступает. Замыкающий элемент 6 первого ключа элемента времени 29 отключил систему 7 импульсно-фазового управления от регулятора 4 тока. Якорь двигателя 10 не получает питания через замкнутые контакты 19 реверсора от управляемого вентильного преобразователя 8. т.к. на его вход не поступают управляющие импульсы от системы 7 импульсно-фазового управления. Тиристоры 15 и 16 системы 12 управления закрыты, т.к. замыкающий элемент 28 второго ключа элемента времени 29 разомкнут. Катушка контактора 18 обесточена, что обеспечивает замкнутое состояние контактов 19 реверсора 9. Первичная обмотка трансформатора 23 системы управления входом подключена к первой фазе, а выходом через размыкающий блок-контакт 21 контактора 18 соединена с второй фазой. Выпрямитель системы 12 управления также подключен к первой и второй фазам.

Пусть командоаппарат 11 переводится в положение Ход вперед, при этом управляющее напряжение поступает на задатчик 1 интенсивности и на элемент 29 времени,

который сразу же включает первый ключ, замыкающий свой ключевой элемент 6, через который начинает поступать напряжение с задатчика интенсивности через

регулятор 2 частоты вращения и регулятора 4 тока на систему 7 импульсно-фазового управления, которая начинает выдавать управляющие импульсы на управляемый вентильный преобразователь 8, которые

0 открывают тиристоры преобразователя 8 на соответствующий угол. Управляемый вентильный преобразователь 8 начинает выдавать напряжение через контакты 19 реверсора 9 на якорь электродвигателя 10.

5 Двигатель начинает разгоняться под контролем контуров тока и скорости,

Для реверса электропривода командоаппарат 11 переводится в противоположное положение Ход назад. При подходе ко0 мандоаппарата 11 через нулевое положение, элемент 29 времени размыкает замыкающий элемент 6, на систему импульсно-фазового управления не поступает напряжение управления, в результате чего

5 перестают поступать управляющие импульсы на управляемый вентильный преобразователь 8, который прекращает подачу напряжения на якорь электродвигателя 10. Образуется бестоковая пауза. Срабатывает

0 элемент 29 времени, включая замыкающий элемент 26. Тиристоры 15 и 16 открываются полностью в результате совпадения по фазе питающего и управляющего напряжений, к катушке контактора 13 прикладывается

5 форсировочное напряжение. Как только якорь контактора 18 притянется и его блок- контакт 21 разомкнется, а блок-контакт 22 замкнется, первичная обмотка трансформатора 23 своим концом подключается к

0 третьей фазе. 8 результате сдвига по фазе питающего и управляющего напряжений, значение выпрямленного напряжения, приходящего с выпрямительного моста на катушку контактора 18 становится в три раза

5 меньше форсировочного и достигает номинального значения. Форсировочное напряжение повышает быстродействие контактора, в результате чего контакты 20 реверсора 9 переключаются в меньший

0 промежуток времени. После переключения контактов реверсора 9, элемент 29 времени, отработав выдержку времени, замыкающим элементом 6 замыкает цепь управляющего напряжения на систему 7 им5 пульсно-фазового управления, которое поступает с командоаппарата 11 через датчик интенсивности 1 и регуляторы 2 и 4. Система 7 импульсно-фазового управления начинает выдавать управляющие импульсы, меняющие угол управления тиристоров

управляемого вентильного преобразователя 8. Двигатель 10, подключенный к контактам 20 реверсора 9, переходит в режим рекуперативного торможения, отдавая энергию в сеть. т.к. наличие системы подчиненного регулирования обеспечивает выполнение первого необходимого условия рекуперативного торможения: автоматически изменяется угол регулирования системы импульсно-фазового управления до величины больше 90°, необходимого для ин- верторного режима; второе необходимое условие рекуперативного торможения - изменение полярности управляемого вентиль- ного преобразователя, осуществляется тиристорным реверсором. После полной остановки, двигатель начинает вращаться в другую сторону, произошел реверс.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что с применением системы управления, во-первых, появилась возможность более быстрого переключения контактов реверсора, что улучшает быстродействие всего электропривода и как следствие производительность, которая может увеличиваться для некоторых приводов на 5-10%, во-вторых, появилась возможность рекуперативного торможения электродвигателя, что делает электропривод более экономичным, в-третьих, упростилась схема управления, что повышает надежность электропривода и облегчает его обслуживание.

Формула изобретения Электропривод постоянного тока с реверсором, содержащий электродвигатель и последовательно соединенные регулятор частоты вращения, регулятор тока, систему импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь, к выходу которого через замыкающие и размыкающие контакты

реверсора подключена якорная обмотка электродвигателя, датчики частоты вращения и тока, выходы которых подключены к входам соответствующих регуляторов, систему управления реверсором, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия электропривода при одновременном обеспечении экономичности и надежности, в него введены последовательно соединенные командоаппарат и задат- чик интенсивности, выход которого подключен к регулятору частоты вращения, реверсор выполнен с дополнительными замыкающими и размыкающими блок-контактами, а система управления реверсором содержит однофазный полуправляемый вы- прямительный мост, вход по переменному току которого предназначен для подключения к первой и второй фазам сети, катушку

реверсора, шунтированную диодом и подключенную к выходу указанного моста, элемент времени с двумя контактами, один из которых включен между регулятором тока и системой импульсно-фазового управления,

две цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные резистор и диод, трансформатор, при этом управляющие электроды тиристоров однофазного по- лууправляемого выпрямительного моста

через указанные цепочки соединены с крайними выводами вторичной обмотки трансформатора, средний вывод которой через второй контакт элемента времени соединен с объединенными катодами тиристоров,

один вывод первичной обмотки трансформатора предназначен для подключения к первой фазе сети, а другой вывод - через размыкающий и замыкающий блок-контакты соответственно к второй и третьей фазам

сети, выход командоап парата соединен с входом системы управления реверсором.

w

9

Фиг.1

Использование: для электроприводов экскаваторов. Сущность данного устройства в результате сдвига по фазе питающего и управляющего напряжений; значение выпрямленного напряжения, приходящего на катушку, становится в три раза меньше форсировочно- го и достигает номинального значения. Фор- сировочное напряжение повышает быстродействие контактора, в результате чего контакты реверсора переключаются в меньший промежуток времени. 2 ил.

А в С if

трайляе

зоесгтем

vt

ч л иЬр|

л.П