Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к области электротехники и касается устройств для регулирования скорости электродвигателей постоянного тока большой мощности. Известно устройство регулирования ско рости электродвигателя постоянного тока, содержащее трехфазный тиристорный выпря митель, выполненный на трех диодах и трех тиристорах, и схему управления ij . Недостатком этого устройства является его сложность и необходимость тша- тельной настройки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока, содержащее сетевой выпрямитель, выполненный на трех силовых диодах и трех силовых тиристорах, соединенных по трехфазной мостовой схеме, подключенной к якорной цепи электродвигателя, шунтированный обратным диодом, вспомогательные тиристоры, включенные через последовательные резисторы между анодами и управляющими электродами силовых тиристоров, регулирующий резистор в цепи формирователей импульсов, разрядные конденсаторы RC-цепочек кото- рые через пороговые элементы, например динисторы, подключены параллельно переходам управляющий электрод - катод сиповых и вспомогательных пфисторов, тахогенератор в цепи обратной связи по скорости электродвигателя и схему плавного пуска электродвигателя, {72J. Недостатком этого устройства является то, что на тиристоры сетевого выпрямителя управляющие импульсы подаются одновременно, что ограничивает диапазон регулирования выходного напряжения выпрямителя на 25-100% и, следовательно, сужает диапазон регулирования скорости электродвигателя. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости движения. Это достигается за счет того, что в предложенное устройство дополнительно введены постоянные и переменные резне3горы, интегрирующие и зарядный конден- f агоры, два диода и три группы диодов, гатоды первой из которых соедииеиы с сетевыми входами трехфазного выпрямителя и первыми выводами разрядных и интегрирующих конденсаторов, катоды второй - с вторыми выводами интегрирующих конденсаторов и через три переменных резистора RC-цепочек - с вторыми выводами разрядных конденсаторов, соединенных также с анодами третьей группы диодов, катоды которых соединены через пер вый резистор с анодами первой группы диодов, соединенными также через схему плавного пуска, выполненную на зарядном конденсаторе, шунтированном вторым резистором, и последовательно включенных четвертом переменном резисторе и первом диоде, с первым выводом регулирующего резистора, соединенного этим же выводом через третий резистор с одним выводом электродвигателя, а другим выводом - с анодами второй группы диодов, причем параллельно третьему резистору включена последовательная цепь из второго диода, тахогенератора и пятого переменного резистора, а обшая точка первого диода и четвертого резистора соединена с другим выводом электродвигателя через четвертый резистор. Схема предлагаемого устройства для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока .показана на чертеже. Устройство содержит трехфазный выпрямитель, содержащий силовые диоды 1, 2, 3, силовые тиристоры 4, 5, 6 и вспомогательный тиристоры 7, 8, 9, подклкнченные параллельно участкам управляющий переход - анод силовых тиристоров, через ограничивающие сопротивления 1О, 11, 12. Формирователь импульсов содержит разрядные конденсаторы 13, 14, 15 подключенные через пороговые элементыдинисторы 16, 17, 18 к управляющим электродам вспомогательных тиристоров 7, 8, 9, соответственно. Катоды диодов 19, 2О, 21 первой группы соединены с зажимами А, В, С трехфазной сети и пер выми выводами разрядных 13, 14, 15 и интегрирующих 22, 23, 24 конденсаторов Катоды диодов 25, 26, 27 второй группы соединены со вторыми выводами интегр рующих конденсаторов 22, 23, 24 и через переменные резисторы 28, 29, 30 со вторыми выводами разрядных конден саторов 13, 14, 15 соответственно. Последние соединены также с анодами диооов. 31, 32, 33 третьей группы, катоды -174 которых соединены через fiejinbiA резистор 34 с анодами попвой rpyjuibi диодов, соединенными также через схему плавного пуска, выполненную на зарядном конденсаторе 35, шунтированном вторым резистором 36, и последовательно включенном четвертом пере енном резисторе 37 и первом диоде 38 с первым выводом регулирующего резистора 39. Этот же вывод резистора 39 соединен через третий резистор 40 с одним выводом электродвигателя 41, шунтированного обратным диодом 42, а другой его вывод соединен с анодами диодов 25, 26, 27 второй группы. Параллельно резистору 40 включена последовательная цепь из второго диода 43, тахогенератора 44 и переменного резистора 45. Обшая точка резистора 37 и диода 38 соединена с другим выводом двигателя 41. Обмотка возбуждения последнего питается от дополнительного выпрямителя. Контакт 46 управляется от внешнего устройства и разомкнут в режиме плавного пуска электродвигателя. Предлагаемоеустройство работает следующим образом. В момент включения конденсатор 35 .через диод 38, резистор 37 и диоды 19, 20, 21. шунтируют RC-цепочку формирователей импульсов на динисторах 16, 17, 18 и конденсаторах 13, 14, 15, чем достигается определенная выдержка времени между выключением обмотки возбужде ния двигателя и подачей управляющих импульсов на управляющие электроды вспомогательных тиристоров 7, 8, 9. По мере нарастания напряжения на конденсаторе 35 шунтирующее его воздействие на RC-цепочку прекращается и фаза управляющих импульсов плавно изменяется до значения, определяемого величиной резистора 39. Обеспечивается плавный разгон и ограничение пусковых токов двигателя. После окончательного заряда конденсатора 35 через резисторы 37 к 47 диод 38 закрывается, устраняя таким образом влияние конденсатора 35. Подачу импульсов управления можно рассмотреть на примере включения- силового тиристора 4 и вспомогательного тиристора. При подключении устройства к питающей сети заряд конденсатора 13 происходит по цепи: зажим В или С питающей цепи, контакт диод 3, якорь 41, резистор 4.О, регулирующий резистор 39, диод 25, переменный резистор 28, зажим А. питак щей сети. По достижении на конденсаторе 13 напряжения переключения динистора

IG 1;оследиий исреключлотся vi на упряв- ляюший электрод вспомогательного тиристора 7 подается импульс тока. При включении тиристора 7 через резистор 10 на управляющий электрод тиристора 4 подается управляющее напряжение, и через якорь электродвигателя течет ток нагрузки.

Аналогичным образом при определенном чередовании фаз происходит включение ос- Ю тальных тиристоров. При этом полярность напряжения на конденсаторах RC-цепочки периодически изменяется, например для конденсатора 13 по цепи: диод 31, резистор 34, диод 2О, (или 21, в зависимости 5 от чередования фаз). Стабилизация скорости за счет введения отрицательной обратной связи от тахогенератора. осуществляется следующим образом. Напряжение, снимаемое с тахогенератора 44 алгебраичес- 20 ки складывается с напряжением на резисторе 4О. Если скорость возросла, Hanps жение на этом резисторе возрастает, что увеличивает угол включения силовьк тиристоров и, следовательно, уменьшает напряжение, подаваемое на якорь электродвигателя. При уменьшении числа оборотов фаза управляющих импульсов изменяется таким образом, что увеличивается напряжение на якоре. Кроме того, в данной схеме в связи с зарядами емкостей 13, 14, 15 через нагрузку - якорь 41 существует внутренняя обратная связь по противо-ЭДС якоря. Степень величины обратной связи от тахогенератора устанавливают при помощи резистора 45. Симметрирование нагру ки по фазам осуществляют переменными резисторами 28, 29, 30. Время разгона двигателя до заданной скорости устанавливают переменным резистором 37, а чис ло оборотов регулируют резистором 39. Конденсаторы 22, 23, 24 вьшолняют роль фильтра и позволяют производить плавное регулирование фазы управляющих импульсов при максимальном значении угла от-крытия тиристоров. Диоды 25, 26, 27 обеспечивают правильное чередование управляющих импульсов по фазам и сдвиг их один относительно другого на 12О ал. град. Подключение конденсаторов 13, 14, 15 через переменные резисторы 28, 29, 30 и параллельные интегрирующие емкости 22, 23, 24 к катодам развязывающих диодов 25, 26, 27, аноды которых через резисторы 39 и 40 подключены к анодам силовых тиристоров, обеспечивает расши-

рение диапазона напряжения сетевого выпрямителя и,следовательно, скорости эдек- тродвигптеля.

Фop(yлa изобретения

Устройство для регулирования скорости электродвигателя постоянного тока, со- i держащее сетевой выпрямитель, выполненный на трех силовых диодах и трех силовых .тиристорах, соединенных по трехфазной мостовой схеме, подключенной к якорной цепи электродвигателя, шунтированный обратным диодом, вспомогательные тирис- торы, включенные через последовательные резисторы между анодами и управляемыми электродами силовых тир1юторов, регулирующий резистор в цепи форм1фователей импульсов, разрядные конденсаторы RCцепочек которых через пороговые элементы, например динисторы, подключенные параллельно переходам управляющий электрод - катод силовых и вспомогательных тиристоров, тахогенератор в цепи обратной связи по скорости электродвигателя и плавного пуска электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в него дополнительно введены постоянные и переменные резисторы, интегрирующие и зарядный конденсаторы, два диода и три группы диодов, катоды первой из которых соединены с сетевыми входами трехфаз- ного выпрямителя и первыми выводами разрядных и интегрирующих конденсаторов, катоды второй - с вторыми выводами интегрирующих конденсаторов и через три переменных резистора RC-цепочек - с вторыми выводами разрядных конденсаторов, соединенными также с анодами третьей группы диодов, катоды которых соединены через первый резистор с анодами вой группы диодов, соединенными также через схему плавного пуска, выполненную на зарядном конденсаторе, шунтированном вторым резистором, и последовательно включенньгх четвертом- переменном резисторе и первом диоде, с первым выводом регулирующего резистора, соединенного этим же выводом через третий резистор с одним выводом электродвигателя, а рругим выводом - с анодами второй группы диодов, причем, параллельно третьему резистору включена последовательная цепь из второго диода, тахогенератора и пятого переменного резистора, а обишя точка первого диода и четвертого переменного