Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя Советский патент 1974 года по МПК B60L15/04 H02P5/16 

1

Изобретение относится к области регулирования скорости тягового электродвигателя постоянного тока при помощи импульсного прерывателя, управляемого педалью транспортного экипажа, и предназначено преимущественно для электрического автоногрузчика.

Известно устройство для импульсного регулирования скорости тягового электродвигателя, в которых импульсный прерыватель зашунтирован электромагнитным контактом, обмотка которого питается от источника питания через концевой выключатель, установленный на педали управления экипажа, и тиристор, управляемый полупроводниковым реле времени, выполненным на времязадающем кондецсаторе и двухбазовом диоде, называемом иногда однопереходным транзистором. В этом устройстве двух0азовый диод открывается с постоянной выдержкой времени, определяемой временем заряда времязадаюш.его конденсатора. Следовательно, тяговый электродвигатель подключается к источнику питания непосредственно помимо импульсного прерывателя с постояпным запаздыванием после замыкания концевого выключателя, т. е. нажатия педали управления до упора. При таком регулировании тяговый электродвигатель может работать на любой характеристике, соответствующей данному положению педали. При нажатии педали до конца импульсный прерыватель отключается, и тяговый электродвигатель раоотает на автоматической характеристике при полном напряжении. Переход к работе с полным напряжение.м на электродвигателе может вызвать резкое изменение скорости экипажа и даже аварию или повреждение перевозимого груза.

Если, например, напряжение импульсного прерывателя, подводимое к тяговому электродвигателю, достигает максимальной величины (90-95%) за 5 сек. при полном резком нажатии педали из начального положения, то в этом случае оптимальное время задержки открытия двухбазового диода и, следовательно, непосредственного нодключения тягового электродвигателя к источнику питания устанавливается на величине более 5 сек., напрпмер 6 сек. Еслп же педаль полностью нажата из промежуточного полол ения, близкого к положению полного нажатия, то в этом случае напряжение импульсного прерывателя, подводимое к тяговому электродвигателю, достигает максимальной величины за время, существенно меньшее, чем в рассмотренном случае, например за 0,1 сек. Постоянная задержка включения шунтирующего электромагнитного контакта длительностью 6 сек. в этом случае является чрезмерно большой.

Таким образом, постоянное время задержки включения шунтирующего электромагнитного

контакта является недостатком известного устройства, так как тяговый электродвигатель в некоторых случаях не готов оыстро реагировать на унравляющее воздействие, что может оказаться вредным, например, ари oDroне другого транспортного экипажа, излишне большая ностоянная задержка также вредна для имаульсного прерывателя.

цель изооретения - создание такого устройства для регулирования скорости, которое позволяло Оы производить неносредственное подключение электродвигателя к источнику питания и отключение о г него при любой скорости экипажа, т. е. с переменной оптимальной при люОых условиях выдержкой времени.

Это достигается тем, что времязадающии конденсаюр 11и 1упроьидниково1о реле времени подк.1ючеа аеписредс аснно к тяюьому элекг идвигахелю, а 1акже к исхиниику питания Hcpej коадевои ъЫллючатель, а напряжение паганпя AByAUajOiiUiO дпода выираао гаким, чго двуХиаои1 ып дпод игкрьа асю только тогда, когда на времяоадающии конденсагор 110дасгся как Нипрялгсние тл ового олекгродвагаге./1Я, laK и наарял сние асгочника пигааия. iipa aroivi uiKpbirac двулоаоойого диода и, следовательно, неаосредсхвенпое подключение тяювого элeктpoдвиlareJ я к источнику пигааия посредсгьим с1лекгрома1НИ1ПОГО контакта 11роисходиг с Алеремеьаий выдержкой времени с момента замы1 ания концевою выключателя, oupaiHO пропордиональнои уровню напряжения питания элекгродвига1еля. Ьла1одаря агии О1ггимальнои выдержке времени элекгродвигагель все1да имсег во мол ность алаъно переиги па новую характеристику. Для повышения точносха ре1улиривания в полуароводааковом реле времена применен известный программируемый двухоазовьы диод, называемый иногда программируемым однонереходным транзистором, vyeждy тя1овым элекгродвига гелем и врел1язада1иш.ам конденсатором включен электрический сглаживающий фильтр, предназначенный для сглаживания выходного напряжения импульсного прерывателя, выполненного, например, по известной схеме прерывателя джонса. пели напряжение на выходе прерывателя постоянное, то этот фильтр не пужеа. ьо изоежание соединения гягового Электродвигателя неаосредственно с источником иитаиия в режиме электрического торможения устройство снаожено доиолнительным резистором и реле, включенным в цепь тормозного тока тягового электродвигателя, например в цепь оорагного диода, а контакт эгого реле подключает на время электрическою торможения указанный дополнительный резисгор парал ельао времязадаюш,ему конденсатору. мес1о напряже11пя на двигателе можег оыгь npiiHHr и люоои дру1оа параметр электродвигателя, наарилхер его гок.

па чертеже иаооражена нринциниалвная электрическая схема устройства для регулирования скорости тягового электродвигателя.

Нажатием па педаль 1 производится управление тяговым электродвигателем 2 посредством импульсного прерывателя , который управляется системой управления 4, зависяш,ей J от полоукения педалп управления 1. Система управления 4 подает сигналы управлепия на импульсный прерыватель 3, который обеспечивает питание элекгродвигателя, соответствуюш,ее данному положению педали 1. Им„ пульспый прерыватель 3 выполняется по любой известной схеме, обеспечивающей на своем выходе 5 и, следовательно, на входе электродвигателя 2 сигнал, например, прямоугольной формы переменной частоты.

. Т1епосредственное питаиие электродвигателя 2 от источника питания обеспечивается посредством линии 6, соединяющей положительный полюс источника питания с электродвигателем через электромагнитный контакт 7 выQ ключателя, который замыкается при возбуждении электромагнига о. иомотка алекгромагнита U подключается к исючнику пшания через нормально разомкну1ыа концевоп выключатель ii ух1равляемыи элекгрическии

г BeHTHjib, напрпмер тиристор 1U. с/лекгромагниг возоуждае1ся шлько при замкнутом концевом выключателе iy и при открьгшл тиристоре, иыключагель у замыкается педалью 1 при нажагии ее до упора.

,, Для управления тиристором 10 служит двухоазовып диод ii, вгорая оаза когорого соедкаяется черес; резистор 12 с заземленным полюсом асточнпка пигааая, а чакже с уарав 1яющим элек1родом тиристора ю. первая оаг за двухОазово10 диода 11 пидсоединяется к положи1ельниму aojjii cy ис1ичника агиания через делитель папряжеаия иа резисторах ю. It. с мипер аодеоедиаен к времязада1иаа,ему конденсагору io, к 1ягоьом) а.1скгродва1 агелю

Q Z черес iO п к по«1ижателоаому ао.иису Иеточаака аигааая черсс pejHclOp и И КОНцевои выключатель, у.

iipa ре1}лировании напряжения на тяговом элекгродьа1агеле 2 водитель нажимает на иес даль i пе до упора так, чго концевой выключатель у размыкается и в раооте находятся только система управления 4 и импульсный прерыватель о. к якорю шговиго электродвигателя /. прикладываются прямоугольные импульсы напряжения регулируемой частогы. прямоугольные импульсы паиряжепия также прикладываются через фильтр 16 к времязадающему конденсатору ю. С.1едовательно, на последнем в люоои момент имеегся напряже5 пне, соогветствующее средней величине указанных прямоугольных импульсов. Напряжение времязадающего конденсатора 1о, приложе1П1ое к эмиггеру двухоазового диода ii, недостагочно для О1кры1ия этого диода, так как

меньше паарял-сеаая, араложеааого к первой оазе черес. делигель аа резисторах 15, it. Поэтому тирисюр lU не очкрываечся, и электромагнит а не возоуждаегся. Ьсли тяговому электродвигателю пеобходиМО развить высокую скорость вращения или

вращающий момент, водитель нажимает педаль управления 1 до уиора. При этом концевой выключатель 9 замыкается, но тяговьн электродвигатель смолсет подключиться непосредственно к источнику питания по линии 6 только с некоторой выдержкой времени. Эта переменная выдержка временн создается времязадающим конденсатором 15, который заряжается до -нанряження открытия двухбазового диода 11, начиная от момента замыкания концевого выключателя 9 за время, зависящее от уровня нанряжения на нем в люмен г указанного замыкания. Таким образом, когда замыкание концевого выключателя 9 нроисходит при малом напряжении на тяговом электродвигателе 2, то уровень напряжения па конденсаторе 10 соответственно низкий, ipeoyerся значительное время, чтобы ток источника питания, протекающий через концево выключатель 9, поднял напряжение на времязадающем конденсаторе 15 до величины открьггия двухбазового диода 11. После открьггия двухбазового диода открывается тиристор 1и, электромагнит 8 возбуждается, и электромагнитный контакт 7 замыкается.

Закон обратной зависимости между уровнем напряжения питания двигателя и выдерлской времени, при коюрой электромагнитньш контакт 7 замыкается после замыкання концевого выключателя У, соответсгзует практическому требованию, чюбы двигатель мог нлавно приспособиться к новой мощности, подводимой к нему нри полном нажатии педали, так как указанная задержка выше, когда концевой выкл1ича1ель 9 замыкается при мало скорос1И вращения двига1еля, и наооорот ниже при высокой скорост вран;ения двигателя .

Фильтр 16 для сглал ивания сигнала нанрял еиия нрямоугольной формы, прикладываемого к якорю электродвигателя 2, так что на времязада ощел1 конденсаторе 15 будет наирял%.еиие, соответству ощее среднему урови О указанного нанрял ения на электродви ателе. Иногда можно оооитись оез cpHvibrра, особеино если 1 игаиие двигателя являегся хотя и неременным, но неирерывным. Обычно напрялсение ia времязадающем конденсаторе 1о может оиеснечиваться любым датчиком, чувсгвительным к наирял ению дБ 1 атсля или другому iiapaMeTpy двигателя.

для ибес11ече11ия. электрического торможения двигателя онисьшаемое устройство снаожается нос шдовательно резистором 1Ь и реле 1У. IO неооходимо для закорачнва 1ия конде1 сатора 15 во вреи1я тормол ения, 4ТООЫ и исжа1Ь за.ныкаиия элекгромагни1ного ко так1а / дв)Х(/аоОвы1 1 д, И, тиристором ij к элt;кгpu.v.aгнигoм о iipH замы.ании киидевои ььпйьичатео я У, выиолняемо1о ледалью )11равле;111я (на че ;тел.е не показана;. Для згою катушка 2U реле 19 присоединяется 1араллельно электродвнгател о 2 и возоул.дается только токол тормоЛчения, протекающим через обратный диод (на чсртиже ;е показан).

При возбул денин катушки 20 замыкается контакт 21, и верхняя обкладка конденсатора 15 заземляется через резистор 18, чтобы таким образом иредупредить открытие двухбазового диода И и тиристора 10.

При прекращении эффекта тормол ения обратный ток двигателя уменьшается до пуля, кагушка 20 обесточивается, конта ;т 21 размыкается, и устройство возобновляет свою работу.

15

Предмет изобретения

1.Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя постоянного тока, питающегося от источ 1ика пнтан я через импульсный прерыватель, а непосредственно соединенного с источником питания через ЭоТектзомагмнтный конта гор, обмотка которого подключена к источнику питания через концевой выключатель педалн управления экипал а и соединена последовательно с тиристором, управля ощий эле :трод которого подкл очен к нолупроводниковому реле времени, выполненному на времязадающем коидеисаторе и двухбазовом диоде, первая база которого 1одключена к источнику питания через делиTejib 1:анрял-;еиня на резисторах, отлича Ощееся тем, что, с целью повышения плавности движеиия экииал-са, времязада ощий конденсатор одной обкладко подкл Очен пепосредстве 1 10 к тяговому электродв1 гател о, другой через концевой выключатель - к источии -:у питания, а параме1р 1 резисторов долителя напрялсения выбраны так, что двухбазовьн диод открывается только тогда, когда ia времязадающий конденсатор напрял :ение источника питания и нанрял;е1П е тягового электродв 1гателя, и замыкание электромагнитного контакта про 1сходит с запаздыванием от юситель 0 момента замыкания концевого выкл очате.1Я, обратно пропорцно альным уровн о напрял ен 1я пнтан я тягово1о эле тродвпгателя.

2. стройсгво по п. 1, отличающееся тед, что, с целью повышення точиост регулирован Я, днухбазовьн днод выполнен програмл нруемым.

3.Устройство но пп. 1 н 2, отл и чающееся TCi, что оно снабл ено электр ческим сглал ива ОЩИ1М фильтром, В чЛ оченным мелчду врел язадающ м конденсатором ; тяговыд электродвнгателел.

4.Устройство по пп. 1-3, отлича ощееся тем, что оно снабжено дополн тельным

pc.i CTopoM н реле, включен1;ым в цепь торл;озпого тока гягового элскгродв гателя, ко 1такт которого 1одкл очен па зрсмя электрического торможения к доно.:п ительному резистору 1араллельно вре1 язадающему конденса™РУ4

Г

/4

/t

7 6

12 i