РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Советский патент 1947 года по МПК H02P5/14 

Предметом данного изобретения является регулируемый электропривод с сериесным двигателем постоянного тока. Двигатель питается от управляемых ионных выпрямителей, с применением электронной схемы для автоматического изменения фазы сеточного напряжения выпрямителей в зависимости от нагрузки двигателя.

Согласно изобретению, с целью уменьшения количества ламп в электронной схеме управления, последняя содержит пентод, на управляющую сетку которого подана сумма трех напряжений: положительного напряжения, соответствующего среднему значению напряжения на зажимах двигателя, отрицательного напряжения, пропорционального силе тока в якоре двигателя, и неизменного по величине отрицательного напряжения. С сопротивления в анодной цепи пентода подано напряжение на сетку триода, который используется для управления фазой сеточного напряжения выпрямителей.

Уменьшение числа ламп повышает надежность электропривода по сравнению с системами «тимотрол» и «мототрол», в которых применяется шунтовой двигатель. Стоимость установки получается меньшей, чем систем с шунтовым двигателем.

Предлагаемый электропривод предназначен для исполнительных механизмов малой мощности, требующих регулирования скорости в широких пределах; он дает возможность получить диапазон регулирования до 1:40 путем изменения напряжения на двигателе, а при помощи шунтирования сериесной обмотки двигателя постоянного тока увеличить диапазон регулирования до 1:100.

Изложенное поясняется чертежом, на котором изображена электрическая схема предлагаемого электропривода.

Управляемым выпрямителем служат тиратроны Т₁ и Т₂, соединенные по обычной схеме двухполупериодного выпрямления. Аноды тиратронов подключены через трансформатор тока ТТ к повышающей обмотке 3 силового трансформатора, а нити накала - к обмотке 4. Сетки тиратронов подключены через сопротивления R_c к вторичной обмотке сеточного трансформатора ТС. Первичная обмотка этого трансформатора является диагональю фазорегулирующего моста, плечами которого служат: обмотка 6 силового трансформатора, конденсатор С₁ и электронная лампа Л1, приключенная к системе твердых выпрямителей, соединенных по мостиковой схеме.

Изменение анодного тока лампы Л1 вызывает поворот вектора напряжения на первичной обмотке сеточного трансформатора, а, следовательно, и изменение угла сдвига фаз между анодным и сеточным напряжениями тиратронов.

Вследствие этого изменяется величина напряжения, которое прикладывается к якорю двигателя М. Таким образом, в конечном счете, регулирование скорости осуществляется посредством изменения анодного тока лампы Л1. При малом анодном токе выпрямленное напряжение минимально, при наибольшем допустимом анодном токе оно максимально.

Управление анодным током лампы Л1 осуществляется изменением напряжения на ее сетке. Это напряжение снимается с сопротивления R_a, включенного в анодную цепь лампы Л2. Пятиэлектродная лампа Л2, или сокращенно - пентод, является основой всей автоматической схемы, управляющей работой электродвигателя.

Анодное напряжение на пентод Л2 подается от отдельного выпрямителя с кенотроном K1. Предварительно это напряжение сглаживается фильтром, состоящим из дросселя Д1 и конденсатора С2. Между экранирующей сеткой лампы Л2 и катодом включена неоновая лампа НЛ1, играющая роль стабилизатора напряжения. Этим способом напряжение на экранирующей сетке поддерживается постоянным, независящим от колебаний напряжения сети переменного тока, а, следовательно, и анодный ток лампы Л2 также почти не зависит от этих колебаний.

Сеточное напряжение лампы Л2 является функцией трех слагающих:

1. Положительной слагающей, равной среднему значению напряжения на двигателе; эта слагающая предварительно проходит через фильтр, состоящий из дросселя Д3 и конденсатора С4, и сглаживается.

2. Отрицательной слагающей, пропорциональной току якоря электродвигателя, которая получается от выпрямителя с кенотроном K2, подключенного к вторичной обмотке трансформатора тока ТТ. Это напряжение также предварительно сглаживается фильтром из дросселя Д2 и конденсатора С3.

3. Отрицательной слагающей, неизменной по величине и не зависящей от колебаний напряжения сети. Роль стабилизатора этого напряжения играет неоновая лампа НЛ2, включенная последовательно с сопротивлением R₂.

Эти три слагающие, суммируясь алгебраически, дают результирующее напряжение на сетке лампы Л2, которое и управляет анодным током лампы, а, следовательно, и напряжением на двигателе.

Регулирование числа оборотов двигателя при всех прочих равных условиях достигается изменением величины сопротивления R₁, за счет чего изменяется напряжение на сетке лампы Л2. При изменении нагрузки на валу двигателя система, выйдя из состояния равновесия, приходит к новому состоянию равновесия, что будет иметь место при новом значении тока в цепи двигателя и новом напряжении на зажимах якоря, т.е. при новых значениях напряжения на сетке и анодного тока лампы Л2. При определенных параметрах электронных ламп и параметрах других элементов системы, а также при определенных положениях движков сопротивлений R₁ и R_T изменение нагрузки на двигателе не вызывает изменения скорости. Внезапное приложение нагрузки, как и в каждой подобной системе с автоматическим регулированием, вызовет колебательный процесс, сопровождающийся колебанием скорости и автоматически прекращающийся, благодаря действию автоматической схемы.

Весь диапазон изменения напряжения на двигателе перекрывается изменением напряжения на сетке лампы Л2 в пределах крутой части кривой анодносеточной характеристики лампы, т.е., например, в пределах изменения регулирующего напряжения на сетке от 0 до 2 вольт.

На чертеже дополнительно обозначены СО - сериесная обмотка возбуждения двигателя M, 1 - первичная обмотка силового трансформатора, 2 и 7 - вторичные обмотки его для питания цепей накала ламп, 5 - вторичная обмотка для питания выпрямителя K1, С₅ - емкость, включенная между анодом и управляющей сеткой лампы Л2.

Регулируемый электропривод с сериесным двигателем постоянного тока, питаемым от управляемых ионных выпрямителей, с применением электронной схемы для автоматического изменения фазы сеточного напряжения выпрямителей в зависимости от нагрузки двигателя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества ламп в электронной схеме управления, последняя содержит пентод, на управляющую сетку которого подана сумма трех напряжений - положительного напряжения, соответствующего среднему значению напряжения на зажимах двигателя, отрицательного напряжения, пропорционального силе тока в якоре двигателя, и неизменного по величине отрицательного напряжения, и с сопротивления в анодной цепи пентода подано напряжение на сетку триода, служащего для управления фазой сеточного напряжения выпрямителей.