Реверсивный тиристорный электропривод Советский патент 1977 года по МПК H02P5/16 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

1

Изобретение относится ic системам.автоматического управления и регулирования и может быть использовано в станкостроекии, авиационной технике, приборостроевин и других областях промышленности, где требуются электроприводы со значительным двапааоном регулирования в сочетании с широкой частотной полосой пропускания.

Изв0ртны электроприводы с совместшлм согласованным управлением, в peaлизуются указанн1 1е свойства }. Зона не чувствительности по управлению тиристорным вьшрямителем в этом случае отсутствует, благодаря чему в зоне рабочих сигналов выпрямитель можно считать линейным.

Схема управления известного электропривода содержит синхронизатор, необходимый для Синхронизация импульсов управления с напряжением сети соответствующей фазы; генераторы пилообразного напряжения (ГПН) количество которых соответствует количест ву iтиристоров ; компараторы, на которых происходит сравнение напряжения пилообразной формы с выходным напряжением усилителя, на вход которого подается сигнал заДания и сигнал обратной связи, а также формирователи имтзульсов утфавления и источняк смещения для получения точйи согласования.

Недостатком азввствотч) устройства является налипав нескольких генераторов пилообразного напряженав (по числу тиристоров) с индивидуальной настройкой. Ийднв дуальная настройка необходима для получения линейного согласованин в регуларовочной .характервстшс« т 8сторвого,вып{ вмвТ0ПЯ. При таком кол11честве настроек практически невозможно получить высокую сямметрию по фазам выходного на1 яжввня тиристорного выпрямителя.

Цель изобретения - повышение симметричности якорного напряжения двигателя и упрощение настройки.

Для достижения поставленной оелн в схему электропривода введены две схемы переключения и две логические схемы И, причем вход одной из схем переключния сое- щинен с прямым выходом усилителя, а вход другой - с инверсным, при этом выход первой схемы пербключения соединен с одним на входов той логической схемы И, другой вход которой соединен с прямым выходом синхронизатора, а к его инверсному выходу подключен один из входов второй по гическоЙ схемы И, второй вход этой же логической схемы соединеа с выходом вто рой схемы переключения, при этом выходы логических схем И соединены с входами генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов каждой схемы сравнения. Кроме того, другой вход одной их схем сравнения подключен ft выходу первой схемы переключения, а тре тий вход этой же схемы сравнения соединен С инверсным выходом усилителя, другой вхо второй схемы сравнения подключен к выходу второй схемы переключения, а третий ее вход соединен с прямым выходом усилителя при этом выходы схем сравнения.соединены с входами распределителя импульсов. -На фиг. 1 приведена схема злектротфивода с тпристорным выпрямителем, выполненным по трехфазной схеме с нулевой точкой; на фиг. 2 - импульсная диаграмма работы предлагаемого электропривода на фиг. 3, 4- диаграмма, пояЬкяющая работу рас пределителя. . На якорь исполнительного двигателя 1 подается напряжение от тиристорного вьгаря мителя, состоящего из двух групп тиристо ров 2 и 3, через уравнительные реакторы 4 и 5. Импульсы управления на тиристоры поступают от распределителя, состоящего из шести логических сх§м И (по числу тиристоров) 6 - 11. На входы схем-6 J 7 и 8 параллельно поступают импульсы от комп ратора 12, а на схемы 9-11 - от компаратора 13. На другие входы логических схем поступают сигнальт разрешения от сети, дли тельность которых и фаза соответствуют не обходимому диапазону изменения утлов зажигания тиристора. Применительно к трехфазной нулевой схеме этот диапазон составляет 120 эл.град. I На -один их входов каждого компаратора поступает напряжение -пилообразной формы от генератора пилообразного напряжения 14 на второй вход компаратора 12 подается прямое напряжение усилителя 15, а на второй вход компаратора 13 - инверсное напряжение усшштеля 15. На третий вход компараторов 12 и..13 подается напряжение от схем переключения 16 и 17 соответственно. На вход схемы переключения 17 подается прямое напряжение усилителя 15, а на вход схемы переключения 16 - инверсно Прямой выход синхронизатора 18 соединен одним из входов логической схемы И 19, инверсный - с входом другой схемы И 20. Другой вход схемы 19 соединен с выходом схемы пе,:)еключения 17, а схемы 20 - с выходом схемы 16. На входы усилителя 15 подаются сигналы задания и обратной связи, а на входы синхронизатора 18 напряжение сети. Устройство работает следующим образом. При положительном знаке напряжения на прямом выходе усилителя 15 и отрицательном на инверсном имеется положительное напряжение на выходе схемы переклю«1ения ). Напряже17 (напряжения Uy и U nepi 16 tf ние на выходе схемы время отсутствует. Синхронизтфующие импульсы. ,/с прямого выхода синхронизатора поступают на генератор 14 через логическую схему И 19. Синхронизирующие импульсы идут с частотой 150 Гц (3 fg ) и имеютдлительность 6О эл.град. Рабочий (наклонный) участок пилы tj. соответствует паузе и На компараторе 12 происходит сравнение пилообразного напряжения, Ц с напряжением Uу .Импульс на выходе компаратора формируется в момент равенства этих напряжений. На компараторе 13 происходит сравнение суммы напряжений Ur, и и„ с напряжением Up gp. При возрастании напряжений U и U фаза импульса на выходе компаратора 12 изменяется в сторону уменьшения углов управления, а на выходе компаратора 13 в сторону увеличения. Та грутгаа тиристоров, которой управляет компаратор 12, работает в выпрямительном режиме, а группа, управляемая компаратором 13,-. в инверторном. При изменении знака Uy и U на прот-ивоположный фаза tip, сдвигается на 50эл.град7г так как схема 17 снимает разрешение со схемы И 19, а схема 16 подает разрешение на схему 20. На компараторе 12 теперь про15сходит сравнение напряжений Un и .Uv а на компараторе 13 - напряжения If с Uy , Схемы переключения обладают релейной характеристикой. Напряжение на их выходе появляется скачком при переходе выходного сигнала усилителя через О. Выходные импульсы компаратора 12 погступают на один из входов логических схем 6, 7 ;И 8 распределителя, а компаратора 13 на хемы 9-11. На фиг. 3 показана импульсная диаграм;и:а работы распределителя импульсов для логической схемы 6. Заштрихованный участок соответствует диапазону изменения угла управления тиристора, работаюшего в фазе А. На вход схемы 6 поступают, кроме импульсов от компаратора, сигналы разрешения фаз А и С. На фиг. 3 сС 1- выпрямитвльный режим работы, oCg - инвертор ный, Применевие предлагаемого электропривода на стеюсах с программным управлением типа обрабатыва1ощкй центр позволит получить высокое быстродействие и идирокий диапазон регулирования по скорости приво дов подачи станка в сочетании с высокими эксплуатационными качествами этих приво цов. i - Испытания показали, что в предлагаемом электроприводе может быть получено практически без специальной настройки согласования начальных углов зажигания тиристо-v ров. Форма якорного напряжения отличается высокой симметрией по фазам, причем это важное свойство получается без настройки. Формула изобретения Реверсивный тиристорный электропривод с совместным управлением группами тиристоров, содержащий тиристо рный выпрямитель электродвигатель, на валу которого установлен датчик обратной связи, и схему управления, состоящую из последовательно соединен ных синхронизатора с прямым и инверсным выходами, генератора пилообразного напряже ния, двух сравнения и распределения импульсов, а также усилителя с прямым и инверсным выходами, соединенными со входами схем сравнения, отличающийс я тем, что, с целью повышения сик четричности выходного напряжения и упрощения настройки, введены две схемы переключения и две логические схемы И, причем вход одной из схем переключения соединен с прямым выходом усилителя, :а вход цругой с инверсным, при этом выход первой схемы переключения соединен с одним из входов той логической схемы И, другой вход которой соединен с прямым выходом синхронизатора, а к его инверсному выходу подключен один из входов второй логической схемы И, второй вход этой же логической схемы соединен с В1з1ходом второй Ьхемы переключения, при этом выходы логических схем И соединены с входами генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов каждой схемы сравнения, кроме того другой вход одной иа схем сравнения подключен к выходу первой схемы переключения, а третий вход этой же, схемы сравнения соединен с инверсным выходом усилителя, яругой вход второй схемы сравнения подключен к выходу второй схемы переключения, и третий ее вход соединен с прямым выходом усилителя, при этом выходы схем сравнения соединены с входами распределителя импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Найдис В. А. и др. Системы постоянного .тока на тиристорах Энергия 1966 (прототип).

а

П П П П

UcuHf. 1

Усину г

t- UcM2 Щи макс,

I

L

Инберторныа ре)«ии

Выпрям(/1тельный режим

1 П П П П

Ucfif on макс

Зыпрямительныи режим

Инверторный режим

Фиг. г