УСТРОЙСТВО для УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Советский патент 1969 года по МПК H02K13/14 H02K23/24 

При настройке коммутации электрических машин постоянного тока необходимо изменять велиЧИну и направление подпиточного тока дополнительных полюсов не только при постоянной Скорости вращения машины и переменной ее токовой нагрузке, а также, например, при одной и той же токовой нагрузке и различных направлениях и скоростях врашения.

Известны устройства для улучшения коммутации, содержаш,ие регулируемый источник постоянного тока для подпитки дополнительных полюсов, датчик тока в якорной цепи, датчик скорости врашения и множительное устройство для перемножения сигналов этих датчиков. Такие устройства не обеспечивают достаточно точной настройки дополнительных полюсов, так как в этих устройствах изменение тока подпитки происходит при .изменении скорости от нуля.

В предлагаемом устройстве для повышения точности настройки дополнительных полюсов между датчиком скорости и мнол ительным устройством включен источник опорного напряжения, величина которого пропорциональна заданной скорости врашения, что позволяет производить корректировку тока подпитки только при изменении скорости врашения выше предварительно выбранного значения.

симости тока подпитки от произведения сигналов датчиков между входом управляемого источника тока и выходом множительного устройства включен функциональный преобразователь.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Двигатель (или генератор) /, кроме основной обмотки 2 дополнительных полюсов (компенсационная обмотка не показана), имеет добавочную обмотку 3, расположенную также на дополнительных полюсах и питаюшуюся от управляемого реверсивного источника

постоянного тока. С валом двигателя / связан датчик скорости 4, на выход которого включен выпрямитель 5. Напряжение, снимаемое с выпрямителя, прямо пропорционально скорости вращения двигателя, а его полярность не зависит от направления вращения двигателя.

Разность между напряжением, снимаемым с выпрямителя, и опорным напряжением, снимаемым с потенциометра 6, подается на вход

множительного устройства 7, где перемнол-сается с напряжением, снимаемым с реверсивного датчика тока 8. Выходное лапрялтение последнего пропорционально величине, а его полярность соответствует направлению

встречному включению напряжения, снимаемого с выпрямителя 5, и опорного напряжения, Снимаемого с потенциометра 6, на вход множительного устройства 7 подается напряжение, равное разности между напряжением датчика скорости и опорным напряжением, снимаемым с потенциометра 6. В тех случаях, когда напряжение датчика скорости меньше опорного напряжения, выпрямитель 5 вследствие выбранной полярности его включения автоматически прерывает подачу сигнала на множительное устройство со стороны датчика скорости.

Таким образом, выбором величины опорного напряжения, снимаемого с потенциометра 6, моЖет задаваться скорость п вращения машины, до которой на вход множительного устройства подается нулевое значение напряжения, а при любой скорости п, которая выше « на ВХОД множительного устройства подается напряжение, пропорциональное разности между этими скоростями.

С выхода множительного устройства 7, таким образом, (Снимается напряжение и If (п-ui), которое поступает на вход управ.ляемого реверсивного источника постоянного тока 9. В обмотке 3 машины цротекает ток i, величина которого пропорциональна произведению якорного тока на; модуль превышения скорости машины сверх заданного потенциометром 6 значения

t K-/a (fl-ni)

Требуемая величина коэффициента пропорциональности К может быть установлена с помощью потенциометра 10.

Необходимое значение скорости п в пределах от нуля до наибольшей возможной может быть установлено с помощью потенциометра 6.

Направление тока в обмотке 3 определяется полярностью подключения этой обмотки к источнику 9 и выбирается таким образом, чтобы намагничивающая сила обмотки 3 была направлена в необходимом направлении по отношению к намагничивающей силе обмотки 2 дополнительных полюсов, по которой протекает якорный ток. Благодаря тому, что полярность регулируемого источника 10, а следовательно, ,.и направление тока в обмотке .3 зависит только от направления якорного тока, предлагаемое устройство сохраняет работоспособность как в двигательном, так и в генераторном режимах, независимо от направления вращения машины.

Источник 10 может быть подключен непосредственно к зажимам дополнительных полюсов 2 машины. Наличие небольшой обмотки 3 на дополнительных полюсах диктуется лишь соображениями удобства и исключения потенциальной связи источника 10 с якорной цепью.

ных полюсов и компенсационной обмотке. В качестве множительного устройства можно использовать ненасышениый тахогенератор с питанием его обмотки возбуладения напряжением, величина которого пропорциональна току якоря машины /. В качестве регулируемого источника 9 постоянного тока можно применять магнитный усилитель, ртутный выпрямитель, электромашинный усилитель, генератор или тиристорный преобразователь, независим;о от направления вращения мащины.

Источник 9 может быть в принципе подключен непосредственно к зажимам дополнительных полюсов 2 мащины. Таким образом, наличие небольшой обмотки 3 на дополнительных полюсах исключает потенциальную связь источника с якорной цепью и создает определенные удобства.

В качестве датчика тока и множительного устройства могут быть применены стандартные статические элементы. В качестве датчика скорости может быть применен маломощный тахогенератор постоянного или переменного тока. В качестве источника 9 могут быть применены магнитный усилитель, ртутный выпрямитель, электромашинный усилитель, генератор или тиристорный преобразователь с реверсивным выходом; наиболее удобен статический источник тока.

Сигнал, пропорциональный току якоря, можно в случае необходимости снять в виде надения напряжения на обмотке дополнительных полюсов и компенсационной обмотке. В качестве множительного устройства при необходимости используется ненасыщенный тахогенератор с питанием его обмотки возбуждения напряжением, величина которого пропорциональна току якоря машины. Между устройством 7 и входом управляемого источника 9 может быть включен функциональный преобразователь 11, изменяющий ток в обмотке 3 по необходимому закону в функции: произведения якорного тока на разность между фактической скоростью машины и ее выбранным значением.

Функциональным преобразователем 11 могут служить нелинейные элементы, цепи содержащие последовательно включенные опорные напряжения и диоды или специальные блоки для набора нелинейностей по заданным законам.

Предмет изобретения

1. Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащее регулируемый источник постоянного тока для подпитки дополнительных полюсов, датчик тока в якорной цепи, датчик скорости вращения и множительное устройство для перемножения сигналов этих датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки дополнительных полюсов применительно к машинам с переменной скоростью врашения, меладу датчиком скорости и множительным устройством включен источник опорного напряжения, величина которого пропорциональна заданной скорости вращения.

2. Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, с целью моделирования нелинейной зависимости тока подпитки от произведения сигналов датчиков, между входом управляемого источ ика тока и выходом множительного устройства включен функциональный преобразователь.