Реверсивный электропривод постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P5/16 

1

Изобретение относится к технике построения реверсивных вентильных электроприводов постоянного тока, широко применяемых, например, в приводах подач автоматизированных металлорежущих станков.

Известны реверсивные вентильные электроприводы с исполнительными двигателями постоянного тока, выполненные обычно с независимым возбуждением .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является реверсивный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, трехфазный мостовой преобразователь и силовой трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого подключены ко входу преобразователя .

К недостаткам электропривода следует отнести недостаточную степень теплового и электрического использования секционированных полуобмоток возбуждения двигателя, обычную перегрузочную способность по моменту, практически совпадающую в области нормальных рабочих токов с перегрузочной способностью по моменту электроприводов с независимым типом возбуждения, ввиду сравнительно малой зависимости ампер-витков возбуждения от величины якорного тока двигателя, что обусловлено расщепленным включением сериесной обмотки возбуждения двигателя в контур уравнительного тока преобразователя и практически попеременным использованием ее полуобмоток.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены цепочка из двух диодов и уравнительный реактор с двумя магнитосвязанными обмотками, включенными согласно, вход реактора подключен к выходу преобразователя, а выход - параллельно обмотке возбуждения двигателя, шунтированной последовательно соединенными диодами, общая точка которых подсоединена к якорной обмотке электродвигателя, другой вывод которой подключен к нулевому выводу вторичных обмоток силового трансформатора.

На чертеже представлена упрощенная принципиальная электрическая схема устройства, выполненного согласно изобретению. Реверсивный электропривод содержит согласующий силовой трансформатор 1 с выводом нулевой точки звезды его вторичных обмоток. Две управляемые согласованно вентильные группы 2 и 3 образуют встречно-параллельную схему реверсивного вентильного преобразователя, в контур уравнительного тока которого между выходными разнополярными клеммами вентильных грунн 2 и 3 включены последовательно и согласно магнитосвязанные обмотки двухобмотбчного реактора 4 и сериесная обмотка 5 двигателя, шунтированная двумя неунравляемыми разрядными вентилями 6 и 7. Якориая обмотка двигателя 8 включена между общей точкой соединения вентилей 6 и 7 и нулевым выводом трансформатора 1.

В установившемся статическом режиме работы при отсутствии управляющего сигнала вентильные группы 2 и 3 преобразователя открыты на одинаковые углы, так что постоянные составляющие их выходных напряжений уравновешиваются и среднее значение якорного напряжения равно нулю. По обеим обмоткам реактора 4 протекают равные, пульсирующие уравнительные токи. Эти токи в сериесной обмотке 5 сглаживаются разрядными вентилями б и 7, создавая при этом начальные ампер-витки возбуждения и магнитный поток, близкие к номинальным значениям ампер-витков и магнитного потока обычного . двигателя с независимым типом возбуждения. По якорю двигателя при этом протекает перемеиный ток треугольной формы утроенной (для случая трехпульсной схемы преобразователя) , по сравнению с сетевой, частоты, который не создает вращающего момента, так что двигатель находится в неподвижном состоянии.

При появлении же управляющего сигнала того или иного знака оДна из вентильных групп преобразователя приоткрывается, а другая соответственно призакрывается. Появляются . постоянная составляющая в разности выходных напряжений вентильных групп, постоянные составляющие якорного напряжения и тока, идвигатель начинает вращаться в заданном направлении с заданной скоростью вращения, развивая на валу момент, равный моменту сопротивления нагрузки. Знак же тока магнитного потока возбуждения, создаваемого сериесной обмоткой при этом не зависит от направления тока якоря. Однако его величина ввиду включения сериесной обмотки 5 в контур уравнительного тока преобразователя увеличивается с возрастанием тока якоря, так что одновременно, но в меньшей степени возрастает и магнитный поток возбуждения

двигателя, а следовательно, и его перегрузочная способность по моменту.

Практически вследствие плавного перехода магнитопровода статора в режим магнитного насыщения, с ростом ампер-витков и тока сериесной обмотки возбуждения 5 удается получить увеличение магнитного потока н 20-25% по сравнению с номинальным и аналогичное приращение вращающего момента на валу двигателя.

Поскольку отмеченные приращения магнитного потока и момента двигателя имеют место и в переходных процессах работы, существенно улучшаются и динамические характеристики всего электропривода (сокращаются время пуска и торможения, уменьшаются динамические провалы и выбросы скорости при ударном приеме-сбросе нагрузки и др.).

В настоящем электроприводе достигается больший иа 20-25% момент на валу электродвигателя по сравнению с известным, что дает аналогичное по величине сокращение времени переходных процессов (пуск,

торможение, реверс) и повышает производительность рабочего механизма.

Формула изобретения

Реверсивный электропривод постоянного

тока, содержащий электродвигатель, трехфазный мостовой преобразователь и силовой трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого подключены ко входу преобразователя, отличающийся тем,

что, с целью улучшения динамики электропривода, в него введены цепочка из двух диодов и уравнительный реактор с двумя магнитосвязанными обмотками, включенными согласно, вход реактора подключен к

выходу преобразователя, а выход - параллельно обмотке возбуждения двигателя, щунтированной последовательно соединенными диодами, общая точка которых подсоединена к якорной обмотке электродвигателя, другой вывод которой подключен к нулевому выводу вторичных обмоток силового трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Найдис В. А. и др. Системы постоянного тока на тиристорах, М., «Энергия, 1966, с. 35.

2. Авторское свидетельство СССР № 563707, кл. Н 02Р 5/06, 24.07.74.